【正文】 P0 口 是 一 組 8 位漏級開路 型 雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 P0 能 夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 或者程序儲(chǔ)存器 ， 此時(shí) 它可以 分時(shí)復(fù)用為轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線 。 （ d） P1 口 ： P1 口是一個(gè) 自帶 內(nèi)部 上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口 輸出 緩沖器能接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。 Flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口 用 做 低 8 位地址 的 接收。 對端口 寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高 置高電平 ，且作為輸入。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)， P2 口 送 出地址的高 8 位。 （ f） P3 口 ： P3 口 是 一組帶有 8 位 內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè)TTL 門電流。作為輸入 端時(shí) ，由于 外部下拉為低電平， P3 口將 用上拉電阻 輸出電流。當(dāng)振蕩器 工作 時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間 來使單片機(jī)復(fù)位 。在 Flash 編程期間， 該 引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出 時(shí)鐘 或用于 實(shí)現(xiàn) 定時(shí) 。 此外，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)將 ALE 設(shè)置為無效。 （ j） /EA： 外部允許訪問端。如果 加密 LB1 被設(shè)置 時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為復(fù)位 ；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)， CPU 執(zhí)行 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 中的指令 。 （ k） XTAL1： 振蕩器反相放大器 及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入 端 。 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 是 一種 采樣頻率 8 位 的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片，該芯片 與單片機(jī)系統(tǒng)完全兼容。 D/A 轉(zhuǎn)換器由 8 位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位D/A 轉(zhuǎn)換電路和 轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。 （ 2） DAC0832 引腳及功能介紹 ： （ a） D0~D7： 8 位數(shù)據(jù)輸入線， TLL 電平，有效時(shí)間 大于 90ns； （ b） ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； （ c） CS：片選信號 輸入線 ，低電平有效； （ d） WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通 信號輸入線，負(fù)脈沖 有效； （ e） WR2： DAC 寄存器 寫 選通 信號 輸入線，負(fù)脈沖有效； （ f） IOUT1：電流輸出端， 當(dāng)輸入值為 1 時(shí)， Iout1 最大 ； （ g） IOUT2：電流輸出端，其值與 Iout1 值之和為 常數(shù)； （ h） Rfb： 反饋信號輸入線， 芯片內(nèi)部有反饋電阻 ； （ i） Vcc：電源輸入端， 工作電壓 范圍為 +5V~+15V； （ j） Vref：基準(zhǔn)電壓輸入端 ， Vref 的 電壓 范圍為 10V~+10V； （ k） AGND：模擬信號 接 地 端，模擬信號和基準(zhǔn)電源的參考接地 ； （ l） DGND：數(shù)字信號 接 地 端 ； 四運(yùn)算放大器 LM324 LM324 為價(jià)格低廉的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算 放大 集成電路 。該四運(yùn)算放大器可以工作在 3V 以下或者 32V 以上的電源 ， 其 靜態(tài)電流 很低 。 LM324 具 有 5 個(gè)引出腳，其中“ +” 、 “ ” 為兩個(gè)信號輸入端， “ V+” 、 “ V” 為正、負(fù)電源 輸入 端， “ Vo ” 為 電壓 輸出端。 （ 1） LM324 的主要參數(shù)特性描述： （ a） 4 運(yùn)算低功率 放大器； （ b） 帶寬； （ c） 3dB 帶寬增益乘積為 ； （ d） 變化斜率 為 ； （ e） 增益帶寬 為 ； （ f） 工作溫度 范圍 為 0176。 C； （ g） 電源電壓范圍 3V~32V； （ h） 輸入 最大 偏移電壓 7mV； （ i） 額定電源電壓 為 +15V； （ 2） LM324 的主要功能特點(diǎn)： （ a） 短路 輸出 保護(hù) 功能 ； （ b） 自帶 真差動(dòng)輸入級； （ c） 可 在電壓范圍 3V~32V 單電源工作：； （ d） 低偏置電流 最大 為 100nA； （ e） 具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ埽? （ f） 共模范圍拓展至 負(fù)電源； （ g） 具有 輸入端靜電保護(hù) 的 功能； LCD 顯示電路 LCD1602 可以在 LCD 顯示屏上完整顯示 32 個(gè)英文字符和日文等一些字符 ,適合顯示英文文字信息量較小的地方 。 引腳圖如 圖 所示 。 （ d） 4 腳： RS 為寄存器選擇 端 ，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。當(dāng)RS 和 RW 為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址。 （ g） 7 腳 ~14 腳： D0~D7 為 8 位雙 向數(shù)據(jù)線。獨(dú)立式鍵盤電路是指直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，每根 I/O 口線上按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)影響其 它 I/O 口線的工作狀態(tài)。矩陣式鍵盤電路是指按鍵設(shè)置在行列式交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 共 34 頁 開關(guān)的兩端。鍵盤中有無按鍵按下是由列線送入全掃描字、 行線讀入行線狀態(tài)來判斷的。