數(shù)控直流穩(wěn)壓源畢業(yè)設(shè)計(jì)--數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

1、<p>　　單位代碼： 005 </p><p>　　分 類 號(hào)： TN867 </p><p>　延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　題 目：數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) </p><p>　專 業(yè)：電子信息工程 </p><

2、p>　姓 名：</p><p>　學(xué) 號(hào)：0903024121 </p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　畢業(yè)時(shí)間：二零一三年六月 </p><p>　　數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本設(shè)計(jì)針對(duì)對(duì)普通直流電源一般不可以調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)范圍小的缺點(diǎn)設(shè)

3、計(jì)出了一種可調(diào)節(jié)，寬調(diào)節(jié)范圍的直流穩(wěn)壓電源。該直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)以STC單片機(jī)公司的89C52RC單片機(jī)為核心，利用10位DA芯片TLC5615作為DA輸出，由單片機(jī)由采樣電阻對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣處理，采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序控制，輸出0~9.9V，步進(jìn)0.1V的精確穩(wěn)壓輸出</p><p>　　關(guān)鍵詞：直流電流源；單片機(jī)；89C52RC；TLC5615</p><p>　　High precisi

4、on DC current source based on 51 MCU</p><p>　　Abstract: For regular direct current voltage stabilizer accuracy is not high, and the adjusting range is small, we designed a direct voltage stabilizer with high

5、 precision and wide adjusting range. This system is based on the MCU of 89C52RC which product by STC. Using a chip TLC5615 which with 10 bit as DA output. By using the resister to process the output voltage. Use the C la

6、nguage to control the system. So that it can output 0~+9.9V, and stepping for 0.1V adjustment function.</p><p>　　Key words: DC current;MCU;89C52RC;TLC5615</p><p><b>　　目 錄</b></p&g

7、t;<p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)原理1</b></p><p>　　3 單元電路的設(shè)計(jì)2</p><p>　　3.1 DA的選擇與論證2</p><p>　　3.2 穩(wěn)壓輸出方案選擇與論證2</p><p&g

8、t;　　3.3 顯示模塊的選擇與論證3</p><p>　　3.4 輸入按鍵的選擇與論證3</p><p>　　4 本系統(tǒng)核心器件簡(jiǎn)介3</p><p>　　4.1 STC89C52單片機(jī)3</p><p>　　4.2 TLC5615芯片4</p><p>　　4.3 TLC431芯片5</p>

9、<p>　　4.4 LM324芯片5</p><p>　　5 硬件電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　5.1 電源電路6</p><p>　　5.2 DA輸出電路6</p><p>　　5.3 穩(wěn)壓輸出電路6</p><p>　　5.4 數(shù)碼管顯示電路7</p><p>　

10、　5.5 整體電路原理設(shè)計(jì)8</p><p>　　6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)9</p><p>　　6.1 主程序流程圖9</p><p>　　6.2 DA轉(zhuǎn)換流程圖9</p><p>　　7 系統(tǒng)調(diào)試與仿真10</p><p>　　7.1 系統(tǒng)仿真10</p><p>　　7.2 DA輸出仿

11、真：11</p><p>　　7.3 PCB制作12</p><p>　　7.4 硬件調(diào)試13</p><p>　　7.5 軟件調(diào)試14</p><p><b>　　8 結(jié)束語(yǔ)15</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p>&

12、lt;p><b>　　致謝17</b></p><p>　　附錄一 程序清單18</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　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

13、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)備的基礎(chǔ)，沒(méi)有電源電路就不會(huì)有如此種類繁多的電子設(shè)備。</p><p>　　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)的范圍大，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)電源要求比較高的場(chǎng)合。<

14、;/p><p>　　數(shù)控直流穩(wěn)壓電源還可以將輸出電壓值進(jìn)行采樣處理，再送回微處理器進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)輸出的閉環(huán)控制。還可以對(duì)輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)輸出過(guò)載時(shí)，可以立即切斷輸出，保護(hù)電源不被燒壞。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　該方案以STC 51系列單片機(jī)89C52為控制核心，單片機(jī)控制DA輸出模擬電壓，然后

15、經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大電壓，再經(jīng)功率管放大電流。通過(guò)采樣電路對(duì)輸出電壓值進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。單片機(jī)對(duì)采樣值進(jìn)行處理，在顯示部分顯示設(shè)定電壓值和輸出電壓值。若輸出超過(guò)當(dāng)前設(shè)定的值，則單片機(jī)啟動(dòng)報(bào)警同時(shí)關(guān)閉輸出以保護(hù)電源。系統(tǒng)的框圖結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1系統(tǒng)的框圖結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　3 單元電路的設(shè)計(jì)</b></p>

16、<p>　　3.1 DA的選擇與論證</p><p>　　方案一：采用我們熟悉的8位DA，DAC0832；</p><p>　　方案二：采用我們熟悉的10位DA，TLC5615；</p><p>　　方案三：采用內(nèi)部自帶基準(zhǔn)源的12位DA MAX531。</p><p>　　對(duì)于方案一：選擇DAC0832雖符合題目的要求，但是輸出

17、精度不高，誤差大，所以我們放棄方案一。</p><p>　　對(duì)于方案二：為10位DA，輸出精度更高，同時(shí)也可通過(guò)程序改進(jìn)精度，使其變?yōu)榫雀叩牟竭M(jìn)0.01V，同時(shí)該DA芯片價(jià)格比較合理。</p><p>　　對(duì)于方案三：MAX531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)約成本的前提，我們放棄方案三。</p><p>　　綜上所述

18、，我們選擇方案二。</p><p>　　3.2 穩(wěn)壓輸出方案選擇與論證</p><p>　　方案一：DA輸出的電壓經(jīng)過(guò)集成運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，再將放大之后的電壓輸出到LM317的調(diào)節(jié)端，利用LM317能夠可調(diào)輸出，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。下圖2-1是方案一的原理圖：</p><p>　　圖3-1方案一原理框圖</p><p>　　方案二：DA輸出的電壓

19、經(jīng)過(guò)集成運(yùn)算放大器放大，再將放大之后的電壓與達(dá)林頓管的基極相連，利用達(dá)林頓管放大電流，從而達(dá)到穩(wěn)定電壓輸出。下圖是方案二的原理圖：</p><p>　　圖3-2方案二原理框圖</p><p>　　對(duì)于方案一：可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，但是由于LM317自身調(diào)節(jié)的范圍為1.2V-37V，而我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)要求為從0V輸出到9.9V，所以不能滿足。</p><p>　　對(duì)于方案二：利

20、用達(dá)林頓管的性質(zhì)，做成閉環(huán)回路控制。其輸出電壓不受負(fù)載影響。當(dāng)DA輸出為0時(shí)，其輸出也為0，所以滿足設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　綜合所述，所以我們選擇方案二。</p><p>　　3.3 顯示模塊的選擇與論證</p><p>　　方案一：采用1602液晶屏作為顯示模塊</p><p>　　方案二：采用四位共陽(yáng)極數(shù)碼管作為顯示模塊<

21、/p><p>　　對(duì)于方案一：1602可以顯示2行英文字符和數(shù)字，電路連接簡(jiǎn)單，占用單片機(jī)I/0口少。缺點(diǎn)是顯示字符小，不易看清，價(jià)格太高，程序編寫復(fù)雜</p><p>　　對(duì)于方案二：采用數(shù)碼管至少要4位，則要占用12個(gè)I/O口，數(shù)碼管顯示時(shí)采用動(dòng)態(tài)掃描功耗較低。顯示清楚，易于辨認(rèn)。程序編寫簡(jiǎn)單，價(jià)格低。缺點(diǎn)是顯示信息量較少，不能顯示符號(hào)。</p><p>　　綜合考

22、慮，我們決定選取方案二。</p><p>　　3.4 輸入按鍵的選擇與論證</p><p>　　方案一：采用4*4鍵盤</p><p>　　方案二：采用5按鍵，第一個(gè)和第二個(gè)加減0.1V，第三個(gè)和第四個(gè)加減1V，第五個(gè)確認(rèn)輸出。</p><p>　　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

23、4*4鍵盤占用的PCB面積較大，增加了PCB的成本，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。</p><p>　　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的面積和成本也進(jìn)一步縮小。</p><p>　　綜上考慮，我們選擇方案二。</p>&l

24、t;p>　　4 本系統(tǒng)核心器件簡(jiǎn)介</p><p>　　4.1 STC89C52單片機(jī)</p><p>　　STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得S

25、TC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)(兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu))，全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器

26、/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。</p><p>　　圖4-1 STC89C52</p><p>　　4.2 TLC5615芯片</p><p>　　TLC5615為美國(guó)德州儀器公司1999年推出的產(chǎn)品，是具有串行接口的數(shù)模轉(zhuǎn)換器

27、，其輸出為電壓型，最大輸出電壓是基準(zhǔn)電壓值的兩倍。帶有上電復(fù)位功能，即把DAC寄存器復(fù)位至全零。性能比早期電流型輸出的DAC要好。只需要通過(guò)3根串行總線就可以完成10位數(shù)據(jù)的串行輸入，易于和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的微處理器或微控制器(單片機(jī))接口,適用于電池供電的測(cè)試儀表、移動(dòng)電話,也適用于數(shù)字失調(diào)與增益調(diào)整以及工業(yè)控制場(chǎng)合。</p><p>　　TLC5615器件的引腳圖及各引腳功能如下圖：</p><p

28、>　　圖4-2 TLC5615引腳圖</p><p>　　DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端；</p><p>　　SCLK：串行時(shí)鐘輸入端；</p><p>　　/CS：芯片選用通端，低電平有效；</p><p>　　DOUT：用于級(jí)聯(lián)時(shí)的串行數(shù)據(jù)輸出端；</p><p><b>　　AGND：模擬地；</

29、b></p><p>　　REFIN：基準(zhǔn)電壓輸入端。2V~(VDD-2)；</p><p>　　OUT：DAC模擬電壓輸出端；</p><p>　　VDD：正電源端，4.5~5.5V，通常取5V。</p><p>　　4.3 TLC431芯片</p><p>　　德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的TL431是一個(gè)有良好

30、的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。他的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意的設(shè)置到從Verf(2.5V)到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2Ω，在很多應(yīng)用中用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路，可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等。它的引腳圖如下：</p><p>　　圖4-3 TLC431引腳圖</p><p>　　4.4 LM324芯片</p><p>　　

31、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)。</p><p>　　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。共模輸入范圍包括負(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：</p><p>　　圖4-4 LM324管腳連接圖<

32、/p><p>　　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)與該輸入端的相位相同。</p><p><b>　　5 硬件電路設(shè)計(jì)</b&g

33、t;</p><p>　　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部分，缺一不可。</p><p><b>　　5.1 電源電路</b></p><p>　　電源電路采用的是直流線性穩(wěn)壓器組成。圖5-1為電源電路原理圖：</p><p>　　圖5-1 電源電路原理圖</p>

34、<p>　　5.2 DA輸出電路</p><p>　　DA輸出主要采用10位DA TLC5615，電壓基準(zhǔn)源采用TL431分壓得到。C5為濾波電容，TL431輸出電壓時(shí)，流過(guò)它的電流最低為1mA，所以我們通過(guò)一個(gè)2K電阻使其工作電流大于1mA。這樣其1腳對(duì)地的電壓就為基準(zhǔn)電壓2.5V。如下圖：</p><p>　　圖5-2 DA輸出電路</p><p>　

35、　5.3 穩(wěn)壓輸出電路</p><p>　　穩(wěn)壓部分的原理框圖如下：</p><p>　　圖5-3穩(wěn)壓部分原理框圖</p><p>　　穩(wěn)壓輸出放大輸出電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖5-4放大輸出電路圖</p><p>　　5.4 數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　所有數(shù)碼管的段選

36、全部連接在一起，如何能顯示不同的內(nèi)容呢？動(dòng)態(tài)顯示是多個(gè)數(shù)碼管，交替顯示，利用人的視覺(jué)暫留作用使人看到多個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示。在編程時(shí)，需要輸出段選和位選信號(hào)，位選信號(hào)選中其中一個(gè)數(shù)碼管，然后輸出段碼，使該數(shù)碼管顯示所需要的內(nèi)容，延時(shí)一段時(shí)間后，再選中另一個(gè)數(shù)碼管，再輸出對(duì)應(yīng)的段碼，高速交替。</p><p>　　在動(dòng)態(tài)顯示程序中，各個(gè)位的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短是非常重要的，如果延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，則會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如果延時(shí)時(shí)間太短，則

37、會(huì)出現(xiàn)顯示暗且有重影。</p><p>　　圖5-5數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　5.5 整體電路原理設(shè)計(jì)</p><p>　　基于單片機(jī)數(shù)控直流穩(wěn)壓源的系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì)如圖5-6所示。</p><p>　　圖5-6系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b>&l

38、t;/p><p>　　6.1 主程序流程圖</p><p>　　圖6-1 系統(tǒng)總流程圖</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為DA輸出，AD采集，顯示，按鍵，報(bào)警這幾個(gè)部分。通電之后，程序先初始化，判斷鍵盤有無(wú)輸入，若無(wú)輸入，則繼續(xù)等待輸入。若有輸入，則讀取輸入的值，并相應(yīng)的改變輸出，并顯示輸出。輸出時(shí)對(duì)輸出的電壓進(jìn)行檢測(cè)，再送回單片機(jī)進(jìn)行處理，同時(shí)檢測(cè)報(bào)警電路與單片

39、機(jī)的接口，看電平有無(wú)變化，若發(fā)現(xiàn)報(bào)警電路啟動(dòng)，則說(shuō)明過(guò)載，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉DA輸出，并發(fā)出聲光報(bào)警。如果沒(méi)有過(guò)載，則繼續(xù)輸出，并顯示。</p><p>　　6.2 DA轉(zhuǎn)換流程圖</p><p>　　DA轉(zhuǎn)換流程圖，如下如圖6-2所示。</p><p>　　圖6-2 DA轉(zhuǎn)換流程圖</p><p><b>　　7 系統(tǒng)調(diào)試與仿真</

40、b></p><p><b>　　7.1 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。</p><p>　　它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)

41、愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。</p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。</p><p>　　是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、P

42、IC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯。</p><p>　　Proteus軟件具有其它EDA工具軟件(例：multisim)的功能。這些功能是：</p><p><b>　　(1)原

43、理布圖</b></p><p>　　(2)PCB自動(dòng)或人工布線</p><p>　　(3)SPICE電路仿真　</p><p>　　圖7-1Proteus系統(tǒng)界面</p><p>　　7.2 DA輸出仿真：</p><p>　　為了檢測(cè)硬件電路與程序，對(duì)DA輸出與顯示部分做了仿真，其仿真圖如下圖所示。輸出從

44、0-9.9V，步進(jìn)0.1V。</p><p><b>　　圖7-2系統(tǒng)仿真</b></p><p><b>　　圖7-3系統(tǒng)仿真</b></p><p><b>　　7.3 PCB制作</b></p><p>　　PCB制作把系統(tǒng)的電路原理圖設(shè)計(jì)好以后。下一步工作就是進(jìn)行實(shí)物制

45、作了，而實(shí)物制作的第一步就是對(duì)電路進(jìn)行排版布線。過(guò)程如下：</p><p>　　(1)電路原理圖的布局</p><p>　　在器件布局的過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①一個(gè)模塊及其附屬的一些分離元器件應(yīng)盡量放到一起；②不同的電路模塊盡量劃分清晰，使得在調(diào)試過(guò)程中多電路的檢查能夠一目了然；③較容易發(fā)熱的元器件盡量放到電路的邊緣，有利于散熱。</p><p><b>

46、　　(2)布線</b></p><p>　　PCB布線的好壞對(duì)系統(tǒng)性能有直接的影響，在高頻電路表現(xiàn)的尤為突出，所以，在進(jìn)行電路布線時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)：①模擬地和數(shù)字地應(yīng)分開(kāi)接地，避免數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)會(huì)相互干擾；②每一根走線，能短則短，不要為了盲目追求少跳線而繞遠(yuǎn)路，因?yàn)榫€越短電阻越小，干擾也會(huì)越?。虎垭娫淳€和地線盡量從電路板的邊緣走線，且電源線盡量畫的比一般線寬略粗一些；④走線在改變方向時(shí)應(yīng)該走45

47、°角或曲線，避免直角的拐角。</p><p><b>　　(3)打印與轉(zhuǎn)印</b></p><p>　　打印時(shí)要注意油紙不能折疊，打印的設(shè)置必須準(zhǔn)確，只留下底層的走線和焊盤。而在轉(zhuǎn)印時(shí)首先覆銅板要刷洗干凈，以免在轉(zhuǎn)印時(shí)油墨不能完全的轉(zhuǎn)?。黄浯危D(zhuǎn)印機(jī)必須預(yù)熱到機(jī)器發(fā)出提示音，這表明，轉(zhuǎn)印機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好轉(zhuǎn)印了；第三，轉(zhuǎn)印機(jī)的轉(zhuǎn)印速度檔位應(yīng)放在“正?！睓n位，板子的

48、類型應(yīng)放在“印刷板” 檔位。第四，在轉(zhuǎn)印時(shí)，注意油紙上的走線圖必須能夠完整的附在覆銅板上，一塊板子最好轉(zhuǎn)印兩次，確保把油墨完全的轉(zhuǎn)印到覆銅板上。</p><p><b>　　(4)腐蝕</b></p><p>　　將油紙上的電路圖轉(zhuǎn)印到覆銅板后，接著就要把多余的銅腐蝕掉。不過(guò)在剛轉(zhuǎn)印好的時(shí)候，首先應(yīng)檢查是否轉(zhuǎn)印完整，若有斷線、走線空心的問(wèn)題，必須用油墨筆將斷線補(bǔ)起來(lái)，

49、空心的走線填完整。確保轉(zhuǎn)印工序完成后，就可以將電路板放入FeCl3溶液里進(jìn)行腐蝕了，俗稱“爛板”。如果有條件，可以將腐蝕液加熱，再放入電路板，這樣能夠有效的提高腐蝕的速度。</p><p><b>　　(5)打孔</b></p><p>　　腐蝕好的板子，在洗凈之后就可以打孔了，打孔時(shí)尤其要注意孔的大小不能將焊盤的銅箔完全打掉，否則焊接時(shí)，焊盤沒(méi)有銅箔就無(wú)法進(jìn)行焊接了

50、。</p><p>　　最后，打孔完成，用砂紙將毛糙磨平，這樣PCB板的制作就順利完成了。</p><p><b>　　7.4 硬件調(diào)試</b></p><p>　　做硬件焊接完成之后，我們必須對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)其中可能存在的問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。</p><p>　　硬件調(diào)試的方法有兩種：</p>&l

51、t;p>　　方案一用萬(wàn)用表和其他儀器儀表進(jìn)行檢測(cè)</p><p>　　方案二采用軟件測(cè)試硬件的方法進(jìn)行檢測(cè)</p><p><b>　　方法分析：</b></p><p>　　這兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)，方法一能直接準(zhǔn)確的確定元件的故障所在點(diǎn)，并直接進(jìn)行故障排除。但是此方法必須對(duì)元件進(jìn)行一一檢測(cè)，檢測(cè)的過(guò)程非常慢。對(duì)于一個(gè)大系統(tǒng)和元件比較多的電路

52、來(lái)說(shuō)，此種方法不適合</p><p>　　方法二用軟件來(lái)控制硬件，編寫某一電路的控制程序，看這部分的電路的運(yùn)行結(jié)果是否與書的軟件控制的效果一致。如果不一致，則證明這部分電路有問(wèn)題。這種方法可以迅速的判斷某一部分電路的故障，對(duì)于大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種方法可以縮小故障的范圍，再對(duì)所出現(xiàn)的故障進(jìn)行排除，節(jié)約系統(tǒng)調(diào)試的時(shí)間。</p><p>　　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

53、方法一和方法二相結(jié)合的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。</p><p><b>　　測(cè)試步驟：</b></p><p>　　(1)用萬(wàn)用表對(duì)電路中的電源線進(jìn)行測(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)行測(cè)量，若發(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。</p><p>　　(2)再用蜂鳴檔對(duì)單片機(jī)的電源、

54、晶振、復(fù)位等電路進(jìn)行測(cè)量，看有沒(méi)有連接好。若連接正常，則對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行通電。通電前先撥出單片機(jī)。</p><p>　　(3)測(cè)量單片機(jī)的工作電壓?？词欠裾?，若不正常。再用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)，排除電源故障。</p><p>　　(4)若電源工作正常，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。若都正常，測(cè)證明電路硬件連接無(wú)誤。若有故障，再用萬(wàn)用表對(duì)出故障的模塊進(jìn)行檢測(cè)。<

55、;/p><p><b>　　7.5 軟件調(diào)試</b></p><p>　　軟件調(diào)試是建立在硬件調(diào)試的基礎(chǔ)之上的。調(diào)試完硬件之后，我們就開(kāi)始編寫程序，對(duì)程序進(jìn)行調(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。</p><p><b>　　程序編寫調(diào)試方法：</b></p><p>　　方法一：根據(jù)

