單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1、電子電路實(shí)驗(yàn)3綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告題目：?jiǎn)螛O性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)班級(jí)：070812學(xué)號(hào)：07081223姓名：張?jiān)瞥煽?jī)：日期：2010.6.12摘要在各種電子電路實(shí)驗(yàn)及日常生活中，電源是一種必不可少的儀器，目前所用的電源大多是只有固定電壓輸出(例如常用的有：5v、12v或15v) 。其缺點(diǎn)是輸出電壓不可人為的改變；輸出精度和穩(wěn)定性都不高，在測(cè)量上傳統(tǒng)的電源一般采用指針式或數(shù)字式來(lái)顯示電壓或電流，需要搭配電位器來(lái)調(diào)整所要的電壓及電流輸出值，然而電位器的阻值特性非線性，在調(diào)整時(shí)又要花費(fèi)一定的時(shí)間，且會(huì)產(chǎn)生漂移。本次電子電路實(shí)驗(yàn)是以stc89c51單片機(jī)為核心來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的單極性可調(diào)精密直

2、流穩(wěn)壓電源。主要由單片機(jī)控制模塊、d/a轉(zhuǎn)換模塊、功率放大模塊、鍵盤模塊、數(shù)碼管顯示模塊和串口下載模塊等幾大部分構(gòu)成。單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源通過(guò)硬件電路和軟件程序相結(jié)合，由單片機(jī)通過(guò)d/a來(lái)控制功率放大器輸出電壓，在誤差不大于4mv的條件下輸出電壓范圍為05v，輸出電壓的步進(jìn)值分為三種： 20mv 、100mv 、1v。同時(shí)將輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大器模塊，保證輸出的電流不小于0.2a，用于驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。d/a轉(zhuǎn)換模塊是是采用dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器將設(shè)置電壓值轉(zhuǎn)換成模擬量，再通過(guò)運(yùn)算放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的正向穩(wěn)定輸出。鍵盤設(shè)置了“左移”、“右移”、“加”、“減”及“設(shè)置和觸發(fā)”五個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)

3、三種步進(jìn)的增減及任意位上數(shù)值的增減。數(shù)碼顯示部分顯示輸出電壓的預(yù)定值（05v）。單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源具有設(shè)置靈活、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，具有初步的智能化功能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)螛O性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源；單片機(jī)最小系統(tǒng)；dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換； 運(yùn)放lm324；連續(xù)步進(jìn)可調(diào)；目錄第一章 概述1. 1直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀1.3 系統(tǒng)研究方向第二章 設(shè)計(jì)選題及設(shè)計(jì)任務(wù)要求1.1設(shè)計(jì)選題1.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求第三章 系統(tǒng)概述3.1方案對(duì)比及論證3.2總體方案對(duì)比及論證3.3各模塊方案論證3.4可行性分析3.5系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第四章 主要器件介紹4.1 stc89c51簡(jiǎn)介4.2晶振的使用4.3

4、dac0832工作原理4.4 lm324工作原理4.5譯碼器74ls474.6數(shù)碼管顯示原理第五章 硬件單元電路設(shè)計(jì)5.1 控制電路的設(shè)計(jì)與分析5.2 dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換及功放的設(shè)計(jì)與分析5.3串口下載電路的設(shè)計(jì)與分析5.4 鍵盤控制的設(shè)計(jì)與分析5.5 數(shù)碼顯示控制的設(shè)計(jì)與分析第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)6.1 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)6.2 系統(tǒng)程序流程圖第七章 安裝調(diào)試及測(cè)試數(shù)據(jù)分析7.1 安裝調(diào)試的步驟7.2 安裝調(diào)試出現(xiàn)的問(wèn)題及原因分析7.3數(shù)據(jù)測(cè)量7.4 測(cè)量?jī)x器介紹及誤差分析結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)附錄一附錄二附錄三第一章 概述1. 1直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向1.1.1智能化目前在研制高精度、高性能、多功能

5、的測(cè)量控制儀表時(shí)，幾乎沒(méi)有不考慮采用單片機(jī)的。以單片機(jī)最小系統(tǒng)為主體取代傳統(tǒng)儀器的常規(guī)電子線路，將軟件程序與硬件電路相結(jié)合，組成新一代的所謂“智能化測(cè)量控制儀表”。直流穩(wěn)壓電源一方面為儀器儀表提供電能量，是儀器儀表的“動(dòng)力源”，另一面它本身就是儀器儀表，因此，它有可能而且應(yīng)當(dāng)智能化。具體地說(shuō)，智能化的直流穩(wěn)壓電源電源應(yīng)當(dāng)具有以下功能特點(diǎn): 操作自動(dòng)化。系統(tǒng)的整個(gè)測(cè)量過(guò)程如量程選擇、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以等都用單片機(jī)來(lái)控制操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的全部自動(dòng)化。具有自檢測(cè)功能，包括自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)故障檢測(cè)與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。具有友好的人機(jī)對(duì)話能力。智能化的直流穩(wěn)壓電源使用鍵盤代

6、替?zhèn)鹘y(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中的切換開(kāi)關(guān)，操作人員只需通過(guò)鍵盤輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量功能。1.1.2數(shù)字化在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn)。 1.1.3模塊化電源的模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化；其二是指電源單元的模塊化。模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。 1.1.4 綠色化電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義：首先

