【正文】 P/IAP，通過串口（ ）直接下載用戶程序 ● EEPROM 功能 ● 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器，其中定時器 0 可作為 2 個 8 位定時器使用 ● 外部中斷四路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ● 通用異步串行口 UART ● 工作溫度范圍 070℃ ● 封裝： PDIP40 圖 31 是根據(jù)以該單片機為核心的最小系統(tǒng)電路圖： 電子科技大學成都學院本科畢業(yè)設計論文 10 圖 31 單片機最小系統(tǒng)電路 線性電源的設計 本設計中主控 MCU、 LCD、 TLC5615 以及 LM317 所用的直流電源，是由電網(wǎng)提供的交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后得到。目前，集成穩(wěn)壓器已經(jīng)成為模擬集成電路的一個重要組成部分。特別是三端集成穩(wěn)壓器，芯片只引出三個端子，分別接輸入端、輸出端和公共端，基本上不需要外接元件。 三端集 成穩(wěn)壓器有固定輸出和可調(diào)輸出兩種不同的類型。本線性電源部分設計采用 ST 公司的固定正輸出三端集成穩(wěn)壓器 L7815 和 L7805，以及固定負輸出三端集成穩(wěn)壓器L7915。 ● LM78XX系列三端穩(wěn)壓器 功能簡介 : 7815 為三端正穩(wěn)壓器電路 ,TO220F 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應用范圍廣。帶散熱片時，輸出電流可達 1A。 一般的雙電源（正負對稱電源）都沒有連續(xù)可調(diào)的功能，給使用帶來不便。 主要特點 : 過熱保護 ? 短路保護 ? 輸出晶體管 SOA 保護 ? 輸出電壓有： 5V、 6V、 8V、 9V、 10V、 11V、 12V、 15V、 18V、 24V 輸出電流可達 1A 電子科技大學成都學院本科畢業(yè)設計論文 12 7815 極限值（ Ta=25℃） VI—— 輸入電壓 (VO=5~18V)??????????? 35V (VO=24V)???????????? 40V Rθ JC—— 熱阻（結(jié)到殼）???????????? 5℃ /W Rθ JA—— 熱阻（結(jié)到空氣）?????????? 65℃ /W TOPR—— 工作結(jié)溫范圍??????????? 0~125℃ TSTG—— 貯存溫度范圍?????????? 65~150℃ 封裝以及引腳如圖 33 所示： 圖 33 LM78XX封裝引腳圖 ● LM79XX 系列三端穩(wěn)壓器 功能簡介 : 7915 為三端負穩(wěn)壓器電路， TO220F 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應用范圍廣。帶散熱片時，輸出電流可達 1A。 主要特點 : 過熱保護 短路保護 輸出晶體管 SOA 保護 輸出電壓有： 79XX 系列有 5V、 6V、 8V、 9V、 10V、 11V、 12V、 15V、18V、 24V 輸出電流可達 1A 7915 極限值（ Ta=25℃） VI—— 輸入電壓 (VO=5~18V)??????????? 35V 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 13 (VO=24V)???????????? 40V Rθ JC—— 熱阻（結(jié)到殼）???????????? 5℃ /W Rθ JA—— 熱阻（結(jié)到空氣）?????????? 65℃ /W TOPR—— 工作結(jié)溫范圍??????????? 0~125℃ TSTG—— 貯存溫度范圍 ?????????? 65~150℃ 封裝以及引腳如圖 34 所示： 圖 34 LM79XX封裝及引腳圖 電路設計說明： ⑴整流和濾波電路：整流橋作用是將交流電壓變換成脈動電壓。 ⑵穩(wěn)壓電路：由于得到的輸出電壓受負載、輸入電壓和溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓。在 7805 電壓輸出部分安裝上一個發(fā)光二極管作為線性穩(wěn)壓電源指示燈。 C=[(3～ 5)/100/]F≈ 800～ 1333uf 電容耐壓值為： **15≈ 選取濾波電容選取濾波電容 C=1000uF/35V +5V 電源只要供單片機部分， LCD 液晶顯示部分，參考電壓部分使用， 該電路電子科技大學成都學院本科畢業(yè)設計論文 14 部分采用在 LM7815 穩(wěn)壓輸出的基礎上再通過 LM7805 進行穩(wěn)壓輸出。 