数控直流稳压电源的设计

院 （系）专 业 学 生 学 指 导 完 成

2013届本科毕业设计 （一号黑体居中）

数控直流稳压电源的设计

（二号黑体居中)

名 称 物理与电子信息学院（小三号黑体）

名 称 电子信息科学与技术（小三号黑体） 姓 名 张三丰（小三号黑体）

号 090524111（小三号Times New Roman） 教 师 何大壮教授（小三号黑体） 时 间 2013年5月8日（小三号黑体）

洛阳师范学院毕业设计/论文

目录

摘 要 ....................................................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................................................. II 绪论.................................................................................................................................................................................1 第1章 方案的比较与选择 ...................................................................................................................................2 1.1 三种方案 ........................................................................................................................................................2 1.2 三种方案比较...............................................................................................................................................2 第2章 硬件电路的设计与分析 .....................................................................................................................4 2.1 预稳电路的设计与分析 ............................................................................................................................4 2.2 二次稳压与扩流电路的设计与分析.....................................................................................................5 2.3 辅助电源的设计与分析............................................................................................................................7 2.4 控制电路的设计与分析 ............................................................................................................................8 2.5 显示电路的设计与分析 ............................................................................................................................8 第3章 系统软件的设计与分析 ....................................................................................................................... 10 3.1 软件总体设计思路 .................................................................................................................................. 10 3.2 D/A模块的设计......................................................................................................................................... 11 3.3 A/D转换与数据处理模块的设计........................................................................................................ 12 3.4 显示模块设计 ............................................................................................................................................ 13 3.5 按键程序的设计........................................................................................................................................ 14 第4章 主要元器件介绍 ..................................................................................................................................... 15 4.1 C8051F330D的简介 ................................................................................................................................ 15 4.2 CH452的简介 ............................................................................................................................................ 19 4.3 OP07简介 .................................................................................................................................................... 21 第5章 稳压电源的制作与调试 ....................................................................................................................... 22 5.1 稳压电源的制作 ....................................................................................................................................... 22 5.2 稳压电源的调试 ....................................................................................................................................... 23 结论.............................................................................................................................................................................. 24 致谢.............................................................................................................................................................................. 25 参考文献 .................................................................................................................................................................... 26 附录Ⅰ......................................................................................................................................................................... 27 附录Ⅱ......................................................................................................................................................................... 28

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摘 要

单片机实现的数控直流稳压电源由于原理简单、稳定性好、精度高、成本低、易实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。其性能优于传统的可调直流稳压电源，操作方便，非常适合一般教学和科研使用。

本设计主要采用稳压芯片构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在0-24V可调，经过ADC变换由数码管来显示。

系统由模拟电源、控制电路、保护电路、扩流电路、显示电路等部分构成，能输出电压范围为0～24V，步进值为0.1V的直流电压，最大可以输出2A的电流，并且具有过流保护功能。

关键词： 数控直流稳压电源，扩流电路，ADC变换

I

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Abstract

MCU NC DC power supply as simple in principle, good stability, high accuracy, low cost, easily implemented, and many other advantages of being more widely appreciated. Its performance is better than traditional adjustable DC power supply, easy operation, very suitable for general teaching and research use.

This design constitutes a major chip with integrated voltage regulator voltage regulator, through transformer, rectifier, filter, regulator process 220V AC, into a stable DC, and to achieve the 0-24V voltage can be adjusted by the digital transformation through the ADC tube to display.

System from the analog power control circuit, protection circuit, extended flow circuit, the circuit parts, can output voltage range of 0 ~ 24V, step 0.1V DC voltage value, the maximum output of 2A can be current, and has been flow protection.