7、是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染；其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國(guó)際電工委員會(huì)(iec對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如工ec555, iec917,ieci000等。20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，為21世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。1.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀在我國(guó)，以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀(jì)60年代中期開(kāi)始形成，到了90年代以來(lái)，電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。一方面， 電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快；另一方面，在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識(shí)指導(dǎo)下，我國(guó)電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和

8、一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品；目前國(guó)內(nèi)還開(kāi)展了跟蹤國(guó)際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。但是我國(guó)電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在著很大的差距和不足:在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開(kāi)發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為10-15年，尤其在實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多。目前國(guó)內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué)，主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件(psd)來(lái)控制開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)制化電壓?jiǎn)卧_(dá)到數(shù)控的目

9、的，但和國(guó)外的比較起來(lái)，效果不是很理想，還有很大的差距。國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源雖然也在向數(shù)字化方向發(fā)展，但多限于對(duì)輸出顯示實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示，或?qū)崿F(xiàn)多組數(shù)值預(yù)置。總體說(shuō)來(lái)，國(guó)內(nèi)直流穩(wěn)壓電源技術(shù)在實(shí)現(xiàn)智能化等方面相對(duì)落后，面對(duì)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，是個(gè)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。1.3 系統(tǒng)研究方向 本系統(tǒng)研究的直流穩(wěn)壓電源主要是符合智能化、數(shù)字化以及模塊化的特點(diǎn)。智能化主要是指系統(tǒng)有可編程模塊可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。數(shù)字化主要是指系統(tǒng)輸出電壓通過(guò)7段數(shù)碼管顯示，并且可以通過(guò)按鍵對(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)步進(jìn)數(shù)字化調(diào)節(jié)。模塊化是指系統(tǒng)由各個(gè)相關(guān)模塊組成，提高了系統(tǒng)的可靠性。第二章 設(shè)計(jì)選題及設(shè)計(jì)任務(wù)要求1.1設(shè)計(jì)選題設(shè)計(jì)選題三

10、十六 單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)1.2設(shè)計(jì)任務(wù)要求1.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為控制核心的單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)過(guò)程。本系統(tǒng)以單片機(jī)模塊、d/a模塊、功率放大器模塊等構(gòu)成。單片機(jī)通過(guò)d/a來(lái)控制功率放大器輸出電壓。該系統(tǒng)要求輸出電流不小于0.2a。在誤差不大于4mv的條件下輸出電壓范圍為0-5v，輸出電壓的步進(jìn)值分為三種： 20mv、100mv、1v。1.2.2設(shè)計(jì)要求（1）運(yùn)用單片機(jī)系統(tǒng)控制輸出誤差不大于4mv、輸出電壓范圍為0-5v的任意電壓值。（2）該電壓值的輸出步進(jìn)值分為三種： 20mv、100mv、1v。（3）該系統(tǒng)要求輸出電流不小于0.2a。第三章 系統(tǒng)概

11、述3.1 方案對(duì)比及論證根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo)要求，從總體方案的選擇、各主要模塊的選擇及可行性分析三方面進(jìn)行了方案對(duì)比論證：3.2 總體方案對(duì)比及論證方案一：圖3.1.1 方案一框圖此方案使用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一方面完成電壓的譯碼顯示，另一方面其輸出作為eprom的地址輸入，而由eprom的輸出經(jīng)d/a變換后控制誤差放大的基準(zhǔn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出步進(jìn)。方案二：圖3.1.2 方案二框圖此方案的控制部分采用stc89c51單片機(jī)，輸出部分也不采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方式，而是在d/a轉(zhuǎn)換之后，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定的功率放大而得到，因?yàn)槭褂昧藛纹瑱C(jī)，整個(gè)系統(tǒng)可編程，使得系統(tǒng)靈活性大大增加。方案對(duì)比論證：（1）數(shù)控部分：方案一中采用中

12、、小規(guī)模器件實(shí)現(xiàn)的數(shù)控部分，使用芯片很多，造成控制電路內(nèi)部接口信號(hào)繁瑣，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差。在方案二中采用了8951單片機(jī)完成整個(gè)數(shù)控部分的功能，同時(shí)，stc89c51作為一個(gè)智能的可編程器件，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。（2）輸出部分：方案一中采用線性調(diào)壓電源，以改變其基準(zhǔn)電壓的方式使輸出步進(jìn)增加/減少，這樣不能不考慮整流濾波后的紋波對(duì)輸出電壓的影響，而方案二中使用運(yùn)放起到電壓電源抑制比的作用，可以大大減少輸出端的紋波電壓。綜上考慮這里采用方案二。3.3 各模塊方案論證根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與指標(biāo)要求，從d/a數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、按鍵控制模塊、數(shù)字顯示模塊、下載模塊的四方面進(jìn)行了方案對(duì)比論證：3.3.

