基于单片机简易数控直流电压源的设计毕业论文

基于单片机简易数控直流电压源的设计毕业论文内容摘要：

的发光二极管共有两种连接方法。 ①共阳极接法把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。 使用时公共阳极接+5V。 这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。 七段LED显示②共阴极接法把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。 使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。 本设计采用共阴极接法。 七段发光二极管，再加上一个小数点，共计8段。 因此提供给LED显示器的字型代码正好一个字节。 采用LED显示器。 LED显示器由七个发光二极管组成，本设计采用共阴级接法。 显示方式采用动态显示方式。 原因在于：静态显示方式要求口线多，占用资源多，成本就高，而动态显示方式，电路简单、节省口线、成本低。 LED显示方式①静态显示所谓静态显示，是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截止。 这种显示方法每一位都需要有一个8位输出控口控制。 静态显示时，较小的驱动电流就可以得到较高的显示亮度，所以可由接口芯片直接驱动。 并行输出显示位数越多需要I/O口越多。 三位一体LED外观引脚图②动态显示本次设计用到的是六位动态显示，动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，各位数码管的段控线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制，但是8路驱动采用74LS244总线驱动器作为数码管的驱动器，各位的位控线(即公共阴极或阳极)由另外的I/O口线控制，同时也必须接有74LS244作为驱动器，在74LS244输出端必须接有500Ω限流电阻接到电源，这种电路的特点是节省I/O口线，硬件电路相对静态显示方式简单，但是也有其缺点如：显示高度不如静态显示方式，而且在显示位数较多时，CPU要依次扫描，占用CPU较多的时间。 在本次设计中，我们采用的是共阴极的三位一体的LED，A、B、C分别为三个数码显示的位控引脚，其显示原理与单个LED的显示原理完全相同，在此不再赘述。 显示电路原理图： D/A转换电路D/A转换电路主要由AT89S52（单片机）、数码转换器DAC0832及LM324运算放大器等芯片组成。 AT89S52的P0口作为数据端口与DAC0832的8位数据线相连。 本系统中，因为CPU的工作任务是单一的，而且数据传送的目的地址也是单一的，因此，DAC0832采用单缓冲的工作方式，该芯片的(低电平有效)、四个使能端均与地相接处于有效状态，这个工作方式不需要给DAC0832分配地址空间，CPU的P1口的数据变化直接反映到DAC0832的输出端。 电源电路在本次设计中，由于要给运放LM324和UA741供电，所以要自制电源。 在此次设计中，我设计了一个可以输出正负12伏的电源。 主要以7800系列(输出正电压)和7900系列（输出负电压）做成电源电路。 线性电源由15V变压器经过全波整流，电容整流滤波，通过三端稳压管7817912稳压为芯片AT89S5DAC083LM32UA74数码管等提供电压。 稳压器78L12和79L12三端固定稳压器，三端只有3个引出端子，具有应用时外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉的优点，被广泛应用。 通常有78L12（正电源）系列和79L125（负电源）系列，：它由输出脚OUT，输入脚和接地脚GND组成，它的书室稳压输出值为正负12V，由它的内部结构可知，除增加了一级启动电路外，其余部分 7812引脚图与串联稳压电路完全一样，其基准电压源的稳定性更高，采取的电容必须是漏电流较小的坦电容，或者是电解电容须是钽电容的10倍，保护电路更完善。 稳压器输入端的电容用来进一步消除纹波，此外，输出端的电容起到了频率补偿的作用，能防止自激振荡，从而使电路稳定工作。 电源电路原理图： 电源电路原理图 所用主要芯片 单片机AT89S52（1）AT89S52单片机芯片引脚图AT89S52芯片引脚图（）：（2）AT89S52单片机芯片的特点AT89S52具有如下特点：40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并 芯片AT89S52引脚图可通过软件设置省电模式。 空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断 激活或硬件复位。 同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 (3) 信号引脚的第二功能：由于工艺及标准化等原因，芯片的引脚数目是有限制的，例如MCS—51系列把芯片引脚数目限定为40条，但单片机为实现其功能所需要的信号数目却远远超过此数，因此就出现了供需矛盾。 “复用”(即给一些信号引脚赋以双重功能)是解决此问题的唯一可行的办法。 ：：P1口和P3的第二功能口线第二功能信号名称RXDRXD（串行数据接收）TXDTXD（串行数据发送）（外部中断0申请）（外部中断1申请）T0T0（定时器0的计数输入）T1T1（定时器1的计数输入）（外部数据存储器写选通）（外部数据存储器读选通）T2T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出T2EXT2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）MOSIMOSI（在系统编程用）MISOMISO（在系统编程用）SCKSCK（在系统编程用） 芯片DAC0832（1）DAC0832芯片引脚图：（2）DAC0832芯片的特点DAC0832是一种典型的8位转换器，内部为双缓冲寄存器即输入寄存器和DAC寄存器，、 芯片0832引脚图、分别为该两寄存器的写信号输出端，ILE为输入锁存使能端，高电平有效，为片选端，为传输控制端，它和共同控制DAC寄存器的工作状态。 DAC0832有两个接地端AGND（模拟电路接地端）和DGND（数字信号）接地端，一般情况下，这两个地端均并联接地。 DAC0832的D/A转换电路为倒T型R2R电阻网络，故有Iout1和Iout2两个电流输出端，根据不同的电路组成，该芯片可以有两种输出模式，一种为电流输出模式，这种模式基准电压加在VREF端，由Iout1，Iout2输出的电流经运算放大器相加后输出；另一种为电压输出模式，这种模式基准电压加在Iout1和Iout2之间，模拟电压加从VREF端输出。 为了设计的方便，本电路选用电压输出模式，Iout1和Iout2之间接一参考电压，VREF输出可控制电压信号。 它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。 该电路采用单缓冲模式，在忡图中==0，DAC寄存处于直通状态。 又由于ILE=1，故只要在选中该片（=0）的地址时，写入（=0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至DAC寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，和立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。 0832内部结构图 LM350（1）芯片介绍LM350是可调节3－端正电压稳压器，在输出范围为。 此稳压器非常易于使用，只需要两个外部电阻来设置输出电压。 此外还使用内部限流、热判断和安全工作区补偿使之基本能防止烧断保险丝。 ： LM350外形及引脚图LM350服务于多种应用场合，包括局部稳压、卡上稳压。 该器件还可以用来制做一种可编程的输出稳压器，或者，通过在调整点和输出之间接一个电阻，LM350可用作一个精密稳流器。 ： LM350内部结构图其主要特点如下：① 输出电流超过3安② ③ 内部热过载保护④ 不随温度变化的内部短路电流限制⑤ 输出晶体管安全工作区补偿⑥ 对高压应用孚空工作⑦ 标准3引脚晶体管封装⑧ 避免置备多种电压（2）其基本电路工作原理LM350 是三端浮动稳压器。 工作时，这一参考电压由R1转换成编程电流，该恒定电流经R2到地。 ： LM350基本电路工作原理图 基本电路工作原理图（）因为调节端的电流在式中代表误差项，所以LM350设计成控制IAdj小于100微安并使这之保持恒定。 为达到这一点，所有静态工作电流都返回到输出端。 这样就需要最小负载电流表。 如果负载电流小于最小值，输出电压会上升。 因为LM350是浮动稳压器，所以只有电路两端电压差对性能是重要的，工作对地呈高电压也就成为可能。 （3）负载调整率LM350能提供极良好的负载调整率，但为实现最优性能需要注意几点。 编程电阻（R1）应尽可能连接在与稳压器靠近处，以使与参考电压有效串联线路压降最小，避免调整率变差。 R2接地端可以回到靠近负载接地端处，以提供远程接地取样并改进提高负载调整率。 集成运放UA741UA741是一款集成运算放大器。 集成运算放大器是一种高增益多级直接耦合放大器，其各部分的作用如下： 运放组成框图（1）差动输入级 使运放有尽可能高的输入阻抗及共模抑制比。 （2）中间放大级 由多级直接耦合放大器组成，以获得足够高的电压增益。 （3）输出级 可使运放具有一定幅度的输出电压、输出电流和尽可能小的输出电阻。 在输出过载时有自动保护作用以免损坏集成块。 输出级一般为互补对称推挽电路。 （4）偏置电路 为各级提供合适的静态工作点。 为使工作点稳定，一般采用恒流源偏置电路。 在本设计中用到的UA741共有两个基本作用：放大电压和反相作用。 UA741引脚图第5章 数控电压源的软件系统 主程序：主程序的源程序见附录2。 图 主程序流程图 子程序 外中断1子程序:外中断1子程序的源程序见附录3。 外中断1子程序流程图 显示子程序：显示子程序的源程序见附录4。 显示子程序流程图 键扫子程序：键扫子程序的源程序见附录4。 键扫子程序流程图第6章 电路的调试 硬件的调试 硬件的调试过程电路调试过程中遇到的问题和解决办法：(1).电路线路比较多，容易出现短路现象，数码显示由于短路出现显示不正常显示，整理线路后能够正常显示。 (2).制作和测试－12V电源时，由于没有认真参考整流管的接法和7912的芯片资料，出现一次整流电容爆裂。 (3).数码显示出现问。