-.z基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計(jì)摘要：該設(shè)計(jì)采用220V市用交流電輸入，輸出電壓為0～9.9V可調(diào)，可步進(jìn)0.1V調(diào)整。電源的主控電路采用STC89C52單片機(jī)，并能夠通過(guò)液晶直觀地顯示出電壓。設(shè)計(jì)分析了各個(gè)模塊電路和整機(jī)的工作原理，給出了整機(jī)工作的硬件實(shí)現(xiàn)和主要的軟件流程設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源;STC89C52;D/A轉(zhuǎn)換1引言當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來(lái)的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路--電源電路。大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。可以說(shuō)電源電路是一切電子設(shè)備的根底，沒(méi)有電源電路就不會(huì)有如此種類繁多的電子設(shè)備。數(shù)控直流穩(wěn)壓電源主要用微處理器等配合其它控制器件控制電源的電壓輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)控可調(diào)，高精度輸出，過(guò)流保護(hù)，數(shù)字顯示等。其調(diào)節(jié)的*圍大，利用高精度的DA轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控電源高精度輸出，同時(shí)步進(jìn)可調(diào)。這種高精度的的數(shù)控穩(wěn)壓電源可以滿足對(duì)電源要求比擬高的場(chǎng)合。2方案設(shè)計(jì)與論證2.1DA的選擇與論證方案一：采用我們熟悉的8位DA，DAC0832.方案二：采用我們熟悉的10位DA，TLC5615.方案三：采用內(nèi)部自帶基準(zhǔn)源的12位DAMA*531對(duì)于方案一：選擇DAC0832符合題目的要求，其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用對(duì)于方案二：為10位DA，雖然輸出精度高，但接口稍復(fù)雜，同時(shí)該DA芯片價(jià)格昂貴。本設(shè)計(jì)不予采用對(duì)于方案三：MA*531內(nèi)部自帶2.048V基準(zhǔn)源，輸出精度高，但價(jià)格太貴，本著滿足設(shè)計(jì)要求盡量節(jié)約本錢的前提，我們放棄方案三。綜上所述，我們選擇方案二。2.2顯示電路方案一：采用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示溫度，動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。方案二：采用液晶顯示屏LCD顯示溫度。對(duì)于方案一，該方案本錢低廉，但顯示靈活性及可調(diào)性較差，硬件驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，故本設(shè)計(jì)中不采用本方案。對(duì)于方案二，采用LCD顯示方便清晰，可變性和可調(diào)性突出，與單片機(jī)硬件電路的連接簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)也較為靈活，成為單片機(jī)輸出顯示的首選。隨著其本錢的不斷降低，模塊化程度不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域日益增多。所以，本設(shè)計(jì)中選用方案二。2.3輸入按鍵的選擇與論證方案一：采用4*4鍵盤方案二：采用4按鍵，第一個(gè)選擇個(gè)位和十位電壓的加減，第二個(gè)和第三個(gè)加減1V，第四個(gè)確認(rèn)輸出。對(duì)于方案一：主要采用4*4的矩陣鍵盤，可以設(shè)置0-9和步進(jìn)，小數(shù)點(diǎn)等按鍵，可以快速的輸入。但是4*4鍵盤占用的PCB面積較大，增加了PCB的本錢，增加了PCB的布線難度，并且得占用8個(gè)單片機(jī)I/0口，這種方案不可取。對(duì)于方案二：中雖不能直接輸入0-9，但是可以通過(guò)“+〞和“-〞來(lái)實(shí)現(xiàn)0-9數(shù)字的輸入，這樣只占用了5個(gè)單片機(jī)I/O口，節(jié)約3個(gè)I/O口，同時(shí)PCB的面積和本錢也進(jìn)一步縮小。綜上考慮，我們選擇方案二。3系統(tǒng)簡(jiǎn)介該系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小控制系統(tǒng)、顯示電路、獨(dú)立按鍵、D/A轉(zhuǎn)換電路、放大電路和穩(wěn)壓電路和系統(tǒng)供電電源等組成。外接220V的交流電源經(jīng)過(guò)整流濾波后給上述各局部單元提供工作電源，通過(guò)獨(dú)立鍵盤給單片機(jī)設(shè)定預(yù)輸出值，并通過(guò)DA0832轉(zhuǎn)化為模擬量，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大和穩(wěn)壓電路最后輸出預(yù)設(shè)電壓值，通過(guò)液晶能夠直觀的顯示出預(yù)設(shè)值。系統(tǒng)的框圖構(gòu)造如圖3-1所示。