【正文】 26 參考文獻(xiàn) 孫涵芳 徐愛卿 .MCS— 51 系列單片機(jī)原理 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版 周雪 . 模擬電子技術(shù) [M]. 西安 : 西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021. 梅笙 ,李瑋 . 基于 AT89C52 控制的數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì) [J ] . 電子測試 ,2021 (2) :19223. 張毅剛 .新編 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)的 出版社，2021 全國人學(xué)牛電子設(shè)計(jì)競賽組委會 .全國人學(xué)牛電子設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)作品選編( 2021 ) [ M ].北京 :北京理工學(xué)出版社， 2021. 黃智偉 .全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練教程 [M].北京 :電子上業(yè)出版社，2021. 全國人學(xué)牛電子設(shè)計(jì)競賽組委會 .全國人學(xué)牛電子設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)作品選編(第一屆一第五屆 )[M ].北京 :北京理 }_人學(xué)出版社， 2021. 趙東波，郭榮幸，趙雨斌 .基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì)與買現(xiàn) [J].儀表技術(shù) .2021 鐘乃元，高飛 .量技術(shù) .2021, 30 (9)大電流高精度恒流源 176一 178. 1顧三春 仝迪 .電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 .2021 1全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽硬件電路設(shè)計(jì) .陳永真，韓梅，陳之勃 .電子工業(yè)出版社 . 1感悟設(shè)計(jì) .王偉 編 .北京航空航天大學(xué)出版社 . 1單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 張一斌，余建坤， 2021 27 附錄 A 原理圖 P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P。能和你們相遇、相交、相知，是我人生的一大幸事，讓我們永遠(yuǎn)記住曾在一起經(jīng)歷過的歡笑與淚水！讓我們一起面對美好的未來，共同為充滿希望的前程而繼續(xù)努力奮斗！ 同時(shí)也感謝 安徽建筑工業(yè) 學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 感謝我的父母， 是他們無微不至的關(guān)懷、一貫的體諒與支持，使我能在工作和學(xué)習(xí)上不斷前進(jìn)，他們是我努力工作和積極生活的精神支柱。在此，向嚴(yán)老師致以最誠摯的謝意。他對我的設(shè)計(jì)從確定題目、修改直到完成，給予了我許多的指點(diǎn)和幫助。在這里需要的感謝的人很多，是他們讓我這大學(xué)四年從知識到人格上有了一個(gè)全新的改變。畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)作的過程并不輕松：各種壓力的時(shí)時(shí)襲擾，知識積累的尚欠火候，致使我一 次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮力敲打鍵盤。 25 致謝 四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號，而 對 于我的人生卻只是一個(gè)逗號，我將面對又一次征程的開始。 第五 , 軟件仿真成功以后，我們才開始寫論文和實(shí)物電路的焊接， Word 雖然是人人都知道的文字編輯軟件，但真要用它來寫論文，才發(fā)現(xiàn)自己懂得的一點(diǎn)點(diǎn)Word 知識不夠用，還好有網(wǎng)絡(luò)，能夠在線學(xué)習(xí) Word 的使用技巧，以完成論文的編輯和排版。 編寫源代碼的時(shí)候是編寫一個(gè)小模塊就進(jìn)行調(diào)試，這樣可以避免設(shè)計(jì)的最后出現(xiàn)太多的錯(cuò)誤而亂成一團(tuán)糟。這一步是關(guān)鍵，因?yàn)橐院蟮墓ぷ鞫际窃诖嘶A(chǔ)上做的！ 第四，有了研究方向，就要?jiǎng)邮謱?shí)現(xiàn)。 第三，綜合已有的資料來更透徹的分析 本次設(shè)計(jì) 題目。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作， 我們 到圖書館 去借了相關(guān)方面的書籍 ， 同時(shí) 也 在網(wǎng) 上大量搜索相關(guān)內(nèi)容 。 