【正文】 P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 1+5+51 2 3 4 5 6 7 8 910k*8C O N 9+5 圖 29 LCD1602與單片機(jī)連接電路圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 13 頁(yè) 共 54 頁(yè) D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 根據(jù)平時(shí)的使用習(xí)慣和相關(guān)資料，使用的 D/A 轉(zhuǎn)換一般有下列兩種方案： 方案一：采用 MX7541 是高速高精度 12 位數(shù)字 / 模擬轉(zhuǎn)換器芯片，功耗低，而且其線性失真可低達(dá) % ，特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。 本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的數(shù)控電源的設(shè)計(jì)，而 MX7541 是 12 位數(shù)字 輸入的 ，因此須用鎖存器。當(dāng)其與單片機(jī)進(jìn)行相連時(shí)，電路也簡(jiǎn)單，只需把單片機(jī)的數(shù)據(jù)線與 DAC0832 的輸入端直接相連即可，程序也很簡(jiǎn)單，只需向其送數(shù)據(jù)即可。如上圖 4的聯(lián)接方式是直通方式聯(lián)接方式。 D/A 轉(zhuǎn)換器（ DAC）輸入的是數(shù)字量，經(jīng)轉(zhuǎn)換輸出的是模擬量。 分辨率： DAC 的分辨率反映了它的輸出模擬電壓的最小變化量。如： 8 位 DAC 的滿刻度輸出電壓為 5V，則其分辨率為 )(2565258 V? ； 10 位 DAC 的分辨率為 )(102452510 V? 。 建立時(shí)間：是描述 DAC 轉(zhuǎn)換速度快慢的參數(shù)。高速 DAC 的建立時(shí)間可達(dá) 1us。包括輸入數(shù)字量的形式，十六進(jìn)制式 BCD，輸入是否帶有鎖存器等。單電源供電，范圍為 +5V ～ +15V，基準(zhǔn)電壓范圍為 V10? 。 CMOS 工藝功耗 20 mw。 圖 211為 D/A 與單片機(jī)的連接圖。設(shè)計(jì)采用運(yùn)放 LM324 放大器放大。采用反向輸入，放大和穩(wěn)壓電路 。 圖 212 放大電路 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 16 頁(yè) 共 54 頁(yè) 第一級(jí)只是轉(zhuǎn)化 0832 輸出的電流為電壓，沒(méi)有進(jìn)行放大。 圖 213 電流放大 及 穩(wěn)壓電路 圖 213 為電流放大電路。 LM317 主要特性有基準(zhǔn)電壓標(biāo)準(zhǔn)值為 ， ADJ 調(diào)整端電流標(biāo)準(zhǔn)值為 50uA，最大為 100uA。在硬件結(jié)構(gòu)一定 的情況下，只要改變相應(yīng)的軟件就能實(shí)現(xiàn)一些不同的功能，單片機(jī)的智能性都是由軟件實(shí)現(xiàn)。各模塊調(diào)試成功后，再將所有模塊連接起來(lái)，構(gòu)成系統(tǒng)的軟件。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的原則 應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)可靠實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計(jì)要求做到以下幾點(diǎn) [11]： (1)軟件結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)捷、流程合理。這樣，既便于調(diào)試，連接，又便于移植，修改。 (4)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。 (5)經(jīng)過(guò)調(diào)試修改后程序應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化，出去修改的痕跡，以便于交流和借鑒，也為以后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。軟件抗干擾是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有利措施。 程序開(kāi)始以后，首先液晶 初始化，顯示液晶初試的預(yù)設(shè)電壓值。接著檢測(cè) D/A 是否啟動(dòng)，啟動(dòng)以后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的模擬量送給系統(tǒng)最終輸出端。 按鍵設(shè)置過(guò)程中，流程如下圖 32 所示： 程 序 初 始 化 鍵 盤(pán) 掃 描 顯 示 程序 開(kāi)始 檢測(cè) 按鍵 N Y D/A 轉(zhuǎn) 換 延時(shí)程序 結(jié)束 電壓 檢測(cè) 中 斷 Y N 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 19 頁(yè) 共 54 頁(yè) 圖 32 按鍵設(shè)置流程圖 DA 轉(zhuǎn)換流程圖 D/A 轉(zhuǎn)換 設(shè)置過(guò)程中， 程序?qū)懭?D/A 中 ， D/A 轉(zhuǎn)換 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 轉(zhuǎn)換 ， 其 流程圖見(jiàn)圖 33。 圖 34 液晶顯示流程圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 21 頁(yè) 共 54 頁(yè) 第 4 章 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要是針對(duì)電源模塊、溫濕度信號(hào)采集處理模塊和單片機(jī)控制顯示部分的調(diào)試。 上電前的調(diào)試 在上電前，必須確保電路中不存在短路或斷路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬(wàn)用表，用來(lái)檢測(cè)電路中是否 存在斷路或者短路情況等 [12]。 上電調(diào)試 在確保硬件電路正常，無(wú)異常情況下方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢測(cè)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢測(cè)原理是否正確。 5V 電壓正確時(shí)才能接入主電路供電。 軟件調(diào)試 仿真軟件的介紹 Proteus 軟件是來(lái)自英國(guó) Labcenter electronics 公司的 EDA工具軟件。 Proteus 組合了高級(jí)原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 Proteus 產(chǎn)品系列也包含了革命性的 VSM 技術(shù) ,用戶可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周?chē)娮悠骷黄鸱抡妗? 