單單片機(jī)顯示電路按鍵D/A轉(zhuǎn)換放大電路穩(wěn)壓電路輸出電路整流濾波變壓器~220v圖3-1數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方框圖4.本系統(tǒng)核心器件簡(jiǎn)介4.1STC89C52單片機(jī)STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕，器件采用STCMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，STC89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。STC89C52單片機(jī)由以下功能部件組成：微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能存放器。它們都是通過(guò)片內(nèi)單一總線連接而成,對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能存放器的集中控制方式。微處理器：該單片機(jī)中有一個(gè)8位的微處理器，與通用的微處理器根本一樣，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大局部，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)展位變量的處理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：STC89C52有256個(gè)字節(jié)的內(nèi)部RAM，80H-FFH高128個(gè)字節(jié)與特殊功能存放器〔SFR〕地址是重疊的，也就是高128字節(jié)的RAM和特殊功能存放器的地址是一樣的，但物理上它們是分開(kāi)的。當(dāng)一條指令7FH以上的內(nèi)部地址單元時(shí)，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是高128字節(jié)RAM還是特殊功能存放器。如果指令是直接尋址方式則為特殊功能存放器。程序存儲(chǔ)器：由于受集成度限制，片內(nèi)有8KBFlash存儲(chǔ)器，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至64K字節(jié)。中斷系統(tǒng)：具有8個(gè)中斷源，2個(gè)外部中斷源。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0，T1，T2，具有四種工作方式。串行口：1個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式。可用來(lái)進(jìn)展串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。輸入/輸出(I/O)口：P0口、P1口、P2口、P3口為4個(gè)并行8位I/O口。特殊功能存放器：在STC89C52片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80H-FFH共128個(gè)單元為特殊功能存放器〔SFR〕，并非所有的地址都被定義，從80H—FFH共128個(gè)字節(jié)只有一局部被定義，還有相當(dāng)一局部沒(méi)有定義。對(duì)沒(méi)有定義的單元讀寫將是無(wú)效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將喪失。不應(yīng)將數(shù)據(jù)寫入未定義的單元，由于這些單元在將來(lái)的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0〞。STC89C52除了有STC89C51所有的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外，還增加了一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2。定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的控制和狀態(tài)位位于T2CONT2MOD，存放器對(duì)〔RCAO2H、RCAP2L〕是定時(shí)器2在16位捕獲方式或16位自動(dòng)重裝載方式下的捕獲/自動(dòng)重裝載存放器。引腳功能及管腳電壓STC89C52為8位通用微處理器，準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8*c52一樣，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC內(nèi)部存放器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。STC89C52引腳圖如圖2-5：圖4-1STC89C52引腳圖主要管腳有：*TAL1〔19腳〕和*TAL2〔18腳〕為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd〔9腳〕為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC〔40腳〕和VSS〔20腳〕為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0~P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口〔32~39腳〕被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS〔18腳〕和SCLS〔19腳〕端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。