13、1 d/a數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊方案一：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)0.012%，特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。方案二：采用dac0832，dac0832是一種常用的8位的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換芯片。本系統(tǒng)是基于51單片機(jī)的單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)， 8位的單片機(jī)，而mx7541是12位數(shù)字輸入的，因此須用鎖存器。而此單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源要求步進(jìn)20mv、100mv、1v，dac0832完全可以達(dá)到，且dac0832可保證輸出電壓精度為0.004v。綜上考慮，在這里選擇常用的dac0832。3.3.2 按鍵控制模塊方案一：采用矩陣鍵

14、盤，由于按鍵多可實(shí)現(xiàn)電壓值的直接鍵入。方案二：采用一般的電平判鍵按鈕，實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，但一個(gè)端口最多只實(shí)現(xiàn)8個(gè)按鍵。由于本數(shù)控電源需要用的按鍵不多，要實(shí)現(xiàn)步進(jìn)為20mv、100mv、1v的設(shè)計(jì)要求，只需用一個(gè)“+” 按鍵、一個(gè)“-”按鍵、一個(gè)“位左移”按鍵、一個(gè)“位右移”按鍵和一個(gè)“觸發(fā)”按鍵，按鍵時(shí)可直接設(shè)定相應(yīng)電壓。5個(gè)按鍵就可實(shí)現(xiàn)本題的設(shè)計(jì)要求。綜上考慮，故這里采用方案二。3.3.3 數(shù)字顯示模塊方案一：選用三位七段數(shù)碼管顯示，用普通的數(shù)碼管顯示簡(jiǎn)單的數(shù)字。方案二：選用液晶顯示,顯示的內(nèi)容更加的豐富。此系統(tǒng)顯示的只是最終設(shè)定輸出的三位電壓值，只需顯示出三個(gè)數(shù)字，數(shù)碼管更加的實(shí)惠經(jīng)濟(jì)，編程

15、簡(jiǎn)單。因此在這里選擇了方案一。3.3.4 下載模塊方案一：選用串口下載的方式，運(yùn)用九針串口與max232相結(jié)合進(jìn)行單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信。方案二：選用usb下載的方式，運(yùn)用usb口與pdiusbd12相結(jié)合進(jìn)行單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信。鑒于max232更容易購(gòu)得且均可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，故我選擇了方案一。3.4 可行性分析3.4.1排除問(wèn)題的可行性討論此設(shè)計(jì)要求最終制作出實(shí)體，因此，設(shè)計(jì)原理圖時(shí)應(yīng)著重考慮設(shè)計(jì)最終的電路板的可行性。在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)每一個(gè)電路模塊仔細(xì)檢查，查閱其他書(shū)籍進(jìn)行校對(duì)，還要進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)，以確保設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。在最后的電路板的調(diào)試階段，需要診斷模塊程序和單片機(jī)仿真機(jī)合作進(jìn)行，從而克服調(diào)試程

16、序本身的不可靠性，可方便地進(jìn)行調(diào)試及錯(cuò)誤診斷。以上對(duì)設(shè)計(jì)中可能遇到的較為重要的問(wèn)題進(jìn)行了分析并提出了解決方法，基本上可以解決。3.4.2 經(jīng)濟(jì)上的可行性討論本設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所選芯片的價(jià)格合理，成本低，所以經(jīng)濟(jì)上本設(shè)計(jì)完全可行。3.5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.5.1系統(tǒng)框圖實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源，由此本系統(tǒng)可分為單片機(jī)最小系統(tǒng)、d/a轉(zhuǎn)換模塊、功率放大模塊、按鍵控制模塊、數(shù)字顯示模塊、串口下載模塊六個(gè)模塊組成，系統(tǒng)總體框圖如圖3.4.1所示。圖3.4.1 系統(tǒng)總框圖3.5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定系統(tǒng)的六大模塊。將一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)劃分成一系列模塊，然后進(jìn)行各部分電路的設(shè)計(jì)。

17、然后經(jīng)過(guò)方案比較確定了各個(gè)模塊的基本電路：串口下載電路由九針串口和max232組成，用于單片機(jī)與電腦串口相連接進(jìn)行程序下載；通過(guò)程序產(chǎn)生不同的電壓值；利用dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換配合lm324運(yùn)放電路，實(shí)現(xiàn)不同電壓值的輸出及穩(wěn)定；通過(guò)按鍵來(lái)進(jìn)行電壓值的設(shè)定；控制電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)及外圍電路組成，單片機(jī)采用stc80c51，通過(guò)i/o口進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)程序用c語(yǔ)言在keil環(huán)境下編寫(xiě)。程序共分為四個(gè)部分：主函數(shù)、按鍵掃描函數(shù)、延時(shí)子函數(shù)、數(shù)碼顯示子函數(shù)。編寫(xiě)完成并編譯無(wú)誤后由串口下載電路下載到單片機(jī)中進(jìn)行調(diào)試。3.5.3系統(tǒng)工作原理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

18、。dac的技術(shù)指標(biāo)很多，如：分辨率、滿刻度誤差、線性度、絕對(duì)精度、相對(duì)精度、建立時(shí)間、輸入/輸出特性等。 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。其定義為輸出滿刻度電壓與 的比值，其中 n 為dac的位數(shù)。如：8位dac的滿刻度輸出電壓為5v，則其分辨率為 。建立時(shí)間：是描述dac轉(zhuǎn)換速度快慢的參數(shù)。其定義為從輸入數(shù)字量變化到輸出達(dá)到終值誤差 lsb（最低有效位）所需的時(shí)間。高速dac的建立時(shí)間可達(dá)1us。 接口形式：在dac輸入/輸出特性之一。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。 dac0832為8位d/a轉(zhuǎn)換器。單電源供電，范圍為+5v +15v

