【正文】 積。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖LCD1602顯示電路 系統(tǒng)穩(wěn)壓供電電路STC12C5A60S2單片機(jī)按鍵控制電路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路電壓運(yùn)放集成電路功率運(yùn)放集成電路 穩(wěn)壓電路模塊電路原理圖，如圖所示供電電路模塊為整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片提供穩(wěn)定的供電電源，并為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路提供精準(zhǔn)的參考電壓提高DAC7512的轉(zhuǎn)換精度。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì)。15V交流電U2。再經(jīng)過(guò)濾波電路濾除整流電路輸出電壓的紋波，使輸出的直流電壓波形更加平滑。本設(shè)計(jì)采用的為L(zhǎng)M781LM7805和LM7915組成的穩(wěn)壓電源模塊。其中LM7815和LM7915組合輸出正負(fù)177。15V電壓給輸出電路的運(yùn)算放大器供電。 STC12C5A60S2主控模塊單片機(jī)STC12C5A60S2是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心組成部分，通過(guò)控制DA7512芯片來(lái)控制輸出的電壓數(shù)值，并能控制LCD1602液晶顯示電路和獨(dú)立按鍵電壓設(shè)置輸入電路。、步進(jìn)177。STC單片機(jī)P0端口為高阻狀態(tài)，所以需外加上拉電阻才可正常接LCD1602顯示模塊。 單片機(jī)主控電路原理圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)DAC7512是由美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的一款很小的，采用DBV封裝的12位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器。內(nèi)置滿(mǎn)幅輸出的緩沖放大器，具有SYNC中斷保 護(hù)機(jī)制。 DAC7512管腳圖 VOUT：芯片模擬輸出電壓； GND：芯片對(duì)地0V參考點(diǎn)； VDD：供電電壓，直流+~+； DIN:串行數(shù)據(jù)輸入； SCLK：串行時(shí)鐘輸入； SYNC：輸入控制信號(hào)（低電平有效）DA芯片與單片機(jī)的接口DAC7512與STC12C5A60S2的連接如圖所示。且低電平有效。又DAC7512有16位的寄存器，所以在寫(xiě)完第一個(gè)8位數(shù)據(jù)后，這樣才能傳輸?shù)诙€(gè)字節(jié)。： DAC電氣連接圖 顯示模塊在顯示電路設(shè)計(jì)初期猶豫是選擇LCD1602液晶還是數(shù)碼管做為本設(shè)計(jì)的顯示模塊。數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，它是集成模塊形式的發(fā)光二極管，只能顯示某一些提前設(shè)定好的圖像，但數(shù)碼管顯示比LCD要清楚很多，尤其是在光線很強(qiáng)的情況下更可以凸顯出數(shù)碼管的顯示優(yōu)勢(shì)。而LCD1602驅(qū)動(dòng)電壓比較低，功率損耗小，省電，顯示的信息量要比數(shù)碼管大，可以設(shè)置閃爍。1602便于攜帶，成本同樣低廉，但是反應(yīng)速度遠(yuǎn)不及數(shù)碼管。LCD1602的使用如今已經(jīng)非常普遍，其內(nèi)部采用的是HD44780液晶芯片，市面上的液晶顯示器也都采用這種芯片，它們的控制原理完全。LCD1602采用的數(shù)字式的接口，這樣和單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信就更加簡(jiǎn)單可靠，操作起來(lái)也會(huì)更加方便。LCD通常有14個(gè)或16個(gè)引腳線，其中16條比14條多出來(lái)的是背光電源線和地線，但是它的控制方式與14引腳的完全相同。芯片正常工作電流:()模塊最佳工作電壓:。 LCD1602的正面與背面 LCD引腳定義 引腳接口說(shuō)明表第1管腳：VSS為L(zhǎng)CD1602地電源。第3管腳：VEE為L(zhǎng)CD1602液晶對(duì)比度的調(diào)整端，當(dāng)直接接正電源時(shí)，其對(duì)比度最弱，而接地時(shí)，對(duì)比度最高。第5管腳：R/W為該芯片的讀寫(xiě)信號(hào)線。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。當(dāng)E由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶執(zhí)行命令。第15管腳：背光源的正極。LCD基本操作時(shí)序與單片機(jī)接口讀狀態(tài)：輸入：RS=L；R/W=H，E=H 輸出：D0~D7=狀態(tài)字；讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H；R/W=H，E=H 輸出：無(wú)寫(xiě)指令：輸入：RS=L；R/W=L，D0~D7的指令碼，E=高脈沖 輸出：D0~D7=數(shù)據(jù)；寫(xiě)數(shù)據(jù)：輸入：RS=H；R/W=L，D0~D7的數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無(wú)； LCD1602與單片機(jī)接口 功率放大電路設(shè)計(jì)功率放大電路采用的芯片為OPA541AP，由電壓運(yùn)放輸出的電壓作為信號(hào)源，在OPA541AP芯片的電源端需接入177。 輔助電路設(shè)計(jì)輔助電路雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其對(duì)單片機(jī)的作用卻是非常重要的，本設(shè)計(jì)主要用了晶振和復(fù)位兩種輔助電路。