P0口P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1〞時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址〔低8位〕和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)〔吸收或輸出電流〕4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1〞，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，*個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與STC89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入〔P1.0/T2〕和輸入〔P1.1/T2E*〕，參見(jiàn)表。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P2口P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)〔吸收或輸出電流〕4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1〞，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，*個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔例如執(zhí)行MOV*DPTR指令〕時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔如執(zhí)行MOV*RI指令〕時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3口P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)〔吸收或輸出電流〕4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1〞時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流〔IIL〕。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE〔地址鎖存允許〕輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖〔PROG〕。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能存放器〔SFR〕區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可制止ALE操作。該位置位后，只有一條MOV*和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE制止位無(wú)效。PSEN程序儲(chǔ)存允許〔PSEN〕輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令〔或數(shù)據(jù)〕時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部允許。欲使CPU僅外部程序存儲(chǔ)器〔地址為0000H—FFFFH〕，EA端必須保持低電平〔接地〕。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平〔接Vcc端〕，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。*TAL1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。*TAL2振蕩器反相放大器的輸出端。定時(shí)器0和定時(shí)器1：STC89C52的定時(shí)器0和定時(shí)器1的工作方式與STC89C51一樣。為了獲得更深入的關(guān)于UART的信息，選擇“Products〞，然后選擇“8051-ArchitechFlashMicrocontroller〞，再選擇“ProductOverview〞即可。定時(shí)器2根本特性：定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。它既可當(dāng)定時(shí)器使用，也可作為外部事件計(jì)數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能存放器T2CON〔如表3〕的C/T2位選擇。定時(shí)器2有三種工作方式：捕獲方式，自動(dòng)重裝載〔向上或向下計(jì)數(shù)〕方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON的控制位來(lái)選擇。中斷STC89C52共有6個(gè)中斷向量：兩個(gè)外中斷〔INT0和INT1〕，3個(gè)定時(shí)器中斷〔定時(shí)器0、1、2〕和串行口中斷。這些中斷源可通過(guò)分別設(shè)置專用存放器IE的置位或清0來(lái)控制每一個(gè)中斷的允許或制止。IE也有一個(gè)總制止位EA，它能控制所有中斷的允許或制止。IE.6為保存位，在STC89C51中IE.5也是保存位。程序員不應(yīng)將“1〞寫入這些位，它們是將來(lái)STC89系列產(chǎn)品作為擴(kuò)展用的。