19、，基準(zhǔn)電壓范圍為 。電流的建立時(shí)間為1us。cmos工藝功耗20 mw。 輸入設(shè)有兩級(jí)緩沖鎖存器。 電壓的計(jì)算方式： 設(shè)計(jì)要求單極性可調(diào)精密直流穩(wěn)壓電源，步進(jìn)分別為20mv、100mv、1v，因此要準(zhǔn)確選擇d/a的參考電壓 =5v，計(jì)算方法如下： 數(shù)字量取dn取0 255， 取5v,即數(shù)字量每步進(jìn)1，達(dá)到步進(jìn)20mv，數(shù)字量每步進(jìn)5，達(dá)到步進(jìn)100mv，數(shù)字量每步進(jìn)50，達(dá)到步進(jìn)1v。 輸出的電壓u1out，再?gòu)?in-輸入，u2out輸出,實(shí)現(xiàn)電壓正向等值輸出，再?gòu)?in+輸入，u3out輸出，實(shí)現(xiàn)與功率放大管e13007的隔離。 第四章 主要器件介紹4.1 stc89c51簡(jiǎn)介 本電子電路

20、設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源的核心控制器件選用stc89c51單片機(jī)。stc89c51系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，是mcs-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品；它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)中、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)的8052單片機(jī)完全兼容，dip-40封裝系列與8051為pin-to-pin兼容，指令代碼是與8051完全兼容的單片機(jī)。stc89c51可以代替at89c51，功能更強(qiáng)，速度更快，壽命更長(zhǎng)，價(jià)格更低。外型：40個(gè)引腳，雙列直插dip-40。stc89c51可以完成isp在線編程功能，而at89c51則不能。將at89c51中的程序直接燒錄到stc89c51中后，stc89c5

21、1就可以代替at89c51直接工作（一般都不需要做任何改動(dòng)即可正常工作）。stc89c51內(nèi)部有eeprom，可以在程序中修改，斷電不丟失。還增加了兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，等等。stc89c51單片機(jī)具有增強(qiáng)型12時(shí)鐘/機(jī)器周期、6時(shí)鐘機(jī)器/周期任意選擇，工作電壓為5.5v-3.4v（5v單片機(jī)）/3.8v-2.0v（5v單片機(jī)）；工作頻率范圍：0-40mhz，相當(dāng)于普通8051的0-80mhz。實(shí)際頻率可達(dá)48mhz。用戶應(yīng)用程序空間為4k/8k/13k/16k/20k/32k/64k字節(jié) ；片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)ram；有32/36個(gè)通用i/o口，p1/p2/p3/p4是準(zhǔn)雙向口；集成i

22、sp（在系統(tǒng)可編程）/ipa（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用的編程器/仿真器，可通過(guò)串行口（p3.0/p3.1）直接下載用戶程序，8k程序3秒就可以完成一片，具備eeprom功能，工作溫度范圍在0-750，共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器t0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；封裝形式有dip-40，plcc-44，pqfp-44等。引腳圖如圖： 圖4.1.1 stc89c51引腳圖4.2 晶振的使用晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所

23、需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。單片機(jī)工作,就是靠晶振起振才能工作。窗體頂端參考資料：error! reference source not found.這種電路是單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路，由只需要在單片機(jī)的xtal1和xtal2引腳邊接一個(gè)晶體振蕩器或一個(gè)陶瓷振蕩器，并通過(guò)兩個(gè)電容后接地即可， xtal1 和xtal2分別為單片機(jī)片內(nèi)反相器的輸入和輸出端口，因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部工作 需要時(shí)鐘，產(chǎn)生機(jī)器周期，振蕩電容一般選取10-30pf，振蕩電路的頻率要滿足單片機(jī)的工作頻率要求，單片機(jī)才能正常工作，如89s52,其工作頻率為0-33mhz 每

24、個(gè)晶振都會(huì)有它的參數(shù)：中心頻率：hz 。晶振的頻率穩(wěn)定度： ppm。溫度對(duì)晶振頻率的影響 這個(gè)數(shù)字越大晶振就越穩(wěn)定可調(diào)范圍：ppm。晶振頻率的可調(diào)范圍 這個(gè)數(shù)字越大那晶振頻率的可調(diào)范圍就越小負(fù)載電容：pf 。晶振在中心頻率下所要求的電容值諧振電阻：歐姆 。晶振的交流電阻震蕩方式：基頻和泛音?；l的震蕩方式一般都不會(huì)高于25mhz 。如果要更高的頻率就可以用泛音晶振。泛音的次數(shù)一般是單數(shù)如3次泛音、5次泛音、7次泛音。當(dāng)晶振接到震蕩電路上，在震蕩電路所引入的電容不符合晶振的負(fù)載電容的容量要求時(shí)，震蕩電路所出的頻率就會(huì)和晶振所標(biāo)的頻率不同。例如：一個(gè)4.0000mhz +-20ppn 負(fù)載電容是1

