数字电压源课程设计-数控电压源设计

数字电压源课程设计-数控电压源设计内容摘要：

串行数据输入端， DAC7611的片选信号。 和 接两个控制按键。 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 22 页 数模转换器 DAC7611 DAC7611 是 12 位的 D/A 转换集成芯片，是串行输入数模转换器，精度较高。 DAC7611 的引脚图如图 22所示： 图 32 DAC7611 的引脚图 DAC7611 各引脚功能如表 33 所示： 表 33 DAC7611 的引脚功能表 引脚 符号 描述 1 VDD 电源线。 2 CS 芯片选择信号输入引脚，低电平有效 3 CLK 同步串行时钟输入 4 SDI 串行数据输入，在串行时钟的上升沿数据被移入 DAC7611 内部的串行移位寄存器。 5 LD 装载控制信号。 控制移入的数据装载到 DAC7611 内部的 DAC 寄存器 ，触发数模转换。 6 CLK 低电平有效。 它的工作与串行时钟有芯片选择信号无关。 异步 DAC寄存器清零输入。 当为低电平时 DAC 寄存器被置零 000H，使DAC7611CLR 输出电压为 0V。 7 GND 接地。 8 Vout 模拟输出，最大为 ， 1mV/LSB。 DAC7611 的数模转换表如表 34所示： 表 34 说明了 DAC7611 的数模转换情况：当 DAC7611 输入数字量为 000H 时，它的模拟输出为 0，当输入数字量为 FFFH 时，它的模拟电压为 ，即它的最大模拟输出电压为。 输入的数字量每改变一位，输出的模拟电压改变 1mV。 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 22 页 表 34 DAC7611 的数模转换表 DAC7611 满刻度 = 最小有效位 LSB=1mV 二进制数字输入 模拟 输出（ V） 描述 FFFH + 满刻度 801H + 中刻度 +1 LSB 800H + 中刻度 7FFH + 中刻度 1 LSB 000H 0 0 刻度 4 硬件电路图的设计 AT89C51 的时钟电路和复位电路 AT89C51 的时钟源由 XTAL1 和 XTAL2 引脚所连接的晶体振荡器提供，此外 XTAL1 和XTAL2 在连接完晶体振荡器后每一个引脚接一个电容接地，电容的溶值与晶体振荡器的大小有关。 本次设计采用 12M 晶体振荡器，采用 22PF 的电容。 AT89C51 的复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作后，在 RESET 端持续给出 2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。 本次实验采用的是外部手动按键复位电路。 如图 41为 AT89C51 的时钟电路和复位电路。 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 22 页 图 41 AT89C51 的时钟电路和复位电路 DAC7611 的 电路 如图 42 所示， DAC7611 的外围电路，本次设计 DAC7611 的 1 脚接 +5V 和两个并联的电容，电容的另一端接地， 2脚是 DAC7611 的芯片选择信号，接 CPU 的 ， 3 脚是DAC7611 的时钟信号接 CPU 的 ， 4脚是 DAC7611 的串行数据输入接 CPU 的 ， 5脚是 DAC7611 的装载控制信号接 CPU 的。 DAC7611 的 6 脚接 +5V,7 脚接地， 8 脚接个接口作为电压的输出端。 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 22 页 图 42 DAC7611 的外围电路 独立式按键与 AT89C51 的连接 本次设计供使用了 2个独立按键来控制系统的输出电压。 该 2个按键分别与 AT89C51单片机的 和 相连接，如图 43 所示。 按键的功能描述如下： S3：输出电压减少键，按下一次使得输出电压幅度减少 ，减至最小值后停止。 S4：输出电压增加键，按下一次使得输出电压幅度增加 ，增至最大值后停止。 图 43 独立式按键电路 供电电路 本次的供电模块选用稳压器 7805 构成电路，其中 7805 的两端的电容 C8 和 C7 作为 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 22 页 输入输出端的滤波电容。 接口 J9 是输入端， J10 是输出稳压电压端，此电路的功能是输出 +5V 的稳压电压。 供电 电路的连接如图 44。 图 44 供电模块 5 整个系统的原理图 经过上面的分析和方案的选择得出了整个系统的原题图如图 51所示。 整个原理图分为 5 个模块 ： CPU 模块、显示模块、按键模块、数模转换模块和供电模块。 其中 CPU 模块采用了 AT89C51 芯片，是整个系统的核心之一，实现对各个模块之间的连接。 显示模块采用了 LCD1602 作为显示，显示系统输出的模拟电压量。 按键模块是实现电压的步进调节。 数模转化模块采用了 DAC7611 芯片，此模块是功能是实现数模之间的转换，把数字量转为模拟量。 供电模块采用了 7805 芯片作为核心，整个供电电路的功能是为系统输出 +5V 的稳定电压。 图 51 整个系统的原理图 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 22 页 6 PCB 图 图 61 PCB 图 7 软件的设计 系 统软件设计采用 C语言 ,设计的关键是对直流电压源步进电压的控制和显示。 相关的程序放在附录一。 8 硬件电路的布线和焊接 电路图经过我在 PROTEL 中手动排线产生 PCB 原理图，我将原理图打印在热印纸上，然后在经过高温，将墨覆到铜板上，产生清晰的电路布线图。 由于打印或人为的原因很可能出现断线的结果，所以我要认真检查，如出现断线，我可用油漆涂上，使断口再次被连在一起。 为了能使那些墨都能覆在覆铜板上我们最好把覆铜板在压印机上过两遍。 元器件的焊接： 焊件必须具有良好的可焊性 .不是所有的金属都就有良好的可焊性 .焊接时 ,由于高温是焊件的表面产生氧化膜 ,影响焊件的可焊性 .为了提高焊件的可焊性 ,一般采用表面镀锡 ,镀银等措施来防御表面的氧化。 为了使焊件和焊锡之间有良好的接触 ,焊件表面必须保持清洁。