【正文】 。 在正常情況下，按數(shù)字鍵，讀取該鍵存儲數(shù)值，閃動，按 “確認 ”鍵確認，音響 提示，電壓輸出。 21 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 根據(jù)本文前一章表 44 矩陣鍵盤功能表，軟件設(shè)計部分中鍵盤實現(xiàn)的功能如下： 按 “設(shè)定 ”鍵開始設(shè)定電壓，超過 0～ 24V視為無效操作，十位、個位、十分位循環(huán)輸入，設(shè)定完十分位后 LED 數(shù)碼開始閃動，按 “確認 ”鍵確認，音響提示，電壓輸出。 系統(tǒng)軟件流程圖 圖 為主程序流程圖， 程序一開始對硬件進行初始化，例如系統(tǒng)對 AT89S52 單片機端口進行定義；對定時器 0，定時器 1 置初值及開中斷等。系統(tǒng)中的主程序主要完成鍵盤掃描、判斷、處理和數(shù)碼顯示。 Vo＝ 25vUce () Uo=(1/C1*R1)∫(U2U1)dt+U2 () U2＝ Ur () Uo=(1/C1*R1)∫(UrU1)dt+Ur () Uo=(UrU1)*t/(C1*R1)+Ur () 本設(shè)計實際用到的數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源模擬部分輸出電壓控制單元電路如圖 所示，其中用電位器 R3 和微調(diào)電阻 Rf作為校準(zhǔn)電壓值硬件補償；用 達林管 TIP127 作為調(diào)整管，由于其工作時發(fā)熱量較大，須外加散熱裝置。 U rU1 越大，即輸出端的電壓波動越大，那么，Uo 增大得越快，于是 Uce 就越大，由 式 （ ） 可 知 Vo 馬上降下來，從而達到穩(wěn)壓的目的。分析積分器，它滿足 式（ ）， 由運放的虛短與虛斷 可得式（ ），將式（ ） 代入式（ ）整理可得式（ ）。 圖 第一級放大電路 19 反饋穩(wěn)壓放大電路 。 18 同相比例運算放大電路 [12]如圖 ， 根據(jù)集成運放的 虛短 和 虛斷 2個重要概可得式（ ）、（ ），又由式（ ）、（ ）、（ ）可推出式（ ），式（ ）即為同相比例放大器增益的計算公式。下面就將二級放大電路做詳細的介紹。 圖 電源供電部分電路 輸出電壓控制單元電路 系統(tǒng)中，矩陣鍵盤輸入數(shù)字信號經(jīng) AT89S52 處理后輸出給 DAC0832,數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出的是電 流量，因此必須將電流量接電阻后接反饋放大電路以實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。圖 所示，圖中電容起濾波作用。 另外， 模擬部分電路屬于高壓部分，穩(wěn)壓管和達林頓管發(fā)熱量比較大，要帶散熱片；同時須將它與 5V 低壓工作的數(shù)字部分電路分開，這樣可有效地防止元件的損壞，這也是系統(tǒng)為什么將電路設(shè)計分為數(shù)字部分和模擬部分的原因。 圖 數(shù)字部分電路 PCB 圖 穩(wěn)壓電源模擬部分電路 17 穩(wěn)壓電源模擬部分電路主要包括電源部分電路，由運放 LM32達林頓管 TIP127等構(gòu)成的輸出 電壓控制單元電路。 表 AT89S52 引腳與四位數(shù)碼管腳對應(yīng)表 AT89S52 四位數(shù)碼管 AT89S52 四位數(shù)碼管 a c f g b I e II d III h IV 16 圖 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)字部分電路 PCB 設(shè)計 本系統(tǒng)中，數(shù)字部分電路 PCB 采用 Protel 99se 軟件進行設(shè)計，其設(shè)計步驟是 : 畫電路原理圖； 電路元件封裝； 生成報表（ ERC 表、網(wǎng)絡(luò)表、元件列表）； 創(chuàng)建一個 PCB 工程文件，將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入該工程； 自動布局，自動布線后通過手工調(diào)整布線完成整個 PCB 版圖的設(shè)計 [11]。其中 100 歐的電阻為限流電阻， 1K 電阻為上拉電阻，將選通位電平拉高。 圖 揚聲器電路 圖 復(fù)位及晶振電路 （ 5）數(shù)碼管顯示部分電路。 晶振電路如圖 ， X1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘 發(fā)生電路的輸入端。單片機 AT89S52 的 腳通過限流電阻 R2 及 PNP 管與蜂鳴器相連，當(dāng)單片機引腳 輸出低電平時， PNP 導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出聲音。 圖 44 矩陣鍵盤電路 表 44 矩陣鍵盤功能表 鍵盤號 功能 功能描述 鍵盤號 功能 功能描述 S1 3 數(shù)字鍵 S9 1 數(shù)字鍵 14 S2 7 數(shù)字鍵 S10 5 數(shù)字鍵 S3 確定 確定鍵 S11 9 數(shù)字鍵 S4 復(fù)位 復(fù)位鍵 S12 ＋ 步進加 S5 2 數(shù)字鍵 S13 0 數(shù)字鍵 S6 6 數(shù)字鍵 S14 4 數(shù)字鍵 S7 設(shè)定 設(shè)定鍵 S15 8 數(shù)字鍵 S8 存儲 存儲 鍵 S16 － 步進減 （ 4）揚聲器電路、 AT89S52 單片機復(fù)位電路及外部晶振電路。 圖 24C01 硬件接法 （ 3） 44 矩陣鍵盤接口電路。數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源設(shè)計中利用它存儲電壓輸出值，實現(xiàn)掉電保存當(dāng)前電壓值的功能。 13 圖 DAC0832 與 AT89S52 接口電路 （ 2）存儲芯片 24C01 與單片機 AT89S52 接口電路。 DAC0832 是一種電流型芯片，在前文第 2 章 節(jié)簡單介紹了它的工作原理，數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計中，采用了該芯片的直通工作方式（即 CS、 WRIOUT AGND、 WR XFER 接地； ILE、 VREF 接＋ 5V 電源），它的數(shù)據(jù)輸入口 D0－ D7 分別與單片機的 相連，從 IOUT1 引腳輸出模擬量（電流）接同相比例放大電路。 （ 1）數(shù)碼轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 與單片機 AT89S52 接口電路。 圖 AT89S52 部分接口電路二 單片機外圍電路接口電路具體介紹 。 單片機 AT89S52 與外圍器件的接口總電路如圖 所示， 為了將各部分電路介紹的更加清楚，下面就單片機外圍接口電路作一個扼要介紹。 穩(wěn)壓電源數(shù)字部分電路 穩(wěn)壓電源數(shù)字部分電路即單片機外圍接口電路主要包括： DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、EEPROM 接口電路、鍵盤接口電路、揚聲器接口電路 、 復(fù)位電路 、 晶振電路 及數(shù)碼管顯示部分電路 。方向位 “0”表示發(fā)送，即主器件把信息寫至所選擇的從器件；方向位為 “1”表示主器件將從從器件讀信息，器件地址如圖 ： 圖 器件地址 10 3 數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源硬件電路設(shè)計 本系統(tǒng) 的硬件電路設(shè)計 主要圍 著 AT89S52 單片機作為整機的控制單元用 PROTEL 99SE 設(shè)計軟件來布線 的 ，其中還用到了模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 DAC083外部存儲芯片 24C0放大器芯片 LM32 44 矩陣式鍵盤、數(shù)碼管等其他器件。 圖 24C01引腳結(jié)構(gòu) 管腳功能： A0、 A A2：器件地址選擇， SDA：串行數(shù)據(jù) /地址， SCL：串行時鐘，WP：寫保護， VCC/VSS：電源 /地。 在此設(shè)計中，考慮到所需轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)量不大， DAC0832采用直通方式的硬件接法。 單緩沖方式： 一個寄存器工作于直通狀態(tài)，一個工作于受控鎖存器狀態(tài)。當(dāng)要得到與輸入數(shù)字成正比的電壓，可把此兩引腳輸出的電流信 號轉(zhuǎn)換為電壓形式。 8 圖 DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 從圖 中可見， DAC0832 由兩個寄存器和一個 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器組成，它的引腳功能如下： Vcc：芯片電源電壓 , +5V～ +15V； VREF：參考電壓 , 10V～ +10V ； RFB：反饋電阻引出端 , 此端可接運算放大器輸出端 ； AGND/DGND：模擬信號地 /數(shù)字信號地 ； DI7~ DI0：數(shù)字量輸入信號 ； ILE：輸入鎖存允許信號 , 高電平有效 ； CS：片選信號 , 低電平有效 ； WR1：寫信號 1，低電平有效 ； WR2：寫信號 2，低電平有效 ； XFER：轉(zhuǎn)移控制信號，低電平有效 ； 1 IOUT IOUT2：電流輸出引腳。其特點： 8 位并行、中速 (建立時間 1us)、電流型、價格低廉、接口簡單，在單片機控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用 [8]。因為只要在 20HZ－ 50HZ 之間循環(huán)所有 顯示，由于人眼存在視覺殘留，在這樣的顯示方式下，數(shù)碼管看起來是同時點亮的 [7]。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高，較為穩(wěn)定的顯示，同時可減小工作電流。對于每一位數(shù)碼管而言，每隔一段時間點亮一次。在設(shè)計電路時，可將數(shù)碼管這幾個引腳分別接到單片機的引腳上，還要加上限流電阻，這樣就可由程序控制數(shù)碼管的工作 情況 7 了。這樣，我們將這些二極管的正極接高低不同的電位，把所有的負極接地，當(dāng)正極為高電位時相應(yīng)的二極管就會導(dǎo)通而發(fā)光，從而使數(shù)碼管呈現(xiàn)不同的字符。若某列線為低電平，則該列線與置低電平的行線相交叉處的按鍵就是閉合鍵。然后依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它行線為高電平。由于鍵盤的觸點在閉合和斷開的時候會產(chǎn)生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如 不采取妥善處理的話，將引起按鍵命令錯誤或重復(fù)執(zhí)行，在這里采用軟件延時的方法來避開抖動，延時時間 10ms. 44矩陣式 鍵盤（如圖 ）的按鍵識別方法：行掃描法又稱逐行掃描查詢法，是一種常用的按鍵識別方法，其過程如下：為判斷鍵盤是否有鍵按下，將全部列線置為低電平，全部行線置為高電平，然后讀行線的狀態(tài) [7]。按鍵的讀取容易引起誤 操 作， 抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般為 5~10ms,為了使 CPU能正確讀出口線的狀態(tài)，對于每一次按鍵只做一次響應(yīng)，這就必須考慮如何去抖動。非編碼鍵盤通過軟件來識別鍵盤上的閉合鍵，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活等特點，因此被廣泛應(yīng)用于單片機系統(tǒng) [7]。其引腳 結(jié)構(gòu) 如圖 圖 AT89S52引腳結(jié)構(gòu) 矩陣式鍵盤掃描原理 鍵盤是由若干按鍵所組成的開關(guān)矩陣，它是微型計算機最常用的輸入設(shè)備，用戶可以通過鍵盤向計算機輸入指令，地址和數(shù)據(jù)?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52具有以 下標(biāo)準(zhǔn)功能 [5]： 與 MCS51單片機產(chǎn)品兼容； 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲器； 1000次擦寫周期； 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz