數控電壓源的設計論文

1、 . . . XXXXXXXXXXXXXX本科生畢業(yè)設計（論文）學 院： XXXXXXXXXXXXXXX專 業(yè)： XXXXXXXXXXXXXXX學 生： XXXXXXXXXXXXXXX指導教師： XXXXXXXXXXXXXXX完成日期： XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXX本科生畢業(yè)設計（論文）數控電壓源的設計（實物制作）總計 畢業(yè)設計（論文） 38 頁表格 3 表插圖 17 幅38 / 43摘要本課題以LM2576-ADJ作為調整輸出電壓的主控器件，通過調節(jié)按鍵來調整輸出電壓。同時借助AD0832進行A/D轉換并一次將需要顯示的信息提供給數碼管。本系統由五個模塊

2、構成，分別為LM2576輸出電壓控制模塊、單片機、數碼管顯示模塊、整流濾波模塊以與AD0832 A/D轉換模塊，通過這幾個模塊的有機組合，構成一個完整的數控穩(wěn)壓電源。該穩(wěn)壓電源具有數字顯示功能，還具有能耗低、電壓穩(wěn)的優(yōu)點。關鍵詞：LM2576；輸出電壓；單片機；數碼管AbstractThis topic to a LM2576 - ADJ as main control device to adjust the output voltage, by adjusting the slide rheostat value to adjust the output voltage.At the sa

3、me time use AD0832 to A/D conversion and A will need to display the information provided to digital tube.This system is composed of six modules, respectively LM2576 output voltage control module, microcontroller, digital tube display module, rectifier filtering module, AD0832 A/D conversion module a

4、nd DS18B20 temperature measurement module, through the organic combination of several modules, constitute A complete numerical control regulated power supply.The regulated power supply with digital display function, but also has the advantages of low energy consumption, the voltage stability.Key wor

5、ds：LM2576;The output voltage;Single chip microcomputer;Digitalt目錄摘要IAbstractII第一章概述11.1引言11.2 數控電壓源的意義21.3 國外現狀研究31.4數控電壓源的設計要求4第二章方案論證與比較52.1 輸出電壓控制模塊52.2 顯示模塊62. 3控制芯片的模塊62. 4按鍵模塊6第三章控制電路設計73.1 STC89C51簡介73.2 STC89C51主要相關參數83.3 STC89C51引腳說明83.4單片機最小系統103.5中斷技術12第四章數控穩(wěn)壓電源電源電路模塊144.1 整流濾波電路144.2輸出電壓

6、控制的設計144.3 D/A轉換和顯示電路的設計16第五章系統軟件程序設計205.1 程序設計、流程圖205.2 部分程序流程圖205.3 數碼管顯示子程序流程圖22第六章系統調試與測試結果246.1 系統軟件調試246.2 系統硬件調試246.3 測試結果24測試結果統計表：24結論25參考文獻26致27附錄一系統仿真圖28附錄二程序29第一章概述1.1引言電源技術的發(fā)展在現代工業(yè)的發(fā)展中起到了不可替代的作用。各行各業(yè)的發(fā)展都離不開電源，隨著技術的不斷發(fā)展，對電源的性能要求越來越高，電源提供電壓的穩(wěn)定性以與電壓的精度是電源的重要性能指標。為了提高電源的性能，數控電源技術應運而生，經過多年的發(fā)

7、展，應經成為一個熱門的研究領域。數控電源技術發(fā)展到今天已經成為了一個與多個學科（電子、控制等）理論相互交織的綜合學科。新技術的不斷發(fā)展，為數控電源技術的發(fā)展提供了更先進的實驗設備和試驗方法，但也提出了更高的性能要求。隨著科技的不斷進步，對電源有精確控制要求的領域越來越多，傳統的電源顯然是滿足不了需求的，因此，數控電源的市場越來越大，研究的人也越來越多，數控電源已經成為當今世界各行各業(yè)發(fā)展必不可缺的重要設備。電源的數字化、智能化是電源技術的未來發(fā)展方向。在實驗室中，穩(wěn)定的可調直流電源有著不可取代的地位，很多實驗的成敗都取決于電源的性能。一般常見的直流穩(wěn)壓電源主要通過粗調波段和細調電位器的手段來控

8、制對電壓的輸出，電壓值的讀取依賴于指針的顯示，這種方式具有以下幾個面向的缺點：（1）指針式的電壓值獲取方式不夠精確，誤差較大；（2）對電壓穩(wěn)定性的控制能力不夠精細；（3）電壓的調節(jié)難度很大；（4）電位器比較容易磨損；（5）電路的構成極為復雜，導致電源的體積很大，給使用帶來很多不便。上述問題的一個比較理想的解決方案就是將電壓值的獲取以數字顯示的形式給出，同時基于單片機進行控制。本文的主要思路是，基于單片機和外圍電路，以與其他元器件實現數控式可調穩(wěn)壓電源的設計。該設計具備設定顯示電壓值輸出、輸出穩(wěn)定電壓值、存儲等便捷功能。在此作品的研究和設置過程中，設計者能更熟練的掌握單片機基本原理，還能學習到一

9、些外圍電路的基礎知識，更重要的是，使用c語言進行軟件開發(fā)的能力得到了較大的提升。1.2 數控電壓源的意義在當代科技與經濟高速發(fā)展的過程中，電源起到關鍵性的作用。電源技術尤其是數控電源技術是一門可用于各行各業(yè)的，實踐性很強的工程技術。電力電子技術是電能應用的最佳技術之一。現如今電源技術囊括了電氣、電子、控制理論、系統集成和材料等諸多3.3 STC89C51單片機引腳說明學科領域。隨著通訊技術和計算機不斷發(fā)展的現代信息技術革命，給電力電子技術創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展空間，同時也對電源的提供提出了更高難度的要求。因為數控電源在電子裝置中有較高的使用率，普通電源在使用中產生的極小誤差都會影響整體系統的精確度。

10、電源在使用時會造成諸多不良后果，正因為如此，電源的數字化控制才成為了人們追求的永恒目標之一，它為人類提供的方便也是無可估量的，其中數控直流穩(wěn)壓電源的成功就是一個典型例子，這使得人們對它的性能要求也越來越高。簡言之，要想為現代人的工作，生活，科研，提供更好更方便的設施就得從數字電子技術入手，一切以數字化，智能化方向發(fā)展為目標。對我們學生而言，能在大學的實驗室和課程設計中，一個穩(wěn)定可調的直流電源是十分有必要的。傳統的直流穩(wěn)壓電源輸出電壓是通過細調電位器與粗調波段來調節(jié)的，并由電壓表指示電壓值的大小。這種直流穩(wěn)壓電源有電位器易磨損、讀數不直觀、穩(wěn)壓精度低、調準難、電路構成不簡化、體積大等顯而易見的缺

11、點，而以單片機控制為基礎的數字式可調穩(wěn)壓電源可以輕松解決以上問題。此設計主要采用單片機和外圍電路與其它元器件，設計一個數控式可調穩(wěn)壓電源。該設計具備設定顯示電壓值輸出、輸出穩(wěn)定電壓值、存儲等便捷功能。在此作品的研究和設置過程中，設計者能更熟練的掌握單片機基本原理，還能學習到一些外圍電路的基礎知識，更重要的是，大幅度的提高了C語言的軟件編程能力。1.3 國外現狀研究數控電壓源技術作為通信工程的一個重要的研究方向，經過多年的不斷發(fā)展，已經成為一種體系完整的高科技技術。信息產業(yè)是數控電壓源技術早期的主要應用領域，隨著信息技術的不斷發(fā)展，對數控電壓源技術的要求越來越高，同時信息技術的發(fā)展成果也不斷的應

12、用到數控電壓源技術領域。這樣，二者形成了一個相互促進、相互借鑒的關系，在這種相輔相成的關系的促進下，二者都取得了長足的發(fā)展。發(fā)展到今天，電源已經成為各行各業(yè)必不可少的設備，對電源技術的研究也擴展到了各行各業(yè)。目前電源技術的主要前進方向是設計制造頻率更高、效率更高、密度更高、電流更大的低壓多元化電源，另外，為了適應全球一體化發(fā)展進程的要求，封裝和外形尺寸的標準化也是一個不可阻擋的趨勢。電源技術發(fā)展到今天，產生了各種各樣的技術，也設計制造了樣式各異的電源。當前，在主流市場上占有一定份額的主要有：整流焊接電源DC/DC開關電源、UPS、線性穩(wěn)壓電源、光伏逆變電源、點解電鍍電源通訊用的AC/DC開關電

13、源、正弦波逆變電源、交流變頻調速電源、風光互補型電源、電力操作電源、中頻感應加熱電源等。影響用戶對電源的選擇的要素有很多，其中主要的有：品牌效應、價格因素、電源性能等，而為了更好的應對客戶的需求，各電源生產廠商都將發(fā)展目標定位于數字化、綠色化、智能化、模塊化。1.4數控電壓源的設計要求本設計的目的是為不同型號的低壓電器提供穩(wěn)定的電壓，通過調節(jié)按鍵可調出020V穩(wěn)定的電壓，方便使用。本設計主要是基于LM2576而設計制作用7805可直接輸出+5V穩(wěn)定的電源為單片機供電。第二章 方案論證與比較根據對現狀的分析，以與選題的指導，本課題的主要任務是設計出能夠數字顯示的數控穩(wěn)壓電源，為了實現這個功能，本

14、文將所要設計的系統劃分成了四個功能模塊：按鍵模塊、單片機模塊、輸出電壓控制模塊、LED顯示模塊。如圖2-1所示：圖2-1 功能模塊圖2.1 輸出電壓控制模塊輸出電壓控制模塊的實現依賴于穩(wěn)壓器的選擇，常見的穩(wěn)壓器有兩種：LM317和LM2576，下面對這兩種穩(wěn)壓器進行簡介。LM317可以提供1.237V圍的電壓輸出，能夠提供的電流為1.5A，是一種三端可調節(jié)的線性正電壓穩(wěn)壓器。LM317基于線性調節(jié)的工作方式，會導致大量的熱量流失，帶來的壞處一是效率變低，二是浪費的熱量還會給穩(wěn)壓器帶來負擔，需要散熱。最重要的是單片機不能直接到LM317。LM2576可以提供1.2318V圍的電壓輸出，能夠提供的

15、電流為3A，是一種降壓型的開關式穩(wěn)壓器，采用完全導通或關斷的方式取代線性調節(jié)的方式，減少了熱量損耗，提升了工作效率，同時還置了過熱和過流兩種防護措施，可以擺脫散熱片。綜上所述，LM2576的性能明顯優(yōu)于LM317，因此本文選用LM2576作為輸出電壓控制模塊。2.2 顯示模塊顯示模塊也有多種備選方案，最常用的有LED數碼管和LCD液晶顯示屏。兩種顯示方式各有優(yōu)缺點，LED價格簡單、使用方便而且亮度較高，但能耗大；LCD功耗小、接口簡單、顯示清晰，但價格昂貴，使用復雜。結合對比權衡以與課題的具體需求，本文決定選用LED作為解決方案。2. 3控制芯片的模塊芯片的控制模塊主要靠單片機來實現，單片機有

16、有多種型號，比較常見的有兩種，分別是：51系列單片機和凌陽系列單片機。51系列單片機的優(yōu)勢是價格便宜，有較強的算術計算能力，而且邏輯控制算法的實現比較靈活，同時功耗較低、技術比較成熟，有很好的抗干擾性能。凌陽系列單片機可以看作是專業(yè)版的51系列單片機，其可以實現更加復雜的邏輯控制，進行了更高層次的聚合，體積進一步減小，運算速度進一步提高，常用于大規(guī)模系統的控制，但價格比較昂貴。因為51單片機價格低于凌陽系列，且本次設計需要的處理速度較低，出于經濟和方便的角度考慮，方案1為最佳方案。2. 4按鍵模塊鍵盤接口通常包括兩部分，一是硬件部分，二是軟件部分。硬件是指主機的連接方式與其鍵盤的結構；軟件是指

17、鍵盤的管理程序。常用的按鍵有三種：機械觸點式：利用金屬的彈性使按鍵復位。導電橡膠式：利用橡膠良好的接觸性使按鍵復位。柔性按鍵：面板布局還有外形等可以按照整機要求設計，在使用壽命、防潮、防銹、價格等方面體現出其較強的優(yōu)越性。第三章 控制電路設計3.1 STC89C51簡介STC89C51是CMOS8位微控制器的一種，具有功耗低、性能高的特點。STC89C51在單芯片上有8位的CPU以與系統可編程Flash，同時整體上還包含了8K的系統可編程Flash存儲器，這些特性使得STC89C51具備了靈活有效的特征，也使得它可以適用于非常多的嵌入式控制應用系統。STC89C51主要由以下部分組成：256B

18、yte RAM、4K EEPROM、4K Byte Flash、MAX810復位電路、32位I/O口線、16bit定時器/計數器´3、看門狗定時器、全雙工串行口等。STC89C51在頻率為0時進行相關的邏輯操作，它提供了兩種節(jié)電模式，軟件可以在兩種中任意選擇。當處于空閑狀態(tài)時，進入空閑模式，CPU不再工作，但是RAM、串口等部件卻可以繼續(xù)工作；當處于掉線狀態(tài)時，進入掉線保護模式，RAM中的容可以被保存下來，其他一切操作都停止，直到硬件恢復正?；蛳乱粋€中斷到達為止。圖3-1 STC89C51引腳圖3.2 STC89C51主要相關參數1.核：51核；2.存容量：512B;3.中斷源:8個

19、；4.通用IO口：3236個；5.UART：1個；6.外形封裝：40腳PDIP、44腳PLCC和PQFP等；7.工作頻率：040MHZ;8.定時器計數器：16位´3；9.Flash容量：4KB;10.工作電壓：3.85.5V；11.機器周期：6時鐘（增強）/12時鐘（普通）。3.3 STC89C51引腳說明GND：接地。VCC：供電電壓。P0口：P0口是一個8位漏級開路雙向I/O口，每個引腳可用來吸收8TTL門電流。如果P0口的管腳接收到的第一個寫入為1，那么就代表此輸入為高阻輸入。P0還可以作為存儲器來使用，作為第八位數據/地址，外部程序可以對其訪問。另外，P0口在FIASH編程中

20、的主要作用是提供原碼的輸入口。P1口：P1口也是一個8位雙向I/O口，并配有部上拉電阻，可以接收4TTL門電流。P1口即可以作為輸入，也可以作為輸出，具體是輸入還是輸出由電平的高低決定，高電平時為輸入，低電平時為輸出。用于FLASH編程時，作為第八位地址接收。P2口：P2口也是一個8位雙向I/O口，并配有部上拉電阻，可接收4個TTL門電流。P2口也是既可以作為輸入，也可以作為輸出，輸入還是輸出也是取決于管腳電平，當管腳處于高位時是輸入，當管腳處于低位時是輸出。P2口也可以用于外部程序的數據存儲，以與FLASH編程。P3口：P3.0：串行輸入口P3.1：串行輸出口P3.2：外部中斷0P3.3：外

21、部中斷1P3.4：記時器0外部輸入P3.5：記時器1外部輸入P3.6 /WR：外部數據存儲器寫選通P3.7 /RD：外部數據存儲器讀選通I/O口既可以作為輸入口，也可以作為輸出口，當作為輸入口時，可以通過對端口或引腳的讀取進行工作。對端口進行讀取時，數據主要來自于端口鎖存器，而不是外部，在部總線中對所讀取的信息進行各種操作以后，再重新寫入端口鎖存器。當對引腳進行讀取時，數據是真正來源于外部。在上面對STC89C51引腳進行描述的圖中，可以看到兩個三角形，這兩個三角形分別代表的就是對端口和引腳的讀取操作。具體什么時候通過端口，什么時候通過引腳，并不是本文關注的容，相應的輸入緩沖器CPU會自動進行

22、處理。需要注意的是，在對引腳進行讀取之前，必須對端口進行置1操作，只有這樣才能確保讀入的準確性，若對端口進行置1操作，即使引腳上輸入的確實為1，那么在場效應管低阻抗效應的影響下，使得實際的輸入就未必是1。正是由于這個對端口置1的準備動作的存在，這樣的I/O口通常會被稱為準雙向口，STC89C51的P0到P3口都是這種情況。ALE/PROG：當對外存進行訪問時，低位字節(jié)被鎖存于地址鎖存的輸出電平。當用于FLASH編程時，這個引腳的主要作用是輸入編程脈沖。平時狀態(tài)下，ALE以1/6振蕩器頻率穩(wěn)定的輸出正脈沖信號。它的這種特性使得它可以被當做外部輸出脈沖使用，也可以提供定時的功能。當作為外存使用時，

23、該引腳將跳過一個ALE脈沖。將SFR8EH地址置為0可以有效的對ALE的輸出進行禁止，處于這種狀態(tài)時，只有遇到MOVC或MOVX指令時，ALE才會被激活，并且引腳會被少量的拉高。RST：復位輸入。/EA/VPP：當/EA處于低電平狀態(tài)時，不管有沒有部程序存儲器，都使用外部程序存儲器。需要注意的是，當采用加密方式1時，/EA會將部鎖定為RESET狀態(tài)。當/EA處于高電平狀態(tài)時，將使用部程序存儲器。當用于FLASH編程時，該引腳的作用是提供12V的編程電源。/PSEN：外部程序存儲器選通信號。當從外部程序的存儲器中讀取指令時，/PSEN是有效的，但當訪問的是外部的數據存儲器時，/PSEN是無效的。