4.2LM324芯片LM324系列器件帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入*圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。LM324的管腳連接圖如下：圖4-2LM324管腳連接圖每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+〞、“-〞為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+〞、“V-〞為正、負(fù)電源端，“Vo〞為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-〔-〕為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+〔+〕為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位一樣。4.3DA0832芯片DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC存放器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。DA0832分辨率〔LSB〕為8位，電流穩(wěn)定時(shí)間為1us，有三種工作方式，即直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。工作方式的設(shè)置由19管腳ILE、2管腳WR和18管腳WR2決定，本設(shè)計(jì)采用直通方式，將2管腳和18管腳全部接地為低電平。另外DA0832采用單電源供電〔+5V~15V〕，且在滿量程內(nèi)呈線性變化。4.4LCD1602顯示器①字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。②LCD1602主要技術(shù)參數(shù)：，如圖表3-1所示。表4-11602的主要技術(shù)參數(shù)工作電壓:4.5—5.5V容量16×2個(gè)字符最正確工作電壓5.0V工作電流2.0mA字符尺寸2.95×4.35(W×H)mm③引腳功能說(shuō)明如下列圖表3-2所示：表4-2引腳接口說(shuō)明表1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳〔無(wú)背光〕或16腳〔帶背光〕接口，各引腳接口說(shuō)明如表編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VDD正極2VSS地3VL液晶顯示偏壓4RS數(shù)據(jù)/命令選擇5R/W讀/寫選擇6E使能信號(hào)7D0數(shù)據(jù)8D1數(shù)據(jù)9D2數(shù)據(jù)10D3數(shù)據(jù)11D4數(shù)據(jù)12D5數(shù)據(jù)13D6數(shù)據(jù)14D7數(shù)據(jù)15BLA背光源正極16BLK背光源負(fù)極1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。LCD1602主要有兩種，主要區(qū)別在于是否背光，它的控制器主要為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，在應(yīng)用中是否帶背光并不影響使用。液晶顯示模塊是一個(gè)比擬慢的顯示器件，因此在執(zhí)行指令之前要首先確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志處于低電平，表示空閑，不然此指令失效，輸入顯示字符地址后會(huì)顯示字符。5.硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)可分為電源模塊、DA輸出模塊和穩(wěn)壓輸出模塊三大重要局部，缺一不可。5.1電源電路系統(tǒng)供電電源外接220V交流電，經(jīng)過(guò)雙12V變壓器T1降壓和整流橋整流變?yōu)橹绷鳎又秒娙轂V波，最后用三端穩(wěn)壓芯片7812、7912、7805穩(wěn)壓后再經(jīng)電容濾波就可得到+12V,-12V，+5V的電源。圖5-1電路5.3控制電路控制電路由單片機(jī)，振蕩電路，復(fù)位電路，按鍵電路等組成，晶振選取12MHZ，按鍵電路S1為設(shè)置切換〔個(gè)位和小數(shù)位〕，S2為加1，S3為減1，S4為確定輸出當(dāng)前設(shè)定電壓值。圖5-2控制電路5.3DA輸出電路DA輸出電路主要由74573存放器，DAC0832，運(yùn)放LM324構(gòu)成，其中573負(fù)責(zé)傳輸存儲(chǔ)由單片機(jī)送給的DAC032的數(shù)據(jù)，DAC0832與一級(jí)運(yùn)放構(gòu)成電壓輸出，二級(jí)運(yùn)放構(gòu)成電壓放大電路。圖5-3DA轉(zhuǎn)換電路5.4顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路主要由液晶1602，存放器74573構(gòu)成。液晶負(fù)責(zé)顯示設(shè)計(jì)者名字拼音及當(dāng)前設(shè)定電壓值。圖5-4顯示電路圖6.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)6.1主程序流程圖程序開(kāi)場(chǎng)以后，首先液晶初始化，顯示液晶初試的預(yù)設(shè)電壓值。