【正文】 以定制，以滿足用戶的各種不同需求。AltiumDesigner基于一個軟件集成平臺，把為電子產(chǎn)品開發(fā)提供完整環(huán)境所需的工具全部整合在一個應(yīng)用軟件中。設(shè)計瀏覽器平臺允許對電子設(shè)計的各方面——設(shè)計工具、文檔管理、器件庫等——進(jìn)行無縫集成，它是Altium 建立涵蓋所有電子設(shè)計技術(shù)的完全集成化設(shè)計系統(tǒng)理念的起點(diǎn)。因此Altium 發(fā)布了專為Windows NT 平臺構(gòu)建的Protel98，這是首次將所有5 種核心EDA 工具集成于一體的產(chǎn)品，這5 種核心EDA 工具包括原理圖輸入、可編程邏輯器件(PLD)設(shè)計、仿真、板卡設(shè)計和自動布線。在后來幾年里，憑借各種產(chǎn)品附加功能和增強(qiáng)功能所帶來的好處，Altium 建立了具有創(chuàng)新意識的EDA 軟件開發(fā)商的地位。雖然Windows 平臺在處理性能和可靠性上取得了進(jìn)步，但當(dāng)時很少有用于Windows 平臺的EDA 軟件,而當(dāng)時越來越多的設(shè)計工程師使用基于Windows 的操作系統(tǒng)。隨著PCB設(shè)計軟件包的成功，Altium公司開始擴(kuò)大其產(chǎn)品范圍，包括原理圖輸入、PCB自動布線和自動PCB器件布局軟件。圖52 過流保護(hù)流程圖 AD0832模數(shù)轉(zhuǎn)換程序流程圖圖 53 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 TLV5638數(shù)模轉(zhuǎn)換程序流程圖圖54 D/A轉(zhuǎn)換流程圖第6章 繪制PCB、實(shí)物制作與調(diào)試 Altium designer 09繪制原理圖軟件簡介Altium(前身為Protel國際有限公司)由NickMartin于1985年始創(chuàng)于塔斯馬尼亞州霍巴特，致力于開發(fā)基于PC的軟件，為印刷電路板提供輔助的設(shè)計。用外部中斷下降沿觸發(fā)方式做過流保護(hù)具有響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，極為有效地保護(hù)了我們電源的本身以及負(fù)載。主程序流程框圖如下圖51所示。 主程序流程圖主程序主要是在不斷地做循環(huán)的程序，經(jīng)過不斷循環(huán)可以將變化的信息顯示出來并執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。設(shè)計時首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，其次顯示LCD，并使系統(tǒng)運(yùn)作起來，由STC89C52控制LM2576輸出電壓，最后，我們可以通過按鍵模塊對整個系統(tǒng)的輸出電壓進(jìn)行變化。同時在LCD12864液晶顯示屏上顯示出來。電流流過1歐姆的電阻會產(chǎn)生壓降利用減法器把其壓降減出來，根據(jù)歐姆定律得到電流與減出來的電壓是1:1的關(guān)系，減出來的電壓送到比較器，如果有過流比較器動作會產(chǎn)生一個下降沿的脈沖，單片機(jī)在下降沿的到來時進(jìn)入中斷，并給LM2576部分電路的五腳輸出一個高電平信號使降壓部分輸出電壓為零，當(dāng)過流解除時恢復(fù)電壓輸出，從而使電路得以保護(hù)。該電路部分對輸出電壓進(jìn)行采樣，并實(shí)時送到單片機(jī)進(jìn)行處理，然后再傳到LCD12864顯示數(shù)據(jù)。 過流保護(hù)電路設(shè)計根據(jù)題目要求，電路需具有過流保護(hù)功能，動作電流IO（th）=177。若單純用LM2576的反饋引腳，,因此需要將反饋電壓“平移”一個VREF參考電壓的電平。如圖44所示。VSET信號是單片機(jī)給出的電壓信號，輸出的取樣電壓減去D/A轉(zhuǎn)換電壓后得到誤差信號。 主控電路設(shè)計主控電路我們以STC89C5A/D0832和TLV5638為核心，首先由以A/D0832和TLV5638為主的電路對DCDC部分的輸出電壓進(jìn)行采樣實(shí)時送到單片機(jī)進(jìn)行處理，然后再傳到LCD12864顯示數(shù)據(jù)，同時檢測外部按鍵的數(shù)據(jù)輸入來改變輸出電壓，當(dāng)檢測到負(fù)載過流信號的時候，單片機(jī)就會給LM2576部分電路的五腳輸出一個高電平信號使降壓部分輸出電壓為零從而是電路得以保護(hù)。手動按鍵復(fù)位又分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位。復(fù)位電路：STC89C52的外部復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位。片外石英晶體或者陶瓷諧振器及電容CC8接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。STC89C52中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。晶振的頻率可以在1MHz24MHz內(nèi)選擇。時鐘電路：STC89C52的XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，P2 口送出高八位地址。