56、流程圖，直接編寫。</p><p>　　方法二：先編寫部分模塊的程序，再對(duì)模塊程序進(jìn)行整合。</p><p><b>　　方法分析：</b></p><p>　　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。</p><p>　　方法二中可以移植相似的程序，節(jié)約程序編寫的工作量。

57、對(duì)于大規(guī)模的程序比較適合。程序的編寫也相對(duì)比較輕松?？梢怨?jié)約程序的編寫時(shí)間。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，我們采取方法二來(lái)進(jìn)行軟件的編寫與調(diào)試</p><p>　　程序編寫和調(diào)試方法：</p><p>　　(1)建立主程序，定義各端口。</p><p>　　(2)寫出數(shù)碼管、按鍵的模塊程序。</p><p>　　(

58、3)對(duì)各模塊程序進(jìn)行整合。</p><p>　　(4)對(duì)整合的模塊進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　(5)對(duì)最終的程序進(jìn)行優(yōu)化。</p><p><b>　　8 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　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

59、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。</p><p>　　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)protel99se這個(gè)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protel99se的相關(guān)資料，再進(jìn)行畫圖。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)。</p><p>

60、　　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)行仿真，仿真好了之后，再下載到單片機(jī)里面進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>　　在寫程序時(shí)，也遇到了不少問(wèn)題，自己平時(shí)沒(méi)有

61、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。</p><p>　　完成硬件與軟件的設(shè)計(jì)之后，再回顧此電源的設(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

62、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。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]鄒紅.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社,2008.3</p><p>　　[2]李祥臣.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程.[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.3</p><p>　　[3]

63、童詩(shī)白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2006.1</p><p>　　[4]邱關(guān)源.電路(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.4</p><p>　　[5]李群芳,張士軍,黃建.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)(第二版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.12</p><p>　　[6]劉文濤.單片機(jī)語(yǔ)言C51典型應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北

64、京:人民郵電出版社,2006.5</p><p>　　[7]于永,戴佳,常江.51單片機(jī)實(shí)例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.4</p><p>　　[8]曹鳳.微機(jī)數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用[M].四川:電子科技大學(xué)出版社,2002.8</p><p>　　[9]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M].北京:科學(xué)出版社,2007.1</p><p>　　

65、[10]潘永雄,沙河,劉向陽(yáng).電子線路CAD實(shí)用教程(第二版)[M].陜西:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.9</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我要忠心的感謝身邊給予過(guò)我莫大幫助的老師、同學(xué)和朋友，致以他們最誠(chéng)摯的謝意。</p><p>　　本研究及學(xué)位論文是在我的指導(dǎo)教師邵思飛的親切關(guān)懷和悉心指

66、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)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，邵老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。邵老師多次詢問(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)。</p><p>　　真誠(chéng)的感謝參加論文評(píng)審和答辯的各位老師，感謝你們的辛勤勞動(dòng)和即將從你們那里獲得的有益教誨；

67、感謝學(xué)長(zhǎng)和同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)中給予的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　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。</p><p>　　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，周圍的老師、同學(xué)和朋友們一如既往的在各方面繼續(xù)給予我更多

68、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。</p><p><b>　　附錄一 程序清單</b></p><p>　　#include<REG52.h></p><p>　　sbit SCLK =P2^0 ; //定義端口</p><p>　　sbit DIN =P2^2;</p><

69、;p>　　sbit CS =P2^1 ;</p><p>　　sbit K1 =P3^0;</p><p>　　sbit K2 =P3^1;</p><p>　　sbit K3 =P3^2;</p><p>　　sbit K4 =P3^3;</p><p>　　sbit K5 =P3^4;</p>

70、<p>　　unsigned int temp;//中間變量</p><p>　　unsigned char j=0; //j_片選,vout_電壓輸出</p><p>　　unsigned char counter[4]={0x08,0x04,0x02,0x01};</p><p>　　char scan1,scan2,scan3,scan4;</

71、p><p>　　const seven_seg[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//數(shù)碼管的顯示</p><p>　　const seven_seg_point[10]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};//有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)碼管顯示</p>