然后進(jìn)展按鍵檢測(cè)，如果沒(méi)有按鍵按下，顯示液晶當(dāng)前的初試電壓；如果有按鍵按下，進(jìn)入電壓檢測(cè)中斷程序，確認(rèn)當(dāng)前液晶的調(diào)整值。接著檢測(cè)D/A是否啟動(dòng)，啟動(dòng)以后進(jìn)展數(shù)模轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的模擬量送給系統(tǒng)最終輸出端。系統(tǒng)總流程圖如圖6-1所示。NY延時(shí)程序中斷YN6.2DA轉(zhuǎn)換流程圖DA轉(zhuǎn)換流程圖，如下如圖6-2所示。YESYES程序入口初始化讀取鍵盤輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)到DAC數(shù)據(jù)=900輸出NO圖6-2DA轉(zhuǎn)換流程圖7系統(tǒng)調(diào)試與仿真7.1.硬件調(diào)試做硬件焊接完成之后，我們必須對(duì)硬件進(jìn)展調(diào)試，發(fā)現(xiàn)其中可能存在的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)展改良。硬件調(diào)試的方法有兩種：方案一用萬(wàn)用表和其他儀器儀表進(jìn)展檢測(cè)方案二采用軟件測(cè)試硬件的方法進(jìn)展檢測(cè)方法分析：這兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)，方法一能直接準(zhǔn)確確實(shí)定元件的故障所在點(diǎn)，并直接進(jìn)展故障排除。但是此方法必須對(duì)元件進(jìn)展一一檢測(cè)，檢測(cè)的過(guò)程非常慢。對(duì)于一個(gè)大系統(tǒng)和元件比擬多的電路來(lái)說(shuō)，此種方法不適合方法二用軟件來(lái)控制硬件，編寫*一電路的控制程序，看這局部的電路的運(yùn)行結(jié)果是否與書(shū)的軟件控制的效果一致。如果不一致，則證明這局部電路有問(wèn)題。這種方法可以迅速的判斷*一局部電路的故障，對(duì)于大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種方法可以縮小故障的*圍，再對(duì)所出現(xiàn)的故障進(jìn)展排除，節(jié)約系統(tǒng)調(diào)試的時(shí)間。這個(gè)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)中，我們把電路分成幾個(gè)小模塊，采取方法一和方法二相結(jié)合的測(cè)試方法進(jìn)展測(cè)試。測(cè)試步驟：〔1〕用萬(wàn)用表對(duì)電路中的電源線進(jìn)展測(cè)量，我們先用萬(wàn)用表的蜂鳴檔，將萬(wàn)用表的紅黑表筆接到電路電源線進(jìn)展測(cè)量，假設(shè)發(fā)現(xiàn)蜂鳴器響，則證明電源線有短路。如蜂鳴器沒(méi)有響，則證明電源線無(wú)短路現(xiàn)象?！?〕再用蜂鳴檔對(duì)單片機(jī)的電源、晶振、復(fù)位等電路進(jìn)展測(cè)量，看有沒(méi)有連接好。假設(shè)連接正常，則對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展通電。通電前先撥出單片機(jī)。〔3〕測(cè)量單片機(jī)的工作電壓。看是否正常，假設(shè)不正常。再用萬(wàn)用表進(jìn)展檢測(cè)，排除電源故障?！?〕假設(shè)電源工作正常，插上單片機(jī)。編程控制，數(shù)碼管的亮滅，以及數(shù)碼管按鍵等，看是否正常。假設(shè)都正常，測(cè)證明電路硬件連接無(wú)誤。假設(shè)有故障，再用萬(wàn)用表對(duì)出故障的模塊進(jìn)展檢測(cè)。7.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試是建立在硬件調(diào)試的根底之上的。調(diào)試完硬件之后，我們就開(kāi)場(chǎng)編寫程序，對(duì)程序進(jìn)展調(diào)試。我們先畫出程序的流程圖，然后根據(jù)流程圖來(lái)編寫程序。程序編寫調(diào)試方法：方法一：根據(jù)流程圖，直接編寫。方法二：先編寫局部模塊的程序，再對(duì)模塊程序進(jìn)展整合。方法分析：方法一中直接根據(jù)流程圖寫，適合小規(guī)模的程序，對(duì)于大規(guī)模的程序不適合，且程序的可移植性差。方法二中可以移植相似的程序，節(jié)約程序編寫的工作量。對(duì)于大規(guī)模的程序比擬適合。程序的編寫也相比照擬輕松?？梢怨?jié)約程序的編寫時(shí)間。在本系統(tǒng)中，我們采取方法二來(lái)進(jìn)展軟件的編寫與調(diào)試程序編寫和調(diào)試方法：〔1〕建立主程序，定義各端口?！?〕寫出數(shù)碼管、按鍵的模塊程序?！?〕對(duì)各模塊程序進(jìn)展整合?！?〕對(duì)最終的程序進(jìn)展優(yōu)化。7.3系統(tǒng)仿真與誤差分析7.3.1軟件調(diào)試整個(gè)軟件通過(guò)C語(yǔ)言編程,先在KeilC51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下將編好的程序進(jìn)展編譯、調(diào)試,調(diào)試通過(guò)后會(huì)生成.HE*文件。