25、6pf 的晶振當(dāng)負(fù)載電容是10pf時(shí)，震蕩電路所出的頻率就可能會(huì)是4.0003mhz；當(dāng)負(fù)載電容是20pf時(shí)，震蕩電路所出的頻率就可能會(huì)是3.9997mhz。晶振負(fù)載電容有2種接法：并聯(lián)在晶振上或串聯(lián)在晶振上 4.3 dac0832工作原理直流穩(wěn)壓電源的數(shù)模轉(zhuǎn)換采用通用芯片dac0832。dac0832的原理框圖如圖4.2.1所示。dac0832主要由8位輸入寄存器、8位dac寄存器、8位d/a轉(zhuǎn)換器以及輸入控制電路四部分組成。8 位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來(lái)的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8位dac寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；8位d/a轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比

26、的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來(lái)控制2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。圖4.2.1 dac0832原理框圖當(dāng)wr2和xfer同時(shí)有效時(shí)，8位dac寄存器端為高電平“1”，此時(shí)dac寄存器的輸出端q跟隨輸入端d也就是輸入寄存器q端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“0”時(shí)，第一級(jí)8位輸入寄存器q端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí)8位dac寄存器中，以便第三級(jí)8位dac轉(zhuǎn)換器進(jìn)行d/a轉(zhuǎn)換。4.4 lm324工作原理lm324為四運(yùn)放集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝。內(nèi)部有四個(gè)運(yùn)算放大器，有相位補(bǔ)償電路。電路功耗很小，lm324工作電壓范圍寬，可用正電源330v，或正負(fù)雙電源15v15v工作。它的輸入

27、電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為ovcc。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互單獨(dú)。每一組運(yùn)算放大器可用如圖所示的符號(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)與該輸入端的相位相反；vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。lm324的引腳排列見(jiàn)圖4.3.2。41 圖 4.3.1 圖 4.3.2 圖 4.3.3 lm324引腳圖 lm324工作電壓lm324的特點(diǎn)： 1.短跑保護(hù)輸出 2.真差動(dòng)

28、輸入級(jí) 3.可單電源工作：3v-32v 4.低偏置電流：最大100na（lm324a） 5.每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器。6.具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ堋?7.共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源 8.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列 9.輸入端具有靜電保護(hù)功能由于lm324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。4.5 譯碼器74ls4774ls47是bcd-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器， 74ls47的功能用于將bcd碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過(guò)它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約了 單片機(jī)的io開(kāi)銷。 因此是一個(gè)非常好的芯片！但是由于目前從節(jié)

29、約成本的角度考慮， 此類芯片已較少用， 大部份情況下都是用動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示。 74ls47譯碼器原理：譯碼為編碼的逆過(guò)程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74ls47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用。74ls47是由與非門、輸入緩沖器和7 個(gè)與或非門組成的bcd-7 段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器。通常是低電平有效，高的灌入電流的輸出可直接驅(qū)動(dòng)顯示器。7 個(gè)與非門和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器成對(duì)連接，以產(chǎn)生可用的bcd 數(shù)據(jù)及其補(bǔ)碼至7 個(gè)與或非譯碼門。剩下的與非門和3 個(gè)輸入緩沖器作為試燈輸入（lt）端

30、、滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出(bi/rbo)端及動(dòng)態(tài)滅燈輸入(rbi )端。 (1)lt：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)lt=0時(shí)，無(wú)論輸入a3 ，a2 ，a1 ，a0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管正常，是顯示8。 (2)bi：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。bi=0時(shí)。不論lt和輸入a3 ，a2 ，a1，a0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽(yáng)極7段數(shù)碼管熄滅。 (3)rbi：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對(duì)每一位a3= a2 =a1 =a0=0時(shí)，本應(yīng)顯示0，但是在rbi=0作用下，使譯碼器輸出全1。其結(jié)果和加入滅

31、燈信號(hào)的結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4)rbo：滅零輸出，它和滅燈輸入bi共用一端，兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。4.6數(shù)碼管顯示原理 4.6.1數(shù)碼管結(jié)構(gòu)輸出電壓采用7段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管（以下簡(jiǎn)稱字段）構(gòu)成，通過(guò)不同的組合可用來(lái)顯示數(shù)字0 9、字符a f、h、l、p、r、u、y、符號(hào)“-”及小數(shù)點(diǎn)“.”。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如4.5.1（a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，分別如圖4.5.1（b）和圖3.4（c）所示。（a） 外型結(jié)構(gòu) （b） 共陰極 （c）共陽(yáng)極圖4.5.1 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖4.6.2數(shù)碼管工作原理 共陽(yáng)極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二

32、極管正端）連接在一起，通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。共陰極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為高電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)

33、通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。4.6.3數(shù)碼管字形編碼要使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字或字符必須使段數(shù)據(jù)口輸出相應(yīng)的字形編碼。對(duì)照?qǐng)D7.10（a），字型碼各位定義如下：數(shù)據(jù)線d0與a字段對(duì)應(yīng)，d1字段與b字段對(duì)應(yīng)，依此類推。如使用共陽(yáng)極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對(duì)應(yīng)字段亮，數(shù)據(jù)為1表示對(duì)應(yīng)字段暗；如使用共陰極數(shù)碼管，數(shù)據(jù)為0表示對(duì)應(yīng)字段暗，數(shù)據(jù)為1表示對(duì)應(yīng)字段亮。如要顯示“0”，共陽(yáng)極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：11000000b（即c0h）；共陰極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：00111111b（即3fh）。依此類推可求得數(shù)碼管字形編碼如表4.5.3所示。表4.5.3 數(shù)碼管字型編碼表顯示字符字形共 陽(yáng) 極共 陰 極d