72、;<p><b>　　/*</b></p><p>　　TI 10位DA TLC5615的驅(qū)動(dòng)程序 ----------------------------------------------------</p><p>　　調(diào)用方式： void da5615(unsigned int da)</p><p>　　函數(shù)說(shuō)明： TI

73、 10位DA TLC5615的驅(qū)動(dòng)程序</p><p>　　--------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　*/</b></p><p>　　void display();</p><

74、p>　　void delay(int x)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i ;</b></p><p>　　for(i=0;i<x*140;i++)</p><p>　　display();</p><p><

75、b>　　}</b></p><p>　　void display()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=counter[j];</p><p><b>　　switch(j)</b></p><p>　　{ case 0:

76、P0=seven_seg[scan1];break;</p><p>　　case 1:P0=seven_seg_point[scan2];break;</p><p>　　case 2:P0=seven_seg[scan3];break;</p><p>　　case 3:P0=seven_seg[scan4];break;</p><p>

77、;　　default:break;//j為其他情況是跳出循環(huán)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　j++;</b></p><p>　　if(j==4) j=0; </p><p><b>　　}</b></p><p

78、>　　void da5615(unsigned int da) //DA子函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p><b>　　da<<=6; </b></p><p><b>　　CS=0;&

79、lt;/b></p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　for (i=0;i<12;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DIN=(bit)(da&0x8000);</p><p><b&

80、gt;　　SCLK=1;</b></p><p><b>　　da<<=1;</b></p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　CS=1;</b><

81、/p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　for (i=0;i<12;i++); //12位數(shù)值轉(zhuǎn)換成串行輸給DA芯片</p><p><b>　　} </b></p><p>　　/*void delay(int x)</p><p><

82、b>　　{</b></p><p><b>　　int i,j;</b></p><p>　　for(i=0;i<x;i++)</p><p>　　for(j=0;j<120;++);</p><p><b>　　}*/</b></p><p>

83、　　key1()//按鍵1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(!K1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　if(!K1)

84、</b></p><p>　　{ delay(10);</p><p>　　return (1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else return(0);</p><

85、p><b>　　}</b></p><p>　　key2()//按鍵2</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(!K2)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　d

86、elay(20);</p><p><b>　　if(!K2)</b></p><p>　　{ delay(10);</p><p>　　return (1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&

87、gt;<p>　　else return(0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　key3()//按鍵3</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(!K3)</b></p><p>

88、;<b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　if(!K3)</b></p><p>　　{ delay(10);</p><p>　　return (1);</p><p><b>　　}</b><

89、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　else return(0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　key4()//按鍵4</p><p><b>　　{</b></p><p>&

90、lt;b>　　if(!K4)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　if(!K4)</b></p><p>　　{ delay(10);</p><p>　　return (1)

91、;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else return(0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　key5()//按鍵4</p><p&

92、gt;<b>　　{</b></p><p><b>　　if(!K5)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　if(!K5)</b></p><p>

93、　　{ delay(10);</p><p>　　return (1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else return(0);</p><p><b>　　}</b></

94、p><p>　　void vout()</p><p>　　{unsigned int num;//中間變量</p><p>　　if(key1())//按鍵+</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　scan1++;</b></p>

95、<p>　　if(scan1==10) </p><p>　　{ scan1=0;</p><p><b>　　scan2++;</b></p><p>　　if(scan2==10)</p><p>　　scan2=scan1=9;</p><p><b&

96、gt;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key2()) //按鍵-</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　if(num>1)</b></p><p>&l

97、t;b>　　{</b></p><p>　　scan1--; </p><p>　　if(scan1==-1)</p><p>　　{ scan1=9;</p><p><b>　　scan2--;</b></p><p>　　if(scan2==-1)<

98、/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　scan2=9;</b></p><p><b>　　scan1--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</

99、b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key3())</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　scan2++;</b><

100、;/p><p>　　if(scan2==10) scan2=9;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key4()) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　scan2--;</b></p&g

101、t;<p>　　if(scan2==-1) scan2=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　num=10*(scan2*10+scan1);//輸出的數(shù)字量</p><p>　　if(num==1000) num=990;</p><p>　　if(key5())temp=n

102、um; //短按確認(rèn)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　main()</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><

103、b>　　{</b></p><p>　　da5615(temp); </p><p><b>　　vout();</b></p><p>　　display();</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}<