預(yù)設(shè)輸出電壓〔V〕實(shí)際輸出電壓〔V〕誤差〔〕0.00.570.571.00.980.022.01.950.053.02.930.074.03.900.105.04.880.126.05.860.147.06.820.188.07.800.209.08.770.2310.09.750.25圖7-3protues仿真圖表1：仿真數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)輸出電壓〔V〕實(shí)際輸出電壓〔V〕誤差〔〕0.03.203.201.04.103.102.05.303.303.06.203.204.07.103.105.08.203.206.09.003.007.09.502.508.09.601.609.09.700.7010.09.700.70表2：實(shí)物數(shù)據(jù)7.3.1誤差分析由于上述仿真數(shù)據(jù)在一樣條件下屢次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)均不改變，為此上述數(shù)據(jù)的誤差只可能是系統(tǒng)誤差，不可能是隨機(jī)誤差[8]。下面分別計(jì)算出上述數(shù)據(jù)的絕對(duì)誤差。絕對(duì)誤差定義為被測(cè)量值*和測(cè)量的真值A(chǔ)的差值。上述把預(yù)設(shè)的電壓作為真值，絕對(duì)誤差用符號(hào)表示。計(jì)算出上述數(shù)據(jù)絕對(duì)誤差的平均值：Δ=[8]=0.12實(shí)物數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)電壓為0V時(shí)，第一級(jí)運(yùn)算放大后的電壓值調(diào)整不到零，總是從3.0V開(kāi)場(chǎng)，然后預(yù)設(shè)電壓每增加1V，第一級(jí)運(yùn)放后的電壓增加0.2V，即預(yù)設(shè)電壓值為1V時(shí)，第一級(jí)運(yùn)放后的電壓為3.2V，當(dāng)然第二級(jí)放大5倍后最終輸出是15V左右。從3.2V開(kāi)場(chǎng)線性變化而沒(méi)有從0V開(kāi)場(chǎng)線性變化是本設(shè)計(jì)沒(méi)有調(diào)試成功的根源所在。如果第一級(jí)運(yùn)放后的電壓能從0開(kāi)場(chǎng)的話，整個(gè)輸出就和理論相符。因此測(cè)出的實(shí)物數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，無(wú)法再進(jìn)展誤差分析。8完畢語(yǔ)這次設(shè)計(jì)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，是畢業(yè)前對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)我們的硬件設(shè)計(jì)能力，軟件設(shè)計(jì)能力，還有查閱資料與人溝通等各方面的能力。同時(shí)也將我們大學(xué)四年的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我首先設(shè)計(jì)硬件，要畫原理圖。以前的課程中學(xué)過(guò)畫圖軟件。但是由于長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有用，并且那時(shí)上這個(gè)門時(shí)練習(xí)不多也不怎么熟練，所以在設(shè)計(jì)原理圖的過(guò)程中很吃力，不得不查找相關(guān)資料，再進(jìn)展畫圖。經(jīng)過(guò)幾天的查找資料看其操作教程，最后完成了原理圖設(shè)計(jì)。在編寫軟件時(shí)，為了能盡快把程序調(diào)試好，我學(xué)習(xí)了Proteus仿真軟件，利用這個(gè)仿真軟件，在線實(shí)時(shí)調(diào)試程序。因?yàn)槔肞roteus在程序編譯完成后，就可以直接運(yùn)行程序。而如果不仿真，則每次要將編譯完成的代碼通過(guò)下載線下載到單片機(jī)里面，再通電運(yùn)行，這樣很浪費(fèi)時(shí)間。所以我先在Proteus仿真軟件里面進(jìn)展仿真，仿真好了之后，再下載到單片機(jī)里面進(jìn)展檢驗(yàn)。在寫程序時(shí)，也遇到了不少問(wèn)題，自己平時(shí)沒(méi)有經(jīng)常的練習(xí)寫程序，所以在面對(duì)這樣一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，不知道從哪里下手。于是在網(wǎng)上找了相關(guān)的例程來(lái)學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)幾天的學(xué)習(xí)，終于找到一點(diǎn)當(dāng)年寫程序的感覺(jué)了。在調(diào)試的過(guò)程中雖然遇到一些困難，但是通過(guò)請(qǐng)教周圍的朋友，最終得以解決。完成硬件與軟件的設(shè)計(jì)之后，再回憶此電源的設(shè)計(jì)，心中感慨萬(wàn)千，從理論到實(shí)踐，讓我明白了，學(xué)校里面學(xué)了很多很多的東西，但是我們要和實(shí)踐相結(jié)合，否則就是空理論。只有將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，才能真正的走出校門，走向社會(huì)，完成從學(xué)生到社會(huì)型人才的轉(zhuǎn)變。參考文獻(xiàn)[1]鄒紅.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)[M].:人民郵電,2008.3[2]李祥臣.模擬電子技術(shù)根底教程.[M].:清華大學(xué),2005.3[3]童詩(shī)白,華成英.