復(fù)位電路的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，啟動(dòng)單片機(jī)后，電容兩端充電至5V，此時(shí)10K電阻的電壓為零，RST為低電平系統(tǒng)可以正常工作。 單片機(jī)晶體振蕩電路 單片機(jī)上電復(fù)位電路4. 系統(tǒng)軟件編程設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖 ，它顯示了整個(gè)系統(tǒng)的工作原理和整體框架。進(jìn)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓信號(hào)作為電壓放大器的輸入信號(hào)。在鍵盤(pán)設(shè)計(jì)中，一共有4個(gè)獨(dú)立按鍵，分別為設(shè)置、步進(jìn)+、步進(jìn)和確定按鈕。如果設(shè)置超過(guò)11V時(shí)，在按加數(shù)值按鈕，則電壓顯示不變而程序固定為11V。為了確保在我們按下按鍵時(shí)單片機(jī)只執(zhí)行一句與之相對(duì)于的程序，所以在本設(shè)計(jì)中添加了軟件延時(shí)消抖功能。延時(shí)可以有效的避開(kāi)按鍵抖動(dòng)的時(shí)間，使單片機(jī)工作的更加精確穩(wěn)定。我們?cè)趯?xiě)入一個(gè)字符后，數(shù)據(jù)地址指針需向后移一位。我們?cè)谙蛞壕聊粚?xiě)入字符時(shí)，需判斷屏幕是否處于忙碌狀態(tài)。D7為一或?yàn)榱闶俏覀儚腖CD里讀出來(lái)的狀態(tài)位。在LCD顯示的過(guò)程中還需要注意，當(dāng)有十分位電壓時(shí)和沒(méi)有十分位電壓的顯示地址，位于LCD不同的位置，在入口參數(shù)小魚(yú)999時(shí)需要將十分位的電壓用空格符補(bǔ)充。將12位的數(shù)據(jù)分為兩部分，第一部分為數(shù)據(jù)高四位，第二部分為數(shù)據(jù)低八位。數(shù)據(jù)的傳輸在兩次for循環(huán)中進(jìn)行，第一次for循環(huán)是決定輸入是高四位還是第八位；第二次for循環(huán)是將四/八位數(shù)據(jù)通過(guò)8次for循環(huán)將數(shù)據(jù)通過(guò)串行方式發(fā)送到DA芯片。因DA轉(zhuǎn)換的精度有限，所以在實(shí)際的電壓測(cè)試中會(huì)有一定的誤差，在實(shí)物電路電壓的測(cè)量中會(huì)發(fā)現(xiàn)，DA轉(zhuǎn)換后的電壓數(shù)值與理論值有一定的偏差，下表列出了DA轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)誤差的調(diào)整狀況。首先進(jìn)行的是程序調(diào)試。最終完成穩(wěn)壓源系統(tǒng)的程序調(diào)試。如圖51所示。這樣的的話就可以先檢查一下整個(gè)系統(tǒng)在仿真里面能不能準(zhǔn)確無(wú)誤的運(yùn)行，如果系統(tǒng)在仿真里面可以正常的工作，再將程序下載到實(shí)物里面；如果系統(tǒng)在仿真里面有錯(cuò)誤，那么可以針對(duì)這些錯(cuò)誤和問(wèn)題再去完善，直到系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)。圖52 系統(tǒng)Protues的仿真圖 系統(tǒng)的硬件調(diào)試首先本次實(shí)物制作所有的元器件都是在進(jìn)行過(guò)軟件仿真后，從網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)。因此經(jīng)過(guò)綜合考慮本系統(tǒng)的實(shí)物制作還是優(yōu)先選擇普通電路板并且在元器件的封裝上采用雙列直插式來(lái)進(jìn)行焊接。在本次實(shí)物焊接中，首先焊接的是單片機(jī)的最小系統(tǒng)，接著焊接液晶顯示屏，最后焊接的是穩(wěn)壓源電路及運(yùn)放電路等。確認(rèn)完畢以后，接通電源。然后第二行是系統(tǒng)設(shè)定值，其中設(shè)定值在接通電源后默認(rèn)是顯示“0”，然后再通過(guò)按鈕設(shè)置0到11V之間任意的電壓值，設(shè)置完了以后，再次通過(guò)按下按鈕進(jìn)行確認(rèn)。硬件調(diào)試圖如圖53所示。經(jīng)過(guò)對(duì)比?？偨Y(jié)本文給出了一種新型的直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)思方案：以STC12C5A60S2單片機(jī)作為電源的控制中心，通過(guò)獨(dú)立按鍵設(shè)置輸入所期望的電壓值，設(shè)置的電壓由LCD1602顯示。該電源通過(guò)數(shù)字方式調(diào)壓，使用更加簡(jiǎn)潔直觀。特別是其中的硬件電路設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)緊密結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，對(duì)于系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，從單元電路預(yù)期功能，工作原理及最終硬件原理圖等各個(gè)方面做出說(shuō)明和論證。本設(shè)計(jì)還存在一些尚待解決的問(wèn)題，例如不能有效的對(duì)輸出電壓進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)整。參考文獻(xiàn)[1]康光華, 陳大欽, 張林. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分(第五版)[M]. 北京: 北京出版社, 2006, 494500.[2]尚曉星,蔣海濤. 基于單片機(jī)的穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì). 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