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。P1口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。圖35 TLV5638的引腳配置TLV5638的引腳功能說明：● DIN：串行數(shù)據(jù)輸入● SCLK：串行接口時鐘輸入● /CS：片選信號輸入，低電平有效● OUTA：A通道模擬電壓輸出● AGND：模擬地● REF：模擬電壓參考輸入/輸出● OUTB：B通道模擬電壓輸出● VDD：供電電源（～）第四章 硬件電路設(shè)計 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)電路由STC89C52為核心，STC89C52擁有豐富的IO口和片上資源，是目前比較流行的單片機(jī)，該部分電路如圖41所示，主要有時鐘電路，復(fù)位電路構(gòu)成。TLV5638的基本特性參數(shù)如下：● 12位分辨率；● 雙輸出通道；● 可編程內(nèi)部參考源；● 可變成速度（建立時間）：快速模式1μs；；● 兼容SPI串行接口；● 差分非線性度；● 供電電源：～ DC。TLV5638輸出經(jīng)過兩個緩沖器，DAC的可編程建立時間使得設(shè)計人員能夠優(yōu)化速度與功耗分配的關(guān)系。LCD12864基本特性如下: ● 低電源電壓（VDD:++） ● 顯示分辨率:12864點(diǎn) ● 內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點(diǎn)陣漢字(簡繁體可選) ● 內(nèi)置 128個168點(diǎn)陣字符 ● 2MHZ時鐘頻率 ● 顯示方式：STN、半透、正顯 ● 驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS ● 視角方向：6點(diǎn) ● 背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10 ● 通訊方式：串行、并口可選 ● 內(nèi)置DCDC轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ● 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 ● 工作溫度: 0℃ +55℃ ,存儲溫度: 20℃ +60℃　 模塊接口說明：表31管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC+5V電源正3V0對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VOUTLCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）20KVSS背光源負(fù)端 TLV5638的簡介本次設(shè)計數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用TLV5638，TLV5638是TI公司的12位D/A轉(zhuǎn)換器，具有兩個輸出通道，數(shù)據(jù)傳輸接口為3線的串行接口，該接口能夠與常用的微控制器或者微處理器直接相連。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字。LM2587開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下： ● 僅需極少量外圍元件● 一系列標(biāo)準(zhǔn)電感器和變壓器● 、65V的NPN輸出開關(guān)● 寬廣的輸入電壓范圍：4V至40V● 電流工作模式可改善瞬態(tài)響應(yīng)、線路調(diào)節(jié)和限流性能● 100 kHz開關(guān)頻率● 內(nèi)部軟啟動功能降低了啟動中的浪涌電流● 限流、欠壓鎖定和熱關(guān)斷可保護(hù)輸出晶體管● 對于線路和負(fù)載可保證最大177。在規(guī)定輸入電壓和輸出負(fù)載的情況下，供電系統(tǒng)可保證177。此集成電路包含一個100 kHz固定頻率內(nèi)部振蕩器，允許使用小型磁性元件。 NPN器件。數(shù)據(jù)表中包含了升壓型穩(wěn)壓器和回掃式穩(wěn)壓器的典型電路。此器件有4個不同的輸出電壓型號：、12V和電壓可調(diào)。由圖及LM2576系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的特性可以看出，以LM2576為核心的開關(guān)穩(wěn)壓電源完全可以取代三端穩(wěn)壓器件構(gòu)成的MCU穩(wěn)壓電源。為了產(chǎn)生不同的輸出電壓， 通常將比較器的負(fù)端接基準(zhǔn)電壓()，正端接分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，這樣可根據(jù)輸出電壓的不同選定不同的阻值，其中R1=1kΩ(可調(diào)ADJ時開路)， kΩ()、 kΩ(5V)、 kΩ(12V)、 kΩ(15V)和0(ADJ)，上述電阻依據(jù)型號不同已在芯片內(nèi)部做了精確調(diào)整，因而無需使用者考慮?！　M2576的內(nèi)部框圖如圖33所示，該框圖的引腳定義對應(yīng)于五腳TO220封裝形式?！　　?器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電流限制?！　　