【正文】 容量，又使操作方便。 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 (3)在編寫應(yīng)用軟件之前，應(yīng)繪制出程 序流程圖。 (2)各功能程序?qū)嵭心K化、子程序化。這樣的設(shè)計有利于程序代碼的優(yōu)化，而且便于編程、調(diào)試和維護。 在本系統(tǒng)中，軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計 ，各功能程序分別編寫和調(diào)試。 一般來說，軟件的功能分為兩大類。 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 第三章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計 控制系統(tǒng)設(shè)計的另一重要組成就是軟件設(shè)計，跟系統(tǒng)的要求和功能緊密相連。三端穩(wěn)壓 LM317 的工作電壓范圍為 ~37V，達不到輸出為0V 的設(shè)計要求，為此在第二級放大采用求和反向放大， 12V的電壓經(jīng)過 10K 的電位器分壓后輸出反向電壓為 ，在液晶顯示為 0 的情況下使其 LM317 調(diào)整穩(wěn)壓后的電壓達到 0V。 LM358 第一級的輸出端 14經(jīng)過 1K 的電阻接第二級放大的輸入端 2(IN),也是反向輸入，兩次反向后最終輸出的電壓為正向。如圖 。 16V，設(shè)計采用雙極性電源，且電源電壓為 12V；每個集成 LM324 芯片內(nèi)裝 4 個運放器。設(shè)計采用運放 LM324 放大器放大。 圖 為 D/A 與單片機的連接圖。 CMOS 工藝功耗 20mw。單電源供電，范圍為 +5V ～ +15V，基準電壓范圍為 。 DAC0832 的管腳圖如圖 所示： 圖 DAC0832 管腳圖 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 管腳的具體名稱和用法 D0 ～ D7：數(shù)字量輸入端； ：片選信號，低電平有效； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號，高電平有效； ：第 1寫信號，低電平有效； ：第 2寫信號，低電平有效； ：數(shù)據(jù)傳送控制信號，低電平有效； ：電流輸出端 1； ：電流輸出端 2； RFB：反饋電阻端； ：基準電壓，基電壓范圍為 10V ～ +10V； GND：數(shù)字地； AGND：模擬地 ； 單片機與 DAC0832 的接口可按二級緩沖器方式、單緩沖器方式和直通方式聯(lián)接。 DAC0832 是常用的 8位電流輸出型并行低速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，當需要轉(zhuǎn)換為電壓輸出時，可外接運算放大器，運放的反饋電阻可通過 RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。程序也很簡單 ,只要不停地向其送數(shù)據(jù)即可。 圖 MX7541 管腳圖 由于 MX7541 是 12 位數(shù)字輸入 ,因此它必須與 16 位以上的單片機相連。還有一個重要特點是： MX7541 的所有輸入均與 CMOS 和 TTL 電平兼容。 MX7541 是美國 MAXIM 公司生產(chǎn)的高速高精度 12位數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器芯片，由于 MX7541 轉(zhuǎn)換器件的功耗特別低，而且其線性失真可低達 %，因此，該D/A 轉(zhuǎn)換器芯片特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。 圖 LCD1602 與單片機連接電路圖 D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 對于這一模塊的選擇，本次設(shè)計思考了兩種方案。BLA和 BLA+分別為液晶背光源正極和負極， BLA接地， BLA+接 +5V。 1602 的控制端 RS、 R/W、E 端分別與 STC 的 P P2 P22 連接。 LC1602D 的 8 位數(shù)據(jù)接口與單片機的 P0 口相連，由于 STC 單片機 P0 口沒有內(nèi)接電阻，為此外接了 10K 上拉排阻。 LCD1602 是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16x02 即 32 個字符。 圖 鍵盤電路 顯示器模塊 相比于市場上常用的數(shù)碼管，本次設(shè)計采用的 LCD1602 液晶顯示器有著更高清晰度與更多顯示空間的優(yōu)勢。 S4 鍵的作用是按下啟動 D/A 轉(zhuǎn)化，將單片機的預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)化為模擬量輸出。 4 個獨立按鍵 S1~S4 分別與 C51 的 ～ 相連接，獨立按鍵 S1為電壓調(diào)整按鈕，S2 為電壓加一按鈕， S3為電壓減一按鈕， S4 為 D/A 轉(zhuǎn)換確認鍵。 4個按鍵就可實現(xiàn)本題的設(shè)計要求，固采用方案二。 圖 矩陣鍵盤電路 方案二：采用一般的電平判鍵按鈕，實現(xiàn)方法很簡單，但一個端口最多只實現(xiàn) 8個按鍵。 AT89C51 單片機的并行口 P1 接 4 4 矩陣鍵盤，以 － 作輸入線，以 － 作輸出線； P1 口輸出按鍵信息，在數(shù)碼管上顯示每個按鍵的“ 0－ F”序號。汽車上一般配備 40 多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！ 單片機的數(shù)量不僅遠超過 PC 機和其他計算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多 [9]。