24、XTAL1：來自部時鐘工作電路和反向振蕩放大器的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.4單片機最小系統單片機最小系統指的是整個單片機系統最核心和必不可少的部分，主要包括單片機以與時鐘、電源和復位等部件。當單片機處于最小系統狀態(tài)時，可以執(zhí)行，并提供最基本的功能，而要實現比較復雜的功能就需要對最小系統進行擴展，如增加存儲器和A/D轉換。是包含ROM/EPROM的，簡單可靠的單片機最小系統。STC89C51單片機的結構在圖3-2中，通過圖3-2可以看出，只需將STC89C51芯片接上復位電路以與電源，就可以作為最小系統來使用，但此時它能提供的控制功能是非常有限的，也因此只能用于小型控制單元。圖

25、3-2 單片機最小系統圖1. 時鐘電路STC89C51單片機的時鐘信號可以通過部時鐘方式和外部時鐘方式兩種方式產生。其中部時鐘方式如圖3-3所示。在圖中可以看出，部時鐘依賴于振蕩電路，當XTAL1和XTAL2引腳外接上晶振時，振蕩電路就會變成自激振蕩器，這樣部的時鐘信號就會不斷的產生。圖中的兩個電容主要用來快速振蕩并維持頻率穩(wěn)定，電容值維持在530pF之間，典型狀況下為30pF。晶振的振蕩頻率需要控制在1.212MHz之間，一般取12MHz 或6MHz。圖3-3部時鐘電路2. 復位電路當RST引腳上的高電平在兩個機器周期中連續(xù)出現時，復位操作就會被觸發(fā)。若兩個周期以后電平的狀態(tài)還是高電平，那么

26、復位操作就一直被執(zhí)行下去，直到電平狀態(tài)恢復到低電平為止。常見的復位電路實現方式有按鈕手動復位和上電自動復位兩種。最簡單的自動復位依賴于復位電容的充放電，只要Vcc的上升時間在1ms之，就可以實現自動復位；手動復位需要借助人工按按鈕的操作，有兩種比較常見的方式：脈沖和電容，其中電平復位依靠電源Vcc與RST(9)端的連通來實現，本文選用的就是手動復位方式。圖3-4給出了手動復位的電路圖，當時鐘頻率的要11.0592MHZ時，電容值取10 uF，電阻值取10k。圖3-4按鈕復位電路3.5中斷技術中斷技術主要是指單片機在中斷請求源的請求下，做出快速有效的處理，在實時控制、檢測中發(fā)揮著重要的作用。中斷

27、技術的實現依賴于單片機中的中斷系統。當中斷請求指令到達單片機時，正在執(zhí)行的主程序會被強制暫停，中斷服務處理程序開始運行，當中斷服務處理程序執(zhí)行完畢以后，主程序重新被喚醒，從之前的斷電出繼續(xù)執(zhí)行。圖3-5給出了中斷的響應以與處理的整個流程。圖3-5中斷響應和處理過程中斷技術在提高單片機效率上的作用是非常顯著的，因為若沒有中斷系統，單片機就需要不斷的查詢是否有新的服務請求，這種查詢是對資源的極大浪費，而中斷技術，使得當新的服務請求發(fā)生時，直接進行處理，能夠有效提高單片機的效率，更好地滿足實時性的要求。第四章 數控穩(wěn)壓電源電源電路模塊4.1 整流濾波電路市電是交流電，其電壓雖然標識的是220V，但實

28、際上220V只是一個平均值，它存在著波動，因此當需要比較穩(wěn)定的直流電壓時，就需要整流濾波操作。整流濾波的操作有整流濾波電路來實現。本文選用的整流濾波電路是橋式的，因為橋式的實現非常簡單，而且能夠達到本文的需求。橋式電路的結構如圖4-1所示。圖4-1橋式整流濾波電路圖4.2輸出電壓控制的設計LM2576系列開關穩(wěn)壓集成電路的常見功能性能指標如下：（1）開關頻率：52kHz;（2）最大輸出電流：3A;（3）工作模式：有正常模式和低功耗模式兩種，可以通過外部控制進行選擇;（4）所需外部元件：可調´6、不可調´4;（5）輸出電壓：常見的有ADJ(可調)以與3.3V、5V、12V、1

29、5V，可以根據需要進行選擇;（6）工作模式控制：TTL電平兼容;（7）轉換效率：受輸出電壓的影響，在75%88%之間波動;（8）最高輸入電壓：LM2576HV/ LM2576(60V/40V);（9）器件保護：主要有電流限制和熱關斷兩種形式;（10）控制方式：PWM;（11）工作溫度：零下40攝氏度到零上125攝氏度之間；（12）封裝形式：TO-220或TO-263。電壓控制電路的設計，以LM2576為中心，再配以滑動變阻器、電容、二極管以與電阻等元器件，通過對滑動變阻器的控制實現輸出電壓的變化。電容等元器件的使用要遵循一定的規(guī)則：C3的輸入電容值大于或等于100F，而且需要在盡可能靠近輸入引