Keywords: CNC DC Power Supply, Expansion circuit flow, ADC transformation

II

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绪论

近年来，电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。信息技术突飞猛进一日千里，各种电子、电器设备对直流稳压电源的性能要求日益提高，直流稳压电源不断朝着节能、节电、节材、缩体、减重、防止污染，改善环境、可靠、安全等方向发展，采用数字技术控制来提高电源的性能己成为精密电源的一大发展方向，但是传统的直流稳压电源输出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的,并由电压表指示电压值的大小。这种直流稳压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高、不易调准、电路构成复杂、体积大等缺点,而基于单片机的直流稳压电源能较好地解决以上传统直流稳压电源的不足。以单片机设计出来的智能稳压电源不但电路简单，成本低廉，性价比高，而且由于单片机自身具有计算和控制能力，可以排除和减少由于干扰信号和模拟电路引起的误差，大大提高直流稳压电源输出电压和控制电流精度，降低了对模拟电路的要求，确保电源正常工作。输出电压通过数码管，输入采用按键方式，操作使用方便，具有较高的使用价值。

本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的直流稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美；其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用；并且此设计用到单片机，可以对其进行编程，控制灵活性好，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路；控制系统的可靠性高，易于便准化；并带有译码显示、过流保护等功能，具有控制精度高，制作比较容易与系统维护方便等优点。

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第1章 方案的比较与选择

本文设计的是一个数控直流稳压电源，利用C8051F330D 单片机及其集成的D/A和A/D转换模块来控制电压的输出和电压值的显示，利用8个数码管显示及键盘控制芯片CH425来驱动4个数码管显示电源输出电压值，能输出0～24V电压，步进值为0.1V的直流电压，最大可以输出2A的电流，并且设计的电源具有过流保护功能。根据以上的这些设计要求，提出了以下三种方案，并进行了比较。

1.1 三种方案

1.1.1 方案1

此方案采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能，其中二进制计数器的输出经过D/A转换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出的步进。十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值。 1.1.2 方案2

此方案不同于方案1之处在于使用一套十进制计数器，一方面完成电压的译码显示，令一面其输出作为EPROM的地址输入，而由EPROM的输出经D/A变换后控制误差放大的基准电压来实现输出步进。由于只使用一套计数器，回避了方案一中必须保证双计数器同步的问题，但由于控制器烧录在EPROM中，使系统设计的灵活性降低。 1.1.3 方案3

此方案的控制部分采用C8051F330D单片机，该单片机集成了D/A和A/D模块，有单片机内部的D/A输出控制基准电压，从而改变输出电压，使设计大大简化，采用单片机可以编程，使系统地方灵活性大大提高。

1.2 三种方案比较

1.2.1 数控部分

方案1、2中采用中、小规模器件实现系统数控部分，使用芯片很多，造成控制电路内部接口信号繁琐，中间相互关联多，抗干扰能力差（例如方案一中的双计数器一但出现计数不同步，会导致显示电压与输出电压不同步）。方案3中采用

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了C8051F330D单片机完成整个数控部分的功能，同时，330D作为一个智能化可编程器件，便于系统功能的扩展。 1.2.2 显示部分

方案1、2中的显示输出是电压是对电压的量化值直接进行译码显示输出，显示值为D/A变换的输入量，由于D/A变换与功率驱动电路引入的误差，显示值与电源实际输出值之间可能出现较大的偏差。方案3中采用A/D转换模块直接对输出电压进行采样并显示输出电压实际值，一但系统工作异常，出现预置值与输出值偏差过大，用户可以根据该信息予以处理。

在方案3中还采用了数码管驱动及键盘控制芯片CH452，不仅简化了接口引线和电路，而且还提高了CPU的利用率。 1.2.3 补充说明

如前所述，虽然方案3有许多优点，但方案1、2对于完成设计要求并非不可行，而且在某些方面还有自己的优势。之所以采用方案3，一个很重要的考虑就是系统使用了单片机，使电路扩展和控制方便。系统框图如图1.1。

交流电网电压经变压器后变为交流低压，经过预稳后，再经整流滤波电路输出，其输出电压再经二次稳压后输出。通过单片机控制D/A模块的输出来改变二次稳压电路的基准源，从而实现步进的要求，输出的电压经A/D模块转换后送出显示。