TLC5615 電路 TLC5615 的在電 路中發(fā)揮重要作用，它將單片機輸出的數(shù)字量進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后在將轉(zhuǎn)換后的模擬量以電壓的形式輸送到下一級電路作為差分電路反向輸入端信號。由于它體積小，兼容性，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。 TLC5615 的特點 TLC5615 是一個串行 10 位 DAC 芯片 , 性能比早期電流型輸出的 DAC要好。其主要特點如下 : 3 線串行接口（ SPI） DAC 輸出的最大電壓為 2 倍基準輸入電壓 微功耗 ,最大功耗為 輸出 LC5615 芯片接口說明（圖 35） REFIN 基準電壓輸入端 VDD 正電源電壓端 SCLK 串行時鐘輸入端 DOUT 用于級聯(lián)的串行數(shù)據(jù)輸出 圖 35 TLC5615引腳圖 本設計電路中的 TLC5615 在本設計中，片選信號端 CS，時鐘信號端 SCLK，數(shù)據(jù)信號端 DIN 分別與單片的 I/O 連接，單片機通過 I/O 模式 SPI 通信控制 TLC5615 模擬量輸出。 DAC 模擬電壓輸出端 OUT 接到差分電路的方向輸入端 Vi1，如圖 36 所示。 差動放大電路 在前面的方案二中已對差動電路電壓輸出做了相關說明這里將不再重復，本節(jié)將詳細介紹運算放大器的相關參數(shù)，本設計中選用的是雙運算放大器LM358,LM358 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工 作條件下，電源電流與電源電壓無關。 LM358的封裝形式有塑封 8引線雙列直插式和貼片式。 內(nèi)部頻率補償 單位增益頻帶寬 (約 1MHz) 一177。 低功耗電流，適合于電池供電 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍 我國和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用，是使用極為廣泛的一類串連集成穩(wěn)壓器。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓。 LM317 內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應。 LM317 能夠有許多特殊的用法。當然還要避免輸出端短路。 LM317 特性簡介 可調(diào)整輸出電壓低到 。 典型線性調(diào)整率 %。 80dB 紋波抑制比。 過流、過熱保護。 標準三端晶體管封裝。 電子科技大學成都學院本科畢業(yè)設計論文 18 按鍵控制部分 KEY1 鍵 作為預設電壓確定鍵，當 LCD 顯示 為“預設電壓輸出：”字樣時，按下 KEY1 鍵一下，可對預設電壓進行確認，以及跳出預設電壓模式，此時預設電壓將實時的反應在電壓輸出端，而 LCD 則顯示“當前電壓輸出：”字樣以及輸出電壓值。此時 LCD 上顯示“預設電壓輸出：”字樣，按下 KEY3 鍵一次，電壓步減 ；按下 KEY4 鍵一次，電壓步增 。預設電壓完成后按下 KEY1 確定鍵，跳出外部中斷 0 服務程序，預設模式跳轉(zhuǎn)到實時電壓輸出模式，屏幕上顯示“當前電壓輸出：”字樣。當 LCD 上顯示“當前電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步減操作，其值將實時的反應在電壓輸出端；而當 LCD 上顯示“預設電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步減操作，其值將不會實時的反應在電壓輸出端，只有當按下 KEY1 鍵確定鍵，預設電壓才會實時的反應到電壓輸出端。當 LCD 上顯示“當前電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步增操作，其值將實時的反應在電壓輸出端；而當 LCD 上顯示“預設電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步減操作，其值將不會實時的反應在電壓輸出端，只有當按下 KEY1 鍵確定鍵，預設電壓才會實時的反應到電壓輸出端。當 LCD 上顯示“當前電壓輸出：”字樣時，此 時按下按鍵進行步減操作，其值將實時的反應在電壓輸出端；而當 LCD 上顯示“預設電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步減操作，其值將不會實時的反應在電壓輸出端，只有當按下 KEY1 鍵確定鍵，預設電壓才會實時的反應到電壓輸出端。