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 34 頁 3 硬件電路 設(shè)計(jì) 硬件電路主要由模擬 電路 和數(shù)字 電路 兩大部分組成。系統(tǒng)主要由 微控制器模塊、比較輸出 模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、 D/A 轉(zhuǎn)換 模塊五部分構(gòu)成，具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)調(diào)整、輸出的電壓信號 。 圖 系統(tǒng)總體框圖 單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制 模塊即為 主機(jī) 部分，整個(gè)控制都是依靠單片機(jī)完成。 單片機(jī)控制電路如圖 所示 。 MCS51 單片機(jī)有兩種時(shí)鐘產(chǎn)生方式：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式 。 在單片機(jī)的內(nèi)部有一用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，即為輸入端 XTAL1 和輸出端 XTAL2。 在頻率穩(wěn)定性要求不高，并盡可能廉價(jià)時(shí)， 可采用陶瓷諧振器和電容器組成并聯(lián)諧振回路。振蕩頻率取決于所用石英晶體的諧振頻率 和電容的大小 。 圖 給出了采用內(nèi)部時(shí)鐘方式的晶體振蕩器的單片機(jī)時(shí)鐘電路圖。 C C2 的電容 取 值無嚴(yán)格要求，因其取值對振蕩頻率輸出穩(wěn)定、大小、起振速度有略微 影響。 對陶瓷諧振器，可取 典型值40pF 左右 。所謂的復(fù)位就是將單片機(jī)重新啟動(dòng)，使 單片機(jī)內(nèi)部的所有寄存器都回到初始狀態(tài)。復(fù)位電路如圖 所示。 鍵盤模塊的設(shè) 計(jì) 鍵盤 電路 是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵 實(shí)則 是一個(gè)開關(guān)元件，也就是說鍵盤是一組規(guī)則排列的開關(guān)。 兩者相比， 前者造價(jià) 較 低，后者壽命 較 長。 鍵盤 按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。 全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與鍵對應(yīng)的編碼，此外，一般還具有去抖 和多鍵保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 應(yīng)用 較少 。 本系統(tǒng)采用 獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu) ， 并結(jié)合 非 編碼鍵盤相應(yīng)原理。 每個(gè)按鍵的 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁 共 34 頁 工作不會(huì)影響其它 I/O口線的狀態(tài)。 本設(shè)計(jì) 共設(shè)計(jì)三個(gè)按鍵，分別為“增加”鍵，“減少”鍵，“確定”鍵，三個(gè)按鍵分別與 ， ， ，電路圖 如 圖 。前者顯示亮度 較 高，制作成本低，適合做遠(yuǎn)距離顯示，但 其 功 耗 較大，所用端口隨顯示的數(shù)字 位數(shù)增加而增加。 LCD 最常用的就是 液晶 1602， LCD1602 可以在 LCD 顯示屏上完整顯示 32 個(gè)英文字符和日文字符 ， 適合顯示英文文字信息量較小的地方 ,可以清晰顯示出同時(shí)還能顯示英文名稱和電壓 /電流單位 。 本設(shè)計(jì)中 LCD1602 接法如 圖 所示 。通過獨(dú)立式鍵盤給單片機(jī)輸入一數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)在顯示電路上顯示，單片機(jī)保存該數(shù)據(jù)，然后 在 鍵盤上按確認(rèn)鍵，就是把DAC0832 電路打開把數(shù)據(jù)傳 輸進(jìn)去，這個(gè)芯片把送過來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后經(jīng)過比較電路最終輸出所要電源電壓。選用集成型電壓比較器 LM324 是為了使電路工作更加可靠，同時(shí)該類芯片具有 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 18 頁 共 34 頁 負(fù)載能力強(qiáng)、抗干擾性優(yōu)越等特點(diǎn)，可以更好的實(shí)現(xiàn)電路功能。這兩 種開發(fā)語言都具有各自的特點(diǎn)。 匯編語言的特點(diǎn)： 可直接操縱系統(tǒng)的硬件資源，從而可以編寫高質(zhì)量的編碼。 C 語言的特點(diǎn)： C 語言程序的優(yōu)點(diǎn)是可讀性與可移植性好，程序開發(fā) 周期短； 使用 C 語言編程更符合人的思維方式和思考習(xí)慣，編寫代碼效率高，維護(hù)方便 ； 采用 C語言易于開發(fā)復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用程序，有利于單片機(jī)產(chǎn)品的重新選型和應(yīng)用程序的移植，大大提高了單片機(jī)軟件的開發(fā)速度。實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)具體情況來選擇開發(fā)語言。本設(shè)計(jì)中首先對系統(tǒng)初始化，讀取預(yù)置電壓，預(yù)存電壓值為 10V，并將其發(fā)送給 LCD 顯示電壓。軟件的設(shè)計(jì)分為鍵盤的軟件設(shè)計(jì)、顯示的軟件設(shè)計(jì)、 D/A 的軟件設(shè)計(jì)等。 仿真開發(fā)平臺(tái) Proteus Proteus 軟件是英國 Labcenter 電子公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一款 EDA 工作軟件 。 Proteus 是著名的EDA 仿真軟件，從原理布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路的仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 Proteus 具有如下 特點(diǎn) ： （ 1） Proteus 軟件提供了數(shù)千種元器件和多達(dá) 30 多個(gè)元件庫； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 34 頁 （ 2）個(gè)性化的編輯環(huán)境； （ 3）快速選取和放置器件； （ 4）層次化設(shè)計(jì)； （ 5）原理圖自動(dòng)連線并自動(dòng)生成仿真日志； 軟件程序開發(fā)平臺(tái) Keil Keil C51 軟件是 美國 Keil 軟件公司開發(fā)的 一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)開發(fā)平臺(tái) 。 Keil 具有如下特點(diǎn)： （ 1） 具有 全功能的源代碼編輯器； （ 2）元 件庫用來配置開發(fā)工具 的 設(shè)置； （ 3）項(xiàng)目管理器用來創(chuàng)建和維