输入 整流 滤波 预稳 二路稳压 D/A 显示 驱动 单片机 A/D 模块 模块 二次稳压 基准输出 取样

图1.1 系统总体框图

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第2章 硬件电路的设计与分析

2.1 预稳电路的设计与分析

为了使电源有比较高的稳定度，在电源实现一次稳压不能达到要求，所以设计中采用了二次稳压的方法，在种稳压方法中，第一级稳压电路承担了电网波动的绝大部分，相应的减轻了第二级稳压电路的负担，第二级稳压电路侧重于低噪声和低漂移的设计。

第一级稳压电路称预稳电路，是简单的稳压电路，一般有五种常用预稳电路，有串联反馈型扩展电流型，在这个设计中由于输出电流较大，因此采用串联反馈式预稳电路，目的是提高稳定度。具体电路图如图2.1所示。 Q1VCC1R2D9R9T14D12+C1+C3Q93R10W1 图2.1 预稳电路 图2.1中D9是恒流二极管，恒流二极管是一种在很宽的电压变化范围内提供恒定电流的新型器件。它的直流电阻很低，交流电阻高达1M以上，可以使放大管增益提高很多，从而大大提高稳压性能。Q1调整管，Q7充当放大器，Q6和R1是保护电路，防止Q1和Q5损毁。R2和W1构成了基准电压源。T1是变压器，D1是整流桥。R9和R10构成了取样电路，下面来具体分析电路的各个参数。

根据最大输出24V电压和2A的电流的设计要求，第一级预稳电路要输出28V的电压和I=2.1A的电流。假定调整管的电流放大倍数10000倍，则调整管的基极电流：

Ib1I2100100000.21mA

(1)确定对整流滤波电路的要求

由电路原理知道，输入电压比输出电压要高3～8V再考虑电网交流电压有10%的波动，所以输入电压Uim(283)(110%)34.1V，根据要求整流输出电流取IOM2.15A。

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(2)选择合适的复合调整管 ICMIOM2.1A 5 VCE34.128V 6 PCM6.12.151W 3 10000

根据以上要求可以选择大功率管2SD2156，其参数：

VCE120V，PCM125W，2000~20000 (3)基准电压电路的选定

取分压比为0.3，则稳压管的稳定电压UZWnUO18.4V，选用2CW57硅稳压管，其参数为： UW9V，IW5mA，rw20 根据设计的要求，则限流电阻应满足下式：

(289)0.025R2(289)0.05

计算后取R2820。 (4)取样电路的计算

根据电路要求，流过取样电路的电流为:

I2.110,取I150mA

280.15186R9R10

则R955.8，R10130.2 (5)比较放大电路选取

采用三极管3AX31C做比较放大管，其80。 (6)电容的选取

电容的作用是滤波，选取合适即可，不比必定量计算，C1的取值为

4700F/5V0，C2的取值2200F/50V。

(7)整流桥的选定

整流桥采用分离元件。流经每个二极管的平均电流为I122.151.07A，假定变压器负边输出为35V，每个二极管承受的反向电压为VRM23549V,选定二极管型号为QLA62～L，它的额定电流为2A，最大反向电压可达100V。

(8)变压器的设计

根据要求变压器的输出电压为35V，输出电流为2.15A，考虑到变压器的70%效率，变压器功率为P352.150.7107W,匝数比为6:1。

2.2 二次稳压与扩流电路的设计与分析

二次稳压与扩流电路采用仍然是采用串联反馈式加达林顿管扩流的方式，采

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用这种方式使电路简单，调节方便灵活，线性好，纹波干扰小，它输出电压的范围不受调整元件的耐压，而且各项技术指标都可以做的很高。设计电路图如图2.2所示。