30、腳的位置進行安裝，相應的耐壓值能夠承受最大輸入電壓等。C4的輸出電容值計算公式如下所示（F）：C13300 × Vin / Vout × L上面的公式中，Vout代表的是輸出電壓，Vin代表的是最大輸入電壓，L指的是電感L1的取值，來自于計算和查表，以H作為度量單位。為了安全使用，電容的耐壓值不能小于電壓的1.5到2倍，同樣道理，二極管的額定電流也不能小于最大電流的1.2倍，同時為了避免短路帶來的擊穿風險，二極管的額定電流值還不能比LM2576的最大電流值小，二極管的反向電壓也要至少為輸入電壓的1.25倍?；谝陨险撌龅目紤]，本文決定選用肖特基二極管，以滿足本設計的需求。在

31、系統設計中考慮到單片機和其他器件的電源供電問題而用一個變壓器將220V交流電后再經電橋整流，獲得25V的平穩(wěn)電壓，然后用穩(wěn)壓管L 7812、L 7805分別進行兩次穩(wěn)壓，獲得12V和5V的穩(wěn)定電壓，5V是AT89S52單片機的工作電壓。具體電路如圖4-2所示：圖4-2 電源輸出電路圖4.3 D/A轉換和顯示電路的設計DAC0832是一種D/A轉換芯片，具有雙通道、8位分辨率的性能，由美國半導體公司生產。DAC0832因為其性價比高、兼容性強、體積小的優(yōu)勢，占據了很大的D/A轉換芯片市場份額，是很多單片機用戶的首選。學習并熟練使用DAC0832 可使我們了解D/A轉換器的原理，并提高我們單片機技

32、術的水平。芯片如下（圖4-3）所示：圖4-3 DAC0832芯片圖芯片接口說明如下所示：DO：信號輸出接口，主要用于D/A轉換的輸出；DI：信號輸入接口，主要用于命令的輸入；CLK：時鐘，頻率不超過600K赫茲；CH0：頻道0，可作為正/負輸入端使用；CH1：頻道1，可作為正/負輸入端使用；GND：接地；Vcc/REF：電源輸入/參考電壓輸入。CS_：片選，只有在低電平時才能發(fā)揮作用；DAC0832的工作原理：單片機與DAC0832之間通常需要用四根數據線相連，分別是CLK、CS、DO、DI。但考慮到DI和DI在實際的使用過程中，不會同時同時被占用，而且單片機接口通常也是雙向的，因此在實際的使

33、用中DI和DO可以用一根數據線并聯連接。當DAC0832的CS端的電平為高電平時，DAC0832是無法工作的，此時DI/DO端口以與CLK端口的電平不產生任何影響，因此可以任意選擇；當DAC0832的CS端的電平為低電平時，DAC0832芯片進入工作狀態(tài)，此時時鐘脈沖通過CLK端輸入，數據信號也通過DI端進入，當第1個脈沖行將結束時，DI端必須處于高電平狀態(tài)，以便信號的啟動。DI端使用2位的數據對通道功能的選擇進行編碼，此步驟完成在第2、3個脈沖下沉之前。這兩位編碼可以組合出四種情形如下：當編碼為“11”時，只有CH1通道起作用；當編碼為“10”時，進隊CH0通道起作用；當編碼為“01”時，C

34、H1被當成正輸入端使用，而CH0責備當成負輸入端使用；當編碼為“00”時，CH1被當做負輸入端使用，而CH0則被當作正輸入端使用。當第三個脈沖結束以后DI端的使命就完成了，DO端開始發(fā)揮作用，將轉換的數據讀取過來并進行輸出。從第四個脈沖完成，一直到第十一個脈沖完成，DO端會按照從高到低的順序依次輸出一個字節(jié)的8位轉換結果，從第十一個脈沖下沉完成后，開始輸出下一個相反字節(jié)，此時一直到第19個脈沖之間都不需做處理，直接輸出，這樣的過程就是一個完整的D/A轉換過程。D/A轉換完成以后，將CS端的電平調整到高電平，芯片停止工作，對轉換后的數據進行處理。若要同時使用多個7段LED數碼管，就必須應用掃描式