模擬電子技術(shù)根底[M].:高等教育,2006.1[4]邱關(guān)源.電路(第四版)[M].:高等教育,2006.4[5]李群芳,*士軍,黃建.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)(第二版)[M].:電子工業(yè),2007.12[6]*文濤.單片機(jī)語(yǔ)言C51典型應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].:人民郵電,2006.5[7]于永,戴佳,常江.51單片機(jī)實(shí)例精講[M].:電子工業(yè),2007.4[8]曹鳳.微機(jī)數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用[M].**:電子科技大學(xué),2002.8[9]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].:科學(xué),2007.1[10]潘永雄,沙河,*向陽(yáng).電子線路CAD實(shí)用教程(第二版)[M].**:**電子科技大學(xué),2006.9謝辭在論文完成之際，我要忠心的感謝身邊給予過(guò)我莫大幫助的教師、同學(xué)和朋友，致以他們最誠(chéng)摯的謝意。

本研究及學(xué)位論文是在我的指導(dǎo)教師的親切關(guān)心和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和鼓勵(lì)著我。從課題的選擇到工程的最終完成，教師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。教師屢次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)，這讓我在整個(gè)論文的撰寫過(guò)程中學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于課題研究方面的知識(shí)。

真誠(chéng)的感謝參加論文評(píng)審和辯論的各位教師，感謝你們的辛勤勞動(dòng)和即將從你們那里獲得的有益教導(dǎo)；感謝同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)中給予的指導(dǎo)和幫助。在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。

本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬。最后要感謝的是我的父母和家人，感謝他們多年來(lái)對(duì)我默默的支持和幫助。由衷的希望在未來(lái)的日子里，周圍的教師、同學(xué)和朋友們一如既往的在各方面繼續(xù)給予我更多的指教和幫助，以期取得新的進(jìn)步和成績(jī)來(lái)回報(bào)大家。附錄一元器件清單序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量1單片機(jī)89C52116電解電容10uF12液晶顯示LCD1602117瓷片電容10483電源變壓器雙12V118瓷片電容30pF24數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832119石英晶振12MHz15運(yùn)算放大器LM358220排阻A331G16運(yùn)算放大器Lm324121通用實(shí)驗(yàn)板12*1817鎖存器74HC573222通用實(shí)驗(yàn)板6.5*918三端穩(wěn)壓器L7812123發(fā)光二極管黃色3mm19三端穩(wěn)壓器L7912124發(fā)光二極管綠色5mm110三端穩(wěn)壓器L7805125整流二極管IN4007411按鍵12*12*8526杜邦線彩色假設(shè)干12自鎖開(kāi)關(guān)雙路127色環(huán)電阻各規(guī)格假設(shè)干13電解電容1000uF328可變電阻各規(guī)格假設(shè)干14電解電容470uF115電解電容100uF1附錄二實(shí)物圖附錄三源程序代碼*include<reg52.h>*defineucharunsignedchar*defineuintunsignedintsbitkey1=P1^0;//端口定義sbitkey2=P1^1;sbitkey3=P1^2;sbitkey4=P1^3;sbitrs=P1^4;sbiten=P1^5;sbitw1=P1^6;sbitw2=P1^7;sbitDAC_CS=P3^2;sbitDAC_WR=P3^6;ucharcodetable1[]="sunyuandudesign";//設(shè)計(jì)者拼音字母 ucharcodetable2[]="voltage0.0V";//電壓值ucharge,shifen,keynum,volt;voiddelay(uintz)//延時(shí)函數(shù){uint*,y;for(*=z;*>0;*--)for(y=110;y>0;y--);}voidwrite_(uchar)//寫指令到1602{rs=0;en=0;P0=;delay(5);w1=1;en=1;delay(5);en=0;}voidwrite_dSTCe(uchardSTCe)//寫數(shù)據(jù)到1602{rs=1;en=0;P0=dSTCe;delay(5);w1=1;en=1;delay(5);en=0;}voidInit()//初始化{ucharnum;en=0;write_(0*38); write_(0*0c); write_(0*06); write_(0*01); write_(0*80);for(num=0;num