图2.2中Q2和Q3构成了复合调整管，A1是集成运算放大器，作为比较放大部分，Q4和R5够成 了过流保护电路。R4和Rp1一端接单片机的P0.1口，另一端接运放反向输入端。下面分别加以计算说明，二次稳压与扩流电路如图2.2所示。

VCCQ2NPN+15J2A1Q4NPNRP2+15A2-15P0.4R1112R5Q3NPNR6RP1R4P0.1-15图2.2 二次稳压与扩流电路 一级稳压电路输出的电压为28V，电流最大为2.1A,要求二级稳压输出最大24V，最大2A的电流。根据串联反馈式稳压电源的原理有输出电压为：

UOM(R11Rx1R11RP2R61)VREFM

式中Rx1是变阻器接入反馈回路中的阻值，假定VREFM2.4V,则 (R11RX1R11RP2R1=10 )6设取样电路的分压比为19，根据取样之路电流小于输出最大电流的十分之一，取样之路的电流应该小于200mA，电阻应大于240，取Rp2=5K，R6=14K，R11=1K，符合要求。由于单片机的输出最大电流为2mA，要将此信号放转换成电压信号，并且放大，再单片机的P0.1输出端加上一个电阻，取值为5K,在并上一个5K的变阻器，此变阻器可以调节单片机向稳压源输出的电压，即稳压源的基准电压。为了使输出的电压稳定度高，运放采用高精密运放OP07，关于OP07将在第四节作以简单的介绍。由于OP07的输出电流不能满足2A的大电流要求，所以在输出端采用复合管扩流。

复合管的放大倍数在100倍以上就可以满足要求。Q2的基极电流较小，取一般的中功率管考即可满足要求，这里选择TIP31C三极管，TIP31C参数见表2-1。

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河南机电高等专科学校毕业设计/论文 表2-1 TIP31C参数表 电流Icm 功率Pcm 放大系数 3A 40W 40-50 晶体管型号 TIP31C 反压Vbe0 100V 特征频率 * 管子类型 NPN 考虑到Q3的基极电流以及集电极电流大，应选用大功率三极管。具体计算参数如下：

ICM2A，VCEOUIMUOMIN28028V，PCMVCEOICM56W。

根据此要求，选择2SC4138，其集电极允许最电流为10A，允许最大功率是80W，集电极基极间的反向击穿电压为400V，满足上述要求，为了不使管子热损坏，使用时应加上散热片。放大器A2接成电压跟随器的形式，由取样电路取样来的电压，经跟随器送入单片机内部的A/D转换模块，经处理后送显示。此运放选为LM324即可，此芯片的资料会在后面作以简单的介绍。R4和Q5组成了过流保护电路，正常情况下，Q5不起作用，当R5两端的电压达到Q5的开启电压，即

UrUbc时，Q5开始工作，使经过调整管上的电流得以分流，以保护调整管。根

据公式：UbeUrImR50.7，为了防止电流Im大于2.1A,电阻R5取0.3。Q5选择晶体管2SC2655。

2.3 辅助电源的设计与分析

由于设计中有运算放大器和单片机，这些器件需要单独供电，所以本设计中还需要设计一组辅助电源，目的是为这些器件提供工作电源。其中单片机是3.3V供电，两运放是15V供电，所以需要设计±15V电源和＋3.3V电源。用到了LM7815和LM7915以及HT1033。

(1)电源设计由于C8051F330D单片机是3.3V供电，为了得到3.3V电源，需要在+5V电源后再加一级稳压电路，+5V电源采用LM7805稳压器，直接由+15V电源输入，+5V电源不再分析，3.3V电路图如图2.3所示。

+51VinU2Vout33.3VGND2C8C9C10 图2.3 +3.3V电源

其中稳压器采用HT1033，为了使单片机工作更加稳定，在电路中加入了几个电容，防止脉冲干扰，其中C8、C9可以选择22F的电容，其耐压为25V即可，C10 选择一个小的104电容即可。