第一， 在選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題時(shí)，我就選擇自己比較感興趣的數(shù)字控制方面的，這樣做起來動力很大。 24 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 經(jīng)過 兩 個(gè)多月的努力 ， 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了 ,但是現(xiàn)在 回想起來做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛 的 同時(shí)又充滿樂趣！通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，沒有接受任務(wù)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。我們使用的是 2? C總線的串行存儲器 24C02C，我們只對硬件電路做了檢查。 由于時(shí)間和硬件的原因，這部分只是我們在軟件調(diào)試上的方法，在實(shí)際中沒有進(jìn)行調(diào)試。 由于時(shí)間和硬件的原因，這部分只是我們在軟件調(diào)試上的方法，在實(shí)際中沒有進(jìn)行調(diào)試。 數(shù)模轉(zhuǎn)換與功放電路調(diào)試 我們直接編寫程序，并給定某個(gè)確定的數(shù)值，看轉(zhuǎn)換結(jié)果是否正確。 鍵盤及液晶顯示調(diào)試 為了直觀的測試鍵盤，我們先調(diào)試了液晶顯示模塊，在液顯調(diào)通后，然后用鍵盤輸入進(jìn)行調(diào)試，看鍵值是否正確。 單片機(jī)最小系統(tǒng)調(diào)試 先查看電源，然后利用示波器測單片機(jī) ALE 引腳，以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，即為正常工作。由于我們選取的取樣電阻值為 1 歐，因此，我們檢測的電壓值理論上就是輸出電流值。連續(xù)單擊幾次加鍵，再單擊“減”鍵，也達(dá)到我們想要的結(jié)果。因此我們在初始化是就默認(rèn)初始值為 20mA。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種 編譯器 。Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿 真單片機(jī)及外圍器件的工具。 Proteus Proteus 軟件 是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。這樣做大大減小了編程難度！ 系統(tǒng)的完整程序見附錄 B。加法程序流程圖如圖 26 所示： 19 圖 25 恢復(fù)程序流程圖 圖 26 加法程序流程圖 減法程序流程圖如圖 27 所示。 其中監(jiān)控程序流程圖如圖 21 所示： 16 圖 20 主程序流程圖 圖 21 監(jiān)控程序流程圖 中斷程序設(shè)計(jì) 17 中斷程序主要是 對不同的按鍵做出不同的處理，其中斷流程圖如圖 22 所示： 圖 22 中斷程序流程圖 其中數(shù)字程序流程圖如圖 23 所示。 主程序設(shè)計(jì) 主程序主要完成的是一些初始化的設(shè)置（比如液晶顯示和鍵盤），和監(jiān)控程序。在某些情況下，也可以將絕對程序轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制代碼程序 (.hex文件 )。 Keil C51 軟件提供了豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具。在實(shí)時(shí)要求較高的場合，可采用 C51 匯編混合編程。 C51 開發(fā)環(huán)境一般都提供了數(shù)學(xué)計(jì)算等子程序，為程序開發(fā)帶來方便。采用 C51 編寫的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)清楚、模塊化程度高、可讀 性強(qiáng)，并容易移植。 VCC 電源輸入引腳，標(biāo)稱條件下在 VCC 低于 時(shí)，則 VCC 閾值檢測電路會 禁止內(nèi)部的擦寫邏輯。如果連接到 VSS， 寫操作使能。而 SDA 電平在 SCL 高電平期間若發(fā)生變化，表明起始和停止條件產(chǎn)生。因此， SDA 總線要求在該引腳與VCC 之間接入上拉電阻。 SDA 串行數(shù)據(jù)引腳為雙向引腳，用于把地址和數(shù)據(jù)輸入 / 輸出器件。 A0、 A1 和 A2 引腳用于多器件工作。 芯片 24C02C 24C02C 是一種 串行存儲器 ，其容量 2Kbit。 2? C 總線的數(shù)據(jù)傳送格式是在 2? C 總線開始信號后，送出的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是是用來 識別 從器件的地址，其中前七位為地址碼，第 8 位為方向位（ R/W)。 2? C 總線是一種用于 IC 器件之間的二線制總線。 2? C 總線支持任何一種 IC 制造工藝，并且 PHILIPS 14 圖 18 24C02C 引腳 和其他廠商提供了種類非常豐富的 2? C 兼容芯片。 2? C 總線 在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，有為數(shù)眾多的 IC 需要進(jìn)行相互之間以及與外界的通信。