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有 12 部單片機。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)。目前，高端的 32 位單片機主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至 1美元，最高端的型號也只有 10 美元。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用，32 位單片機迅速取代 16 位單片機的高端地位，并且進入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機，但因為性價 比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機系統(tǒng)。 早期的單片機都是 8 位或 4 位的。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU 集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對提及要求嚴格的控制設(shè)備當中。 單片機也被稱為微控制器（ Microcontroler），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。 單片機最小控制模塊 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。 單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。當代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機上。而傳統(tǒng)的 8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80年代提高了數(shù)百倍。 90 年 代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大的提高?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。英特爾的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣 [8]。單片機由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件： CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。 以上過程電容器的放電時間常數(shù)為 電容濾波一般負載電流較小，可以滿足 dt 較大的條件，所以輸出電壓波形的放電段比較平緩，紋波較小，輸出脈動系數(shù) S小，輸出平均電壓 ? ?OAVU 大，具有較好的濾波特性 [7]。后 的某一點，例如圖 5(b)中的 2t時刻，二極管開始承受反向電壓，二極管關(guān)斷。隨著 2u 的下降，正弦波的下降速率越來越快， Cu 的下降速率越來越慢。后指數(shù)規(guī)律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超過90176。后，二極管關(guān)斷，那么只有濾波電容以指數(shù)規(guī)律向負載放電，從而維持一定的負載電流。峰值時， 2u 開始以正弦規(guī)律下降，此時二極管是否關(guān)斷，取決于二極管承受的是正向電壓還是反向電壓。 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 接通交流電源后，二極管導(dǎo)通，整流電源同時向電容充電和向負載提供電流 ,輸出電壓的波形是正弦形。此后， 2u 開始下降，由于電路輸出端沒接負載，電容器沒有放電回路，所以電容電壓值 Cu 不變，此時， Cu ＞ 2u ，二極管兩端承受反向電壓，處于截止狀態(tài)，電路的輸出電壓 ，電路輸出維持一個恒定值 [6]。 式中包括變壓器副邊繞組的直流電阻和二極管的正向?qū)娮琛? 圖 橋式整流電容濾波電路 設(shè)初始時電容電壓 Cu 為零。采用電感濾波以后，延長了整流管的導(dǎo)電角，從而避免了過大的沖擊電流 [5]。如果考慮濾波電感的直流電阻 R，則電感濾波電路輸出的電壓平均值為 （ 1） 要注意電感濾波電路的電流必須要足夠大，即 LR 不能太大，應(yīng)滿足 ? L LR ，此時 ? ?OAVI 可用下式計算 由于電感的直流電阻小，交流阻抗很大，因此直流分量經(jīng)過電感后的損失很小，但是對于交流分量，在 ? L和上分壓后，很大一部分交流分量降落在電感上，因而降低了輸出電壓中的脈動成分。電感濾波電路，二極管的導(dǎo)通角也是 180176。 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 已知橋式整流電路二極管的導(dǎo)通角是 180176。由于橋式電路的對稱性和電感中電流的連續(xù)性，四個二極管 1D 、 3D ； 2D 、 4D 的導(dǎo)電角 ? 都是 180176。后開始下降，電感上的反電勢有助于 1D 、 3D 繼續(xù)導(dǎo)電。 在橋式整流電路中，當 2U 正半周時， 1D 、 3D 導(dǎo)電，電感中的電流將滯后 2U 不到 90176。橋式整流電感濾波電路如圖 所示。 對于濾波電路有兩種方案。所以本設(shè)計就采用的是橋式整流電路。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的 [4]。電路中構(gòu)成 2E 、 2D 、 fR 、 4D 通電回路，同樣在 fR 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。 圖 橋式整流電路原理圖 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 橋式整流電路的工作原理如下： E2 2E