其功能模塊： — 個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的 ISIS 原理布圖工具； PROSPICE 混合模型 SPICE 仿真； ARES PCB 設(shè)計(jì)。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動(dòng)態(tài)的鍵盤(pán)，開(kāi)關(guān)，按鈕， LED 甚至 LCD 顯示 CPU 模型 . ，如 PIC,AVR,HC11 以及 8051； ： LED 和 LCD 顯示 ,RS232 終端 ,通用鍵盤(pán)； ；包括寄存器和存儲(chǔ)器 ,斷點(diǎn)和單步模式； CSPY 和 Keil uVision2 等開(kāi)發(fā)工具的源層調(diào)試； DLL 界面 提供有關(guān)元件庫(kù)的全部文件 [13]。 軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)用戶程序的 匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 23 頁(yè) 共 54 頁(yè) 圖 41和 42為軟件在 Proteus 里仿真的部分情況截圖。 數(shù)據(jù)測(cè)量 數(shù)據(jù)測(cè)量的方法是：通過(guò)獨(dú)立按鍵預(yù)設(shè)液晶的顯示電壓值，啟動(dòng) D/A 轉(zhuǎn)換按鈕，然后用精度為 的萬(wàn)用表檢測(cè)系統(tǒng)最終輸出端的電壓值。下面分別列出了系統(tǒng)仿真和實(shí)物的數(shù)據(jù)測(cè)量值，見(jiàn)表 41 和表 42。下面分別計(jì)算出上 述數(shù)據(jù)的絕對(duì)誤差。上述把預(yù)設(shè)的電壓作為真值，絕對(duì)誤差用符號(hào) x? 表示 。從 開(kāi)始線性變化而沒(méi)有從 0V開(kāi)始線性變化是本設(shè)計(jì)沒(méi)有調(diào)試成功的根源所在。因此測(cè)出的實(shí)物數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，無(wú)法再進(jìn)行誤差分析。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 27 頁(yè) 共 54 頁(yè) 第 4 章 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)最小控制系統(tǒng)來(lái)獲得 0~10 范圍內(nèi)的電壓輸出。在查閱大量資料和所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)出各個(gè)單元電路，然后把單元電路組合在一起就構(gòu)成完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它能夠幫助將一個(gè)大的模塊劃分出幾個(gè)小的模塊，同時(shí)幫助理清思緒，克服一個(gè)個(gè)的困難。獨(dú)立思考有自己的見(jiàn)解，有自己的創(chuàng)新。 在組裝硬件電路和調(diào)試的過(guò)程中碰到了很多難題和自己難以解決的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)查閱資料和請(qǐng)教，最終解決了部分問(wèn)題，實(shí)物實(shí)現(xiàn)了部分功能。實(shí)物在在預(yù)設(shè)電壓液晶顯示為 0V 時(shí)，測(cè)得 DA 轉(zhuǎn)化后的電壓值是 ，未能實(shí)現(xiàn)從 0V 起步線性變化的目的。設(shè)計(jì)沒(méi)調(diào)試出正確數(shù)據(jù)的根源就出現(xiàn)在第一級(jí)運(yùn)放后的預(yù)設(shè)電壓為 0 時(shí)輸出電壓部位 0 的問(wèn)題，通過(guò)自己的進(jìn)一步深度的探查知道了應(yīng)該在電路里先進(jìn) 行電路的控制在進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而解決上述的問(wèn)題。 /* 端口定義 */ sbit key2=P1^1。 sbit key4=P1^3。 sbit en=P1^5。 sbit w2=P1^7。 sbit DAC_WR=P3^6。 /* 顯示英文郭彬設(shè)計(jì) */ uchar code table2[]=“ ” 。 void delay(uint z) /* 延時(shí)函數(shù) */ { uint x,y。x0。y0。 } void write_(uchar ) /* 寫(xiě)指令到 1602 */ { rs=0。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 34 頁(yè) 共 54 頁(yè) P0=。 w1=1。 delay(5)。 } void write_date(uchar date) /* 寫(xiě)數(shù)據(jù)到 1602 */ { rs=1。 P0=date。 w1=1。 delay(5)。 } void Init() /* 初始化 */ { uchar num。 write_(0x38)。 write_(0x06)。 write_(0x80)。num16。 delay(50)。 for(num=0。num++) { write_date(table2[num])。 } void write_voltage(uchar add,uchar dat) /* 寫(xiě)電壓到 1602*/ { write_(0x80+0x40+add)。 } void da0832out(uchar dadata) /* 寫(xiě)電壓的數(shù)據(jù)到DAC0832*/ { w1=0。 DAC_CS=0。 DAC_WR=0。 DAC_WR=1。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 36 頁(yè) 共 54 頁(yè) w2=0。 if(key1==0) { keynum++。 if(keynum==1) { write_(0x80+0x40+12)。 } } if(keynum==2) { write_(0x80+0x40+10)。 } if(keynum==3) { keynum=0。 } } 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 37 頁(yè) 共 54 頁(yè) if(keynum!=0) { if(key2==0) { delay(5)。 if(keynum==1) { shifen++。 write_(0x80+0x40+11)。 write_voltage(12,shifen)。 if(ge==10)ge=0。 write_(0x0c)。 } } } if(key3==0) { 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 第 38 頁(yè) 共 54 頁(yè) delay(5)。 if(keynum==1) { shifen。 write_(0x80+0x40+11)。 write_voltage(12,shifen)