然而從方便系統(tǒng)擴(kuò)展來和 價(jià)格來考慮，我們選用了EEPROM— 24C02，它是采用 2? C 接口的一種常用 2Kbit（ 256 8bit）的存儲器。在第 16 個(gè)時(shí)鐘下降沿，最后一位數(shù)據(jù)隨時(shí)鐘輸入并按照給定內(nèi)容執(zhí)行已編制好的功能。 工作過程中，將 SYNC 置為低電平時(shí)候啟動寫序列，在這個(gè)階段， SYNC 線至少要保持低電平一直到 SCLK 的第 16 個(gè)下降沿， DAC 在這第 16 個(gè)下降沿被更新，如果在這之前 SYNC 被拉為高電平，就意味著寫序列中斷，此時(shí) 移位寄存器復(fù)位。其外圍電路如圖 16 所示： 13 VDD1A IN2S H D N3R E F4GND5DOUT6CS7S C L K8U6M A X 1 24 1V C CC60 .1 uC74 .7 uADCC84 .7 uV re fa ds c l ka dc sa do u t 圖 16 MAX1241 外圍電路 D/A 模塊 有前面的計(jì)算知 ，模擬量輸出通道我們選用了 AD 公司的單通道 12 位電壓輸出 D/A 轉(zhuǎn)換器，單電源工作，電壓范圍為 ～ ，時(shí)鐘頻率最高可達(dá) 30MHz。 MAX1241 的控制線 SCLK、 CS 、 DOUT 可與 AT89S52 的通用 I/O 口直接相連，無需任何接口變換， 模擬電壓經(jīng)前級放大至 0～ VREF 范圍后，由 AIN 引腳輸入 。 MAX1241 的三根數(shù)據(jù)線，時(shí)鐘輸入端、片選控制端和數(shù)據(jù)輸出端分別由 AT89S52 的 、 和 控制。 MAX1241 內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖 14）和管腳定義（如圖 15）： 12 圖 14 MAX1241 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 管腳 名稱 功能 參數(shù) 1 VDD 電源 輸 入 +~+ 2 VIN 模擬電壓輸入 0~ REFV 3 SHDN 節(jié)電方式控制端 “ 0” —— 節(jié)電方式；“ 1” —— 工作 4 REF 參考電壓輸入端 ~VDD 5 GND 電源地 6 DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出 三態(tài) 7 CS 芯片選通 “ 0” —— 選通；“ 1” —— 禁止 8 SCLK 串行輸出驅(qū)動時(shí)鐘輸入 頻率范圍： 0~ 圖 15 MAX1241 管腳定義 A/D 模塊電路 MAX1241 的 VDD 供電范圍為 ～ ，為減少來自電源的干擾，可在VDD引腳配置 。s。它使用逐次逼近技術(shù)完成 A/D 轉(zhuǎn)換過程。 芯片 MAX1241 MAX1241 是 MAXIM 公司推出的一種串行 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有低功耗、高精度、高速度、體積小、接口簡單等優(yōu)點(diǎn) 。需要的級數(shù)為： 19801 )202021( ??mA mA 因 20482198010242 1110 ???? ，由此可見采用 11 的轉(zhuǎn)換芯片即可滿足要求，但市場上并沒有 11 位轉(zhuǎn)換器，所以系統(tǒng)中采用 12 位高精度 A/D 轉(zhuǎn)換芯片MAX1241。因此設(shè)定步進(jìn)為 1mA才有所意義。在本次設(shè)計(jì)中，為了降低程序設(shè)計(jì)，我們只用 LCD 作顯示器，在此只對其寫操作， 所以設(shè)計(jì)時(shí)直接將 R/W接地。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 12 是 1602 的內(nèi)部顯示地址。 針對此設(shè)計(jì)，我們選用 16*2 模塊。因此，我們選擇 1602LCD 液晶顯示器。一般的字符型液晶只有兩行，面積較小，能顯示字符和一些很簡單的圖形；而點(diǎn)陣型液晶通常面積較大，可以顯示圖形和更多的字符。 10 O U T 117O U T 216O U T 315O U T 414OE13DA12O S C5M A S K6GND9V C C18X111X210X38X47Y11Y22Y33Y44U2M M 7 4C 9223S W P B7S W P B恢復(fù)S W P B取消S W P B2S W P B1S W P B0S W P B6S W P B5S W P B4S W P B設(shè)置S W P B9S W P B8S W P B加S W P B減S W P B確認(rèn)S W P BU1NOTV C CC11uC210uke ydake yDke yCke yBke yA 圖 10 鍵盤電路 顯示模塊 1602LCD 顯示 液晶顯示器由于體積小、質(zhì)量輕、功耗低等特點(diǎn)，已成為各種便攜式電子信息產(chǎn)品的理想顯示器。再加上 0～9 剛好 16 個(gè)按鍵。如圖 10 所示，從鍵盤的左下角開始，依次編碼為 0、 2?? E、 F。有按鍵按下時(shí)數(shù)據(jù)有效線變高，同時(shí)封