?工作模式控制：TTL電平兼容?！　　?控制方式：PWM。　　● 振東頻率：52kHz?！　　?最高輸入電壓：LM2576為40V，LM2576HV為60V。這些穩(wěn)壓器件內(nèi)部含有頻率補(bǔ)償和一個固定頻率振蕩器，將外部器件大大減少器件，使電路簡單。即定時器T0、TT2 11. 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒12. 通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實(shí)現(xiàn)多個UART13. 工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級）/0～75℃（商業(yè)級）14. PDIP封裝圖32 STC89C52RC引腳圖 LM2576簡介LM2576系列的穩(wěn)壓器是單集成電路，能提供降壓開關(guān)穩(wěn)壓器（Buck型）的各種功能，能驅(qū)動3A的負(fù)載，有優(yōu)異的線性和負(fù)載調(diào)整能力。 主要特性如下： 1. 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時鐘/機(jī)器周期和12時鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051. 2. 工作電壓：～（5V單片機(jī)）/～（3V單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz 4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5. 片上集成512字節(jié)RAM 6. 通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。因為是可調(diào)控制，調(diào)節(jié)按鍵可以輸出不同的電壓以及按照不同的步進(jìn)增加或降低電壓。系統(tǒng)的總體框圖如圖31所示。由單片機(jī)STC89C52作為控制器。 方案論證：確定選擇采用方案二。 方案二：為了提高單片機(jī)的資源利用率，按鍵部分使用4*4矩陣式鍵盤。 鍵盤輸入模塊方案一：采用傳統(tǒng)的獨(dú)立式按鍵。使用時也直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。但是1602顯示過于簡單，不能顯示文字。使用時直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。方案二：1602液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16*2即32個字符。 顯示模塊方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。方案論證：經(jīng)過綜合比較可以知道方案二的硬件電路要比方案一的簡單，但是在軟件方面恰好相反，方案三帶負(fù)載的能力較差。這種特別的調(diào)制過程可以保證高達(dá)80％的效率，而且只需外接陶瓷電容。方案三：電容式開關(guān)電源它們能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產(chǎn)生負(fù)電壓。Buck—Boost型DCDC變換器計算公式：Vo=(Vi)* D/（1D） 公式（25），D為充電占空比，既S導(dǎo)通時間。當(dāng)開關(guān)閉合與開關(guān)斷開的狀態(tài)達(dá)到平衡時,增加的磁通等于減少的磁通，(Vi)*Ton=(Vo)*Toff 公式（24），根據(jù)Ton比Toff值不同，可能Vi Vo，也可能ViVo。當(dāng)開關(guān)閉合時，此時電感由電壓(Vi)勵磁，電感增加的磁通為：(Vi)*Ton。升降壓的Buck—Boost基本原理如下圖24所示。當(dāng)開關(guān)閉合與開關(guān)斷開的狀態(tài)達(dá)到平衡時，(ViVo)*Ton=(Vo)*Toff 公式（23），由于占空比D1，所以ViVo，實(shí)現(xiàn)降壓功能。當(dāng)開關(guān)閉合時，加在電感兩端的電壓為(ViVo)，此時電感由電壓(ViVo)勵磁，電感增加的磁通為：(ViVo)*Ton 公式（22）。降壓Buck型DCDC變換器拓?fù)鋱D的基本原理如下圖23所示。這樣，調(diào)節(jié)占空比d就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓。圖22 Boost型DCDC變換器拓?fù)鋱DSW是受控制電路決定的周期性導(dǎo)通的開關(guān)，L為升壓電感，D為續(xù)流二極管，C為濾波電容。方案如下圖21所示，采用Boost升壓變壓器可實(shí)現(xiàn)電壓的升高，采用Buck降壓變壓器可實(shí)現(xiàn)電壓的降低，采用先升壓后降壓的模式，以STC89C52為控制核心，用外部的AD（模數(shù)轉(zhuǎn)換）對輸出電壓、電流大小進(jìn)行檢測并用LCD顯示，用DA（數(shù)模轉(zhuǎn)換）控制輸出電壓的大小。方案論證：從題目要求以及以上方案來看，我們選擇方案三比較合理。因此，對于本設(shè)計來說是不想適應(yīng)的。 方案二：采用89C2051開發(fā)制造產(chǎn)品,因為2051看起來體積比較小,，所以89C2051的程序不能