35、的顯示。硬件電路方面，首先將每個7段LED數碼管的a、b、cg都連接到一起，然后使用晶體管對他們的共同引腳進行逐個驅動。最后的顯示是通過將第一個7段LED數碼管需要顯示的數據發(fā)送到發(fā)送到a、b、cg總線上，并把掃描信號發(fā)送到公共端來實現的。圖中LED2LED0分別連接89C51的P3.1 P3.3管腳，根據89C51的輸出信息來判斷驅動哪一個數碼管，即哪一個數碼管亮，而AH連接89C51單片機的P0.0P0.7管腳，根據89C51的輸出的數字信息從而判斷數碼管的哪一段亮，顯示出所輸出的電壓值。具體電路如下（圖4-4）所示：圖4-4 顯示電路電路圖第五章 系統軟件程序設計5.1 程序設計、流程圖

36、圖5-1程序流程圖5.2 部分程序流程圖針對軟件的運行過程做一下說明：該軟件程序設置KEY1為控制電壓上升鍵，當一直按住KEY1鍵不松開時，電壓的輸出以0.1V連續(xù)遞增，一直到斷開KEY1鍵。如果按照一定的時間間隔按動KEY1鍵，電壓的輸出也按照一定的時間間隔遞增。KEY2為控制電壓下降的鍵，跟KEY1的功能基本類似。2個數碼管上也會顯示電壓的輸出值。電壓源輸出的控制，采用這種人機交換設置更加的方便可行。源程序的工作過程可以分為以下六個步驟：第一步，系統初始化，輸出默認值0V電壓（2個數碼管顯示值為0.0V）；第二步，掃描KEY1，KEY2鍵，按下任意鍵，程序則跳轉至相應的按鍵處理子程序；第三

37、步，處理相應按鍵處理子程序，再置相應的標志位，得出相應寄存器的值；第四步，返回主程序，根據不同標志位所得的對應數字量輸給DAC0832，并在緩沖區(qū)顯示；第五步，在顯示電源中輸出電壓值；第六步，掃描KEY1，KEY2鍵，程序循環(huán)。在編程過程中，兩個數碼管上的數字顯示，分別被R1，R2所存放；增減標志位是用來存儲寄存器準備轉換的數字量B，BJF的。如圖5-2所示：圖5-2部分程序流程圖（1）圖5-3部分程序流程圖（2）5.3 數碼管顯示子程序流程圖程序實現的功能是將單片機從AD0832讀取的數字信號轉換為七段碼在LED上顯示出來。顯示方式采用的是動態(tài)掃描的方式，先給位選信號，再給段選信號，然后延時

38、一下。結束延時10ms顯示第四位送形第四位送位選給低復位沖4s<t<960us第三位送形第三位送位選給低延時10ms顯示第二位送形第二位送位選給低第一位送形第一位送位選給低延時10ms顯示，圖5-4。圖5-4 數碼管顯示程序流程圖第六章 系統調試與測試結果6.1 系統軟件調試使用通用的電表對本文設計的電源進行測量，將所得的結果與數字顯示值和數碼管顯示值進行比對，如果誤差超過了合理的圍，那么就需要對軟件部分進行調試。調試的重點應該放在采樣模塊和D/A轉換模塊的代碼，使用軟件調試的常用方法，逐步排查，找到問題所在。6.2 系統硬件調試系統可能出現的偏差有兩類，一是輸出的電壓不夠穩(wěn)定，有

39、波動，二是數字的顯示與數碼管的顯示存在不一致。如果出現上面的兩類偏差，就需要對系統進行硬件調試。硬件調試的方法是對系統進行各類檢查，檢查主要從以下幾個方面進行：（1）各部件是否都是完好無損的；（2）電阻的選擇是否科學；（3）電壓的供應是否正常。硬件調試是解決問題的有效手段。6.3 測試結果表6-1：測試結果統計表結論本課題最初的定位目標是基于單片機設計數字式數控穩(wěn)壓電源，在實現的過程中查閱了許多的文獻資料，在對前人工作總結的基礎上也增加了一些自己的創(chuàng)新，取得的效果隨稱不上完美，但也有一定的實用價值。數字式數控穩(wěn)壓電源涉與到很多的方面，除了數字顯示和穩(wěn)定的電壓輸出，還可以很多其他方面的擴展研究，

40、這也是本文后續(xù)的努力方向?；仡櫿麄€設計過程，是對我所掌握的理論知識和動手能力的一次綜合考驗，整個過程堅持下來，我不僅鍛煉了動手能力，將理論用于了實踐，而且在過程中發(fā)現問題、解決問題的能力以與持之以恒的精神都得到了很大的提升，這將使我受益終身。參考文獻1 金發(fā)慶。傳感器技術與應用M。: 機械工業(yè), 2008。2 玉峰。MCS-51系列單片機原理與接口技術M。：人民郵電，2006。3 朝青。單品機原理與接口技術M。:航空航天大學, 2008。4 胡健。單片機原理與接口技術實踐教程M。：機械工業(yè)，2010。5 躍東。DS18B20集成溫度傳感器原理與應用M。: 機電學院學報。2012。6 CUNNO