34、pgfedcba字型碼dpgfedcba字形碼0011000000c0h001111113fh1111111001f9h0000011006h2210100100a4h010110115bh3310110000b0h010011114fh441001100199h0110011066h551001001092h011011016dh661000001082h011111017dh7711111000f8h0000011107h881000000080h011111117fh991001000090h011011116fhaa1000100088h0111011177hbb1000001183h

35、011111007chcc11000110c6h0011100139hdd10100001a1h010111105ehee1000011086h0111100179hff100011108eh0111000171hhh1000100189h0111011076hll11000111c7h0011100038hpp100011008ch0111001173hrr11001110ceh0011000131huu11000001c1h001111103ehyy1001000191h011011106eh-10111111bfh0100000040h.011111117fh1000000080h熄滅滅

36、11111111ffh0000000000h第五章 硬件單元電路設(shè)計(jì)5.1 控制電路的設(shè)計(jì)與分析5.1.1 控制電路電路圖 作為控制系統(tǒng)核心的單片機(jī)采用stc89c52，其最小系統(tǒng)由主控芯片、復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路組成，如圖5.1.1所示。圖5.1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖5.1.2 控制電路工作原理stc89c52是單一+5v供電，包括cpu、存儲(chǔ)器（rom、ram）、i/o接口等計(jì)算機(jī)的基本組成。該單片機(jī)有4個(gè)8位并行i/o口，p0p3，共32根口線。每個(gè)端口都包括：鎖存器（即sfr：p0-p3）、輸出驅(qū)動(dòng)器、兩個(gè)三態(tài)緩沖器以及控制電路。在xtal1、xtal2跨接晶振和兩個(gè)電容就構(gòu)成了自

37、激振蕩器，如圖3.1所示，c1、c2取5-30pf，起微調(diào)和穩(wěn)定作用。復(fù)位操作就是使單片機(jī)內(nèi)部的一些部件恢復(fù)到某種預(yù)先確定的狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)中stc89c52外接12.0000m晶振作為時(shí)鐘頻率。選用上電自動(dòng)復(fù)位方式，如圖3.1所示。它的工作原理是，復(fù)位鍵按下時(shí)，電容兩端相當(dāng)于短路，于是rst引腳上為高電平，然后電源通過(guò)對(duì)電容充電。rst端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機(jī)開(kāi)始工作?？刂齐娐防胮0口作為d/a轉(zhuǎn)換芯片dac0832的接口，p1口作為數(shù)碼管顯示譯碼器74ls47的接口，p2口作為按鍵的接口。再經(jīng)過(guò)功放，輸出設(shè)定的電壓值，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。5.2 dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換及功放

38、的設(shè)計(jì)與分析5.2.1 dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換及功放的設(shè)計(jì)電路圖圖5.2.1 dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換及功放原理圖5.2.2 dac0832數(shù)模轉(zhuǎn)換及功放的工作原理dac0832是由美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司產(chǎn)品，具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位dac,能直接與stc89c52單片機(jī)相連。分辨率為8位；電流輸出，穩(wěn)定時(shí)間為1ms；單一電源供電（+5+15v）；可雙緩沖輸入、單緩沖輸入或直接數(shù)字輸入。當(dāng)dac0832芯片的片選信號(hào)、寫(xiě)信號(hào)、及傳送控制信號(hào)的引腳全部接地，允許輸入鎖存信號(hào)ile引腳接5v時(shí)，如圖3.2所示，dac0832芯片就處于直通工作方式，數(shù)字量一旦輸入，就直接進(jìn)入dac寄存器，進(jìn)行d/a轉(zhuǎn)

39、換。這樣，dac就可直接根據(jù)d0-d7口的輸入值變化。e13007具有開(kāi)關(guān)速度快、安全工作區(qū)寬、符合rohs規(guī)范的特點(diǎn)。集電極-基極電壓700v，集電極-發(fā)射極電壓400v，發(fā)射極-基極電壓9v，集電極電流8.0a，集電極耗散功耗85w，最高工作溫度150。由b極接入lm324的輸出端，在e極與其負(fù)輸入相連，構(gòu)成負(fù)反饋，穩(wěn)定器輸出電壓。由e極輸出所設(shè)定的電壓值。單片機(jī)向dac0832發(fā)送數(shù)字編碼，產(chǎn)生不同的輸出。由于dac0832的輸出量為電流量需要用運(yùn)放將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。為了實(shí)現(xiàn)電壓值穩(wěn)定輸出，還需要通過(guò)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)。因而需要三個(gè)運(yùn)放。在通過(guò)e13007大功率三極管的電流放大作用，提高設(shè)