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2.4 控制电路的设计与分析

本系统要求电压值要求以0.1V步进，为了实现这个要求采用了单片机改变基准电压的方式，因此设计中的控制电路是以单片机为核心的。单片机最小系统图如图2.4所示。 图2.4中以C8051F330D单片机为核心器件，该单片机的有关知识将在第四节中作以简单的介绍。图中Y1、C18和C19构成了单片机的时钟电路，为单片机提供精准的时钟。为了调节步进值，设计了两个按键，可以对基准电压进行以0.1V的递增和递减，S2是增加键，S2是减小键。单片机的P0.5，P0.6，P0.7分别接以CH452为核心的显示模块的LOAD，DCLK，DIN三个端口，P0.1，P0.4分别接稳压部分的基准源输入和采样电路的输出。J2为单片机调试、复位等端口所用的插座，目的是使控制模块与外围电路的接口更加明了简洁。C18和C19一般选择大小相同的35F的电容即可。 C18Y112P0.13456710R7R8U1AF330DP0.3/XTAL2TX0/P0.4P0.2/XTAL1RX0/P0.5P0.1/IDA0P0.6P0.0P0.7GNDP1.0VCCP1.1/RST/C2CKP1.2P2.0/C2DP1.3P1.7P1.4P1.6P1.520P0.419CH452_LOAD18CH452_DCLK17CH452_DIN16151413S112S211C193.3VC17J2CON10123456710图2.4 单片机最小系统图 2.5 显示电路的设计与分析 显示电路采用以CH452为核心的显示模块，CH452是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片，它内置时钟振荡电路，可以动态驱动8位数码管或者只LED， 8 河南机电高等专科学校毕业设计/论文

具有BCD译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行键的键盘扫描；CH452通过可以级联的4线串行接口或者2线串行接口与单片机等交换数据。本电源采用4线接口与单片机相连。

CH452通过4线串行接口与单片机C8051F330D相连接。CH452 的段驱动引脚串接了电阻R1（270），用以和均衡段驱动电流，在5V 电源电压下，串接270电阻通常对应段电流10mA。电容C1和C2布置于J5的电源引脚附近，用于电源退耦，减少驱动大电流产生的干扰。

字驱动引脚DIG7～DIG0 分别连接8个数码管的阴极，用以控制数码管的亮与灭，SEG7～SEG0分别接数码管的阳极，8个数码管采用分时复用的工作原理，扫描显示。另外CH452需要+5V供电。

以上分别介绍了各个功能模块的作用以及参数，系统的总机原理图见附录Ⅰ。

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第3章 系统软件的设计与分析

本设计是数控可调直流稳压电源，由于模拟稳压部分的设计比较简单，且技术上已经相当成熟，所以本设计的关键是软件的设计，它直接决定了电源能否以0.1V的步进值步进，下面就详细介绍本系统中软件的设计方案。

3.1 软件总体设计思路

若要求通过改变基准电压来实现0.1V步进并且显示输出电压值的要求，那么一定要用到D/A和A/D模块，另外还必须要设计两个按键和一个显示模块。所以软件也是分为这主要的四个部分来进行设计的。

其总体设计思路是：通过按键来调节D/A输出，从而改变基准电压，使其可以步进。通过A/D读进输出的电压值，经过处理送显示模块显示。根据要求以及模拟稳压部分的设计有下式： UO(R11RX1R11RP2R61)VREF 其中VREF的前的系数是一个定值10，只要保证其中VREF按照0.1V步进即可，而VREF大小由R和单片机输出的电流有关，R是单片机外接电阻网络，可以调节，连接方式如图3.1所示： P0.1R4RP1 图3.1 取压电路 图3.1中R4和Rp1的阻值都为5K，那么VREF12kIORp1，式中k是变阻器分压比，k和Rp1都是定值，假定IOM2mA时，输出电压为24V，此时kRp1=2.4K。一旦k和Rp1确定后，单片机DAC模块输出电流的电流步进值就可以确定了，即为I0.0124004.16106A，即0.00416mA。单片机的IDA0是一个10位的电流输出的DAC，输出的最小电流是21024mA。此系统中通过改变按键输入DAC的二进制数据来改变电流的大小，我们已知道每按一次键，就要使DAC的输出改变0.00416mA，那么对应要改变的二进制数据就是0.004161024=4.25，只能取整数4，因此每按一次键就要使二进制数加或减4，这样就可以使电压能以0.1V步进了。主程序流程图如图3.2所示。 10 河南机电高等专科学校毕业设计/论文