41、LD F AThe optical system of the disappearing filament pyrometerMProcRoySoc,1935，(152A)：64-807 許超, 吳新杰, 丹. 基于Proteus和Keil的單片機課程教學改革M.大學學報(自然科學版), 2011, 28(12): 19-268 越, 炎, 延軍. 基于DS18B20溫度傳感器的數字溫控器M, 2011。9 Li Wei-di, GuoQiang.。Application technology of LCD displays. China Publishing House of Electro

42、nics IndustryM, 2010。10 Su Kai, Liu Qing-guo, Chen Guo-ping。 Principle and design of MCS-51 Single-chip microprocessorM. Metallurgical Industry Press, 2013。11 G Jiang M Zhang, X Xie, S Li.。Application on temperature control of DS18B2M。 Control Engineering of China, 2013。12 郝振濤,建北,江恒,喬曼. 家庭溫度監(jiān)控裝置 P。中

43、國專利: CN201629819U, 2010-11-10。13 鄒于豐,基于AT89C2051單片機的溫控器系列J.電子世界.2011年,第5期,P39致首先我要感我的導師，我的整篇論文都是在他悉心地指導下完成的。我的導師在我做論文的過程中幫助我選題、查材料，并解決了我的許多困惑，論文成型以后，導師又反反復復多次幫我進行了修改，導師在我這篇文章上傾注了無數的心血，在此，我對我的導師表示最崇高的敬意和最衷心的感。同時還要感的四年來，給我上過課的各位老師，他們的辛勤勞動讓我學會了許多有用的知識，為了解答了許多問題，感四年來陪我風風雨雨走過的各位同學，有力他們我的生活更加精彩。我還要感我的母校，母

44、校為我提供了非常好的學習生活條件，為我的全面發(fā)展提供了廣闊的舞臺，在母校的培養(yǎng)教育下，四年來我成長了很多。最后，感各位評審專家抽出寶貴的時間審閱本文。附錄一 系統仿真圖附錄二 程序#include <reg51.h>#include <intrins.h>/*端口定義*/sbit CS = P35;sbit Clk = P33;sbit DATI = P34;sbit DATO = P34;sbit KEY_VOL=P16;sbit VOL_OUT=P10;sbit DQ=P11;sbit jdq=P12;sbit DIAN = P05; /小數點/*定義全局變量*/u

45、nsigned char dat = 0x00; /AD值unsigned char count = 0x00; /定時器計數unsigned char dis = 0x00, 0x00,0x00; /顯示數值unsigned long sum=0;unsigned int temp=0;/*共陰LED段碼表*/unsigned char code tab=0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7,0x5e/*字母U*/;/gc.debfa/*函數功能:AD轉換子程序入口參數:CH出口參數:dat*/unsigned char adc0

46、832(unsigned char CH)unsigned char i,test,adval;adval = 0x00;test = 0x00;Clk = 0; /初始化_nop_();Clk = 1;_nop_();if ( CH = 0x00 ) /通道選擇Clk = 0;DATI = 1; /通道0的第一位Clk = 0;DATI = 0; /通道0的第二位_nop_();Clk = 1;_nop_();elseClk = 0;DATI = 1; /通道1的第一位_nop_();Clk = 0;DATI = 1; /通道1的第二位_nop_();Clk = 1;_nop_();Clk

47、= 0;DATI = 1;for( i = 0;i < 8;i+ ) /讀取前8位的值_nop_();adval <<= 1;if (DATO)adval |= 0x01;elseadval |= 0x00;for (i = 0; i < 8; i+) /讀取后8位的值test >>= 1;if (DATO)test |= 0x80;Clk = 1;_nop_();Clk = 0;if (adval = test) /比較前8位與后8位的值，如果不一樣舍去。若一直出現顯示為零，請將該行去掉dat = test;nop_();DATO = 1;Clk = 1;return dat;/*函數功能:延時子程序入口參數:出口參數:*/void delay(unsigned int x) unsigned int i,j; for(i=0;i<x;i+)for(j=0;j<121;j+);/=/=DS18B20=/=/*延時子程序*/void Delay_DS18B20(int num) while(num-) ; unsigned char x=0; DQ = 1; /DQ復位 Delay_DS18B20(80); /精確延時，大于480us DQ = 1; /拉高總線 Delay_DS18B20(14)