40、計(jì)電壓源的帶載能力。其連接電路圖如圖5.2.1所示。5.3串口下載電路的設(shè)計(jì)與分析5.3.1 串口下載電路的設(shè)計(jì)電路圖stc89c52與pc機(jī)的接口電路采用芯片max232，串口通信的rs232接口采用9針串口db9。設(shè)計(jì)電路圖如圖5.3.1所示：圖5.3.1 串口下載電路圖5.3.2 串口下載電路的工作原理max232是德州儀器公司(ti)推出的一款兼容rs232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)接收器和1個(gè)電壓發(fā)生器電路提供tia/eia-232-f電平。max232芯片起電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機(jī)的ttl電平與pc機(jī)的rs232電平達(dá)到匹配。r232電平規(guī)定以+15v為邏輯1，15v為

41、邏輯0，而ttl電平以+5v為1，0v為0，如果不經(jīng)電平轉(zhuǎn)換則一定不能相互通訊。max232通過(guò)片內(nèi)的倍壓器及電壓反相器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)電平的轉(zhuǎn)換。串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實(shí)現(xiàn)，同一個(gè)串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連,兩個(gè)串口相連或一個(gè)串口和多個(gè)串口相連等功能。5.4 鍵盤控制的設(shè)計(jì)與分析5.4.1 鍵盤控制的電路圖圖5.4.1 鍵盤控制電路圖5.4.2 鍵盤控制的工作原理通過(guò)編程預(yù)設(shè)指定i/o口為高電平，當(dāng)鍵盤上沒(méi)有鍵閉合時(shí)，呈現(xiàn)高電平。與單片機(jī)的p20p24口相連，當(dāng)鍵盤有鍵閉合時(shí)為低電平，即通過(guò)按鍵掃描程序獲得指定的鍵值。但是，按鍵在被按下時(shí)，其觸點(diǎn)電壓變化的波形與實(shí)際波形是

42、有區(qū)別的，實(shí)際波形在按下和釋放的瞬間都有抖動(dòng)現(xiàn)象，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短和按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般有5-10ms。為了防止鍵盤由于按下時(shí)間稍長(zhǎng)，使得按鍵多次觸發(fā)，使輸出電壓值連續(xù)跳變，采用延時(shí)程序來(lái)驗(yàn)證按鍵是否重復(fù)按下，來(lái)進(jìn)行消抖。5.5 數(shù)碼顯示控制的設(shè)計(jì)與分析5.5.1 數(shù)碼顯示控制的電路圖圖5.5.1 數(shù)碼顯示控制電路圖5.5.2數(shù)碼顯示控制的工作原理鑒于實(shí)驗(yàn)要求輸出三位電壓值，故采用三個(gè)七段共陽(yáng)數(shù)碼管顯示輸出。采用74ls47譯碼器對(duì)單片機(jī)輸入的十進(jìn)制數(shù)譯碼，使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。第一位數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)接地，表示此為個(gè)位，單位為v。74ls47譯碼器真值表如表5.5.2所示。表5.5.2 74l

43、s47真值表decimalinputoutputltrbia3a2a1a0bi/rboabcdefg0hhllllhllllllh1hlllhhhllhhhh2hllhlhllhllhl3hllhhhllllhhl4hlhllhhllhhll5hlhlhhlhllhll6hlhhlhhhlllll7hlhhhhlllhhhh8hhlllhlllllll9hhllhhlllhhll10hhlhlhhhhllhl11hhlhhhhhllhhl12hhhllhhlhhhll13hhhlhhlhhlhll14hhhhlhhhhllll15hhhhhhhhhhhhhbilhhhhhhhrbihlllll

44、lhhhhhhhltlhkllllll第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)6.1 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件部分主要包括以下幾個(gè)模塊：按鍵掃描模塊，數(shù)字顯示模塊，d/a轉(zhuǎn)換模塊三個(gè)模塊。通過(guò)幾個(gè)模塊的有機(jī)結(jié)合和相互協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出設(shè)定電壓的功能。圖6.1.1 系統(tǒng)軟件框圖6.2 系統(tǒng)程序流程圖6.2.1 主程序流程圖圖6.2.1 主函數(shù)流程圖6.2.2 按鍵掃描子函數(shù)流程圖圖6.2.2 按鍵掃描子函數(shù)流程圖6.2.3 數(shù)碼顯示子函數(shù)流程圖圖6.2.3 數(shù)碼顯示子函數(shù)流程圖第七章 安裝調(diào)試及測(cè)試數(shù)據(jù)分析7.1 安裝調(diào)試的步驟在完成硬件電路的正確焊接及軟件程序的編寫(xiě)之后，進(jìn)行安裝調(diào)試。（1） 用stc-isp程序燒寫(xiě)

45、軟件將程序下載到單片機(jī)中。（2） 單片機(jī)接入+5v電源，運(yùn)放的正負(fù)電源端口正確接入+7v和-7v電源。（3） 用電壓表測(cè)量lm324的9腳的輸出電壓值，改變電壓表的測(cè)量方式為測(cè)量電流，將其串聯(lián)接入三極管的e結(jié)和電阻之間，測(cè)量其輸出電流值。（4） 測(cè)試按鍵，依次改變key_left、key_right、key_up和key_down鍵，可以根據(jù)20mv、100mv或1000mv的電壓步進(jìn)值，快速的設(shè)定所需電壓值。（5） 通過(guò)軟件和硬件的相互配合，使輸出電壓電壓值的實(shí)驗(yàn)誤差在30mv以內(nèi)。（6） 通過(guò)三極管的放大作用，是輸出電流大于0.2a。7.2 安裝調(diào)試出現(xiàn)的問(wèn)題及原因分析由于之前只是注重書(shū)本

46、理論知識(shí)，由于各種原因也沒(méi)去實(shí)驗(yàn)室呆過(guò)，平時(shí)做實(shí)驗(yàn)也只是按老師步驟根本沒(méi)深究過(guò)，對(duì)于硬件電路設(shè)計(jì)及焊接方面接觸較少，所以當(dāng)自己真正動(dòng)手焊接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)并不是那么簡(jiǎn)單，焊接時(shí)不僅焊的慢而且焊完之后還出了不少錯(cuò)誤。硬件電路完成之后，用stc-isp燒寫(xiě)軟件下載相應(yīng)程序到實(shí)驗(yàn)板上時(shí)就發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題。問(wèn)題一：用示波器觀察單片機(jī)30管腳的輸出，沒(méi)有方波。原因分析：?jiǎn)纹瑱C(jī)已經(jīng)損壞或者是單片機(jī)最小系統(tǒng)電路有接錯(cuò)的地方。故障排除：經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，發(fā)現(xiàn)復(fù)位電路接錯(cuò)，使復(fù)位管腳（9腳）一直是高電平，一直處于復(fù)位狀態(tài)，所以導(dǎo)致單片機(jī)不起振。于是對(duì)復(fù)位電路的修正，但是30管腳仍然沒(méi)有方波輸出。繼續(xù)檢查電

47、路發(fā)現(xiàn)晶振部分電路為接地，修改電路后單片機(jī)正常工作。 問(wèn)題二：max232和pc機(jī)之間不能通信，程序無(wú)法正常下載。 原因分析： max232有兩組輸入輸出管腳，如果接錯(cuò)可能導(dǎo)致不能與pc機(jī)通信；串口線分交叉和平行兩種，兩種線線序不同，所以同樣的串口用不同的線可能會(huì)導(dǎo)致下不進(jìn)程序；max232和單片機(jī)間采用飛線相連，如果接反可能導(dǎo)致無(wú)法下載程序。 故障排除： 由于該實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有采用串口線連接，所以排除此項(xiàng)原因；經(jīng)過(guò)與max232的數(shù)據(jù)文檔仔細(xì)對(duì)照，發(fā)現(xiàn)max232有管腳接錯(cuò)了。經(jīng)過(guò)對(duì)硬件電路的修正，順利完成了max232與pc機(jī)之間的通信。問(wèn)題三：完成硬件焊接后，并將程序下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)，測(cè)量輸出

48、電壓錯(cuò)誤原因分析： dac0832是電流輸出地轉(zhuǎn)換器件，若要實(shí)現(xiàn)電壓輸出，需接lm324使之電壓輸出；lm324是四運(yùn)放集成的，各個(gè)運(yùn)放連接線路較復(fù)雜，易出現(xiàn)誤接。故障排除： 通過(guò)查詢芯片資料仔細(xì)檢查電路連接，發(fā)現(xiàn)lm324的2、3管腳接串，后改正過(guò)來(lái)，在同學(xué)幫助下，采用正確方法測(cè)量輸出電壓值，故障排除。問(wèn)題四：完成硬件電路的焊接，并將程序下載到單片機(jī)后，發(fā)現(xiàn)運(yùn)放電路無(wú)波形輸出原因分析：可能是dac0832未正常工作，沒(méi)有電流值輸入到運(yùn)放電路中，因而無(wú)波形輸出。也可能是lm324異常，因?yàn)檫\(yùn)放電路很容易因?yàn)殡娫唇渝e(cuò)，而造成燒壞芯片現(xiàn)象的發(fā)生。還有，電路連接錯(cuò)誤也會(huì)使得無(wú)波形輸出。故障排除：首先

49、對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查硬件電路，dac0832和lm324連接正確，但是lm324的第一個(gè)運(yùn)放的正向輸入端未接地，使得lm324發(fā)熱燒壞，換上一個(gè)完好的芯片，正確連接電路，發(fā)現(xiàn)有波形輸出，問(wèn)題得以解決。7.3數(shù)據(jù)測(cè)量 vcc=4.93v u0= 3.12v i0=0.72a（1） 實(shí)際測(cè)量輸出電壓值與顯示電壓值數(shù)據(jù)記錄 表5.1所示的是實(shí)際測(cè)量輸出電壓值與顯示電壓值數(shù)據(jù)，圖5.2所示的是實(shí)際測(cè)量輸出電壓值與顯示電壓值的曲線圖，由圖可以看以看出，輸出電壓與顯示電壓曲線很接近，之間的誤差較小，而且基本成線性變化，即電壓輸出量很均衡。 圖5.3所示的顯示電壓與實(shí)測(cè)電壓之間的誤差電壓。由圖5.3可以看出，輸出電壓的誤差在30mv以內(nèi)，由于dac0832精度的限制及其硬件電路中電阻阻值的等帶來(lái)的誤差，此系統(tǒng)基本完成實(shí)驗(yàn)的要求。表 5.1圖 5.2 顯示電壓與實(shí)測(cè)電壓圖 5.3 誤差電壓（2）經(jīng)放大之后，e極的輸出電流大于0.2a。（3）用key_l