<16;num++) { write_dSTCe(table1[num]); delay(50); } write_(0*80+0*40); for(num=0;num<14;num++) { write_dSTCe(table2[num]); delay(50); }}voidwrite_voltage(ucharadd,uchardSTC)//寫電壓到1602{write_(0*80+0*40+add);write_dSTCe(0*30+dSTC);}voidda0832out(uchardadSTCa)//寫電壓數(shù)據(jù)到DAC0832{w1=0;w2=1;DAC_CS=0;P0=dadSTCa;DAC_WR=0;delay(5);DAC_WR=1;DAC_CS=1;w2=0;}voidkeyscan()//鍵盤掃描{if(key1==0){delay(5);if(key1==0){keynum++;while(!key1);if(keynum==1){write_(0*80+0*40+12);write_(0*0f);}}if(keynum==2){write_(0*80+0*40+10);write_(0*0f);}if(keynum==3){keynum=0;write_(0*0c);}}if(keynum!=0){if(key2==0){delay(5);if(key2==0){while(!key2);if(keynum==1){shifen++;if(shifen==10)shifen=0;write_(0*80+0*40+11);write_(0*0c);write_voltage(12,shifen);}if(keynum==2){ge++;if(ge==10)ge=0;write_(0*80+0*40+9);write_(0*0c);write_voltage(10,ge);}}}if(key3==0){delay(5);if(key3==0){while(!key3);if(keynum==1){shifen--;if(shifen==-1)shifen=9;write_(0*80+0*40+11);write_(0*0c);write_voltage(12,shifen);}if(keynum==2){ge--;if(ge==-1)ge=9;write_(0*80+0*40+9);write_(0*0c);write_voltage(10,ge);}}}if(key4==0){delay(5);if(key4==0){while(!key4);volt=10*ge+shifen;da0832out(volt);}}}}voidmain()//主函數(shù){w1=0;w2=0;Init();ge=0;shifen=0;while(1){keyscan();}while(1);}*include<reg52.h>*defineucharunsignedchar*defineuintunsignedintsbitkey1=P1^0;//端口定義sbitkey2=P1^1;sbitkey3=P1^2;sbitkey4=P1^3;sbitrs=P1^4;sbiten=P1^5;sbitw1=P1^6;sbitw2=P1^7;sbitDAC_CS=P3^2;sbitDAC_WR=P3^6;ucharcodetable1[]="sunyuandudesign";//顯示設(shè)計(jì)者拼音**ucharcodetable2[]="voltage0.0V";//顯示電壓值ucharge,shifen,keynum,volt;voiddelay(uintz)//延時(shí)函數(shù){uint*,y;for(*=z;*>0;*--)for(y=110;y>0;y--);}voidwrite_(uchar)//寫指令到1602{rs=0;en=0;P0=;delay(5);w1=1;en=1;delay(5);en=0;}voidwrite_dSTCe(uchardSTCe)//寫數(shù)據(jù)到1602{rs=1;en=0;P0=dSTCe;delay(5);w1=1;en=1;delay(5);en=0;}voidInit()//初始化{ucharnum;en=0;write_(0*38); write_(0*0c); write_(0*06); write_(0*01); write_(0*80);for(num=0;num<16;num++) { write_dSTCe(table1[num]); delay(50); } write_(0*80+0*40); for(num=0;num<14;num++) { write_dSTCe(table2[num]); delay(50); }}voidwrite_voltage(ucharadd,uchardSTC)//寫電壓到1602{write_(0*80+0*40+add);write_dSTCe(0*30+dSTC);}voidda0832out(uchardadSTCa)//寫電壓數(shù)據(jù)到DAC0832{w1=0;w2=1;DAC_CS=0;P0=dadSTCa;DAC_WR=0;delay(5);DAC_WR=1;DAC_CS=1;w2=0;}voidkeyscan()//鍵盤掃描{if(key1==0){delay(5);if(key1==0){keynum++;while(!key1);if(keynum==1){write_(0*80+0*40+12);write_(0*0f);}}if(keynum==2){write_(0*80+0*40+10);write_(0*0f);}if(keynum==3){keynum=0;write_(0*0c);}}if(keynum!=0){if(key2==0){delay(5);if(key2==0){while(!key2);if(keynum==1)