當 LCD 上顯示“當前電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步增操作，其值將實時的反應在電壓輸出端；而當 LCD 上顯示“預設電壓輸出：”字樣時，此時按下按鍵進行步增操作，其值將不會 實時的反應在第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 19 電壓輸出端，只有當按下 KEY1 鍵確定鍵，預設電壓才會實時的反應到電壓輸出端。 以下是參數(shù)與引腳說明： ● 基本參數(shù) 液晶行點陣數(shù)量 48 液晶列點陣數(shù)量 84 串行通信最高速率 使用溫度范圍 25℃ 至 70℃ ● 引腳說明 VCC 模塊電源 GND 模塊電源地，背光地 SCE 芯片使能 RST 外部復位輸入端 D/C 數(shù)據(jù) /命令 DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端 電子科技大學成都學院本科畢業(yè)設計論文 20 SCLK 串行時鐘輸入端 LED 背光電源 其工作電路如圖 310 所示： 圖 310 LC5110接口電路 SPI 接口 SPI 總線介紹 由于本設計中 TLC5615 數(shù)模轉(zhuǎn)換器和 LCD5110 液晶屏均使用了 SPI 接口與單片機進行通信，所以這里有必要對 SPI 接口以及其通信協(xié)議進行一下簡略的介紹。是一種標準的四線同步雙向串行總線，英語縮寫為Serial Peripheral interface。 SPI 接口主要應用在 EEPROM， FLASH，實時時鐘， AD 轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號處理器和數(shù)字信號解碼器之間。 SPI 總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，它可以使 MCU 與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。 SPI 總線系統(tǒng)可直接與各個廠家生產(chǎn)的多種標準外圍器件直接接口，該接口一般使用 4 條線：串行時鐘線（ SCK）、主機輸入 /從機輸出數(shù)據(jù)線 MISO、主機輸出 /從機輸入數(shù)據(jù)線 MOSI 和低電平有效的從機選第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 21 擇線 SS(有的 SPI 接口芯片帶有中斷信號線 INT、有的 SPI 接口芯片沒有主機輸出 /從機輸 入數(shù)據(jù)線 MOSI)。也是所有基于 SPI 的設備共有的，它們是 SDI（數(shù)據(jù)輸入），SDO（數(shù)據(jù)輸出）， SCK（時鐘）， CS（片選）。這就允許在同一總線上連接多個 SPI 設備成為可能。通訊是通過數(shù)據(jù)交換完成的，這里先要知道 SPI 是串行通訊協(xié)議，也就是說數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸?shù)?。?shù)據(jù)輸出通過 SDO 線，數(shù)據(jù)在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取。這樣，在 至少 8 次時鐘信號的改變（上沿和下沿為一次），就可以完成 8 位數(shù)據(jù)的傳輸。同樣，在一個基于 SPI 的設備中，至少有一個主控設備。也就是說，主設備通過對 SCK 時鐘線的控制可以完成對通訊的控制。不同的 SPI 設備的實現(xiàn)方式不盡相同，主要是數(shù)據(jù)改變和采集的時間不同，在時鐘信號上沿或下沿采集有不同定義，具體請參考相關器件的文檔。在多個從設備的系統(tǒng)中，每個從設備需要獨立的使能信號，硬件上比 I2C 系統(tǒng)要稍微復雜一些。 電子科技大學成都學院本科畢業(yè)設計論文 22 單片機模擬 SPI 由于 STC89C52 并沒有配置硬 件的 SPI 控制器，在對于速率以及實時性要求不高的場合可以使用單片機通過 I/O 口模擬 SPI 接口與外設通信。即是片選、時鐘、數(shù)據(jù)輸出。 CS、 SCLK、 SO、設置為輸出。由此我們可以使用循環(huán)與位運算的方式實現(xiàn)。 for(i=0。i++) { DO=xamp。 SCLK=0。 } 函數(shù)說明：使用該函數(shù)前應將 CS 置為高電平，函數(shù)中 x 為要發(fā)送的字節(jié)。 以下是 MAX232芯片引腳圖 : 圖 312 MAX232引腳圖 MAX232 內(nèi)部結(jié)構基本可分三個部分： 第一部分是電荷泵電路。功能是產(chǎn)生+12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。由 1 1 1 14 腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 第三部