开始 初始化 校准输出电压 按键扫描 有键按下 N Y 按键处理 D/A转换及数据处理 A/D转换 显示 图3.2 主程序流程图 3.2 D/A模块的设计

330D中有一个10位的电流ADC，通过改变其寄存器中的二进制值来改变输出电流，操作D/A模块时写数据时先写低位，后写高位，D/A转换流程图如图3.3所示

开始 D/A转换使能 N 处理结束 Y 返回 图3.3 D/A转换流程图

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3.3 A/D转换与数据处理模块的设计

这部分是将采样得到的输入电压的模拟量转换成数字量的过程，将输入的模拟量经过标度变换，然后经BCD码转换，作为下一步送显示的数据。由于采样后经ADC转换后可能存在误差，因此采入的样值还需要进一步处理，即校准，校准是用采样得到的值减去当输出为0时ADC转换所得到的值N0，上面的所用到的变换方式见下面两个公式，A/D转换流程图如图3.4。

开始 A/D转换使能 N 处理结束 Y 读取数据 标度变换 BCD码转换 返回 图3.4 A/D转换流程图

标度变换过程是个线性转换的过程，将每一个模拟量转换成对应的数字量，标度变换公式为：

AAmaxAminNmaxNmin(NNmin)Amin

其中：Amax——模拟输出最大值；Amin——模拟输出最小值； A——模拟输出实际值； N——模数转换实际值；Nmin——模拟输出最小时，经A/D转换后的值；Nmax——模拟输出最大时，经A/D转换后的值。 校准公式为：NNXN0

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式中，N0——当输入为0时，经A/D转换后的值；Nx——A/D转换的实际值。

校准后的值NNXN0。然后将N的值转换成BCD码送显示。 A/D转换的流程图如上图3.4所示。

程序中还需要进行处理，将乘数放在R2、R3中，乘数在R6、R7中，乘积放在R2、R3、R4、R5中，乘法指令会影响PSW、A、B和R2～R7，其中堆栈需需要2字节。

3.4 显示模块设计

此系统中的显示采用CH452显示驱动模块。注意：CH452的数据格式是12位，其中有4位是命令，8位是数据。

显示模块程序流程图如图3.5所示。

开始 串行送数 标志位为1 N Y 字节数加1 字节地址加1 N 字节数为0 Y 返回

图3.5 显示模块程序流程图

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3.5 按键程序的设计

系统采用了两个按键，用来控制调整在基准值的基础上增4或者减4，按键扫描程序得到键值，经按键处理程序来判断是哪个键按下，从而转入基准值的调节，按键流程图如图3.6所示。

开始 扫描键值 有健按下 Y N 保存键值 延时去抖 再次读键值 N 一致 Y 键值转换

图3.6 按键流程图

返回

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第4章 主要元器件介绍

本系统采用了很多性能优良的器件，这些器件的具体用法及其参数，在前面没有具体介绍，这里将用到的一些部分功能详细介绍一下。

4.1 C8051F330D的简介

C8051F330D是新华龙公司的新一代系统型MCU，与51系列单片机相比，有很多优点，下面主要介绍一下该芯片的概况和端口以及ADC和DAC模块。 4.1.1 系统概述

C8051F330D器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU。它使用Silicon Labs的专利CIP-51微控制器内核。CIP-51与MCS-51指令集完全兼容。CIP-51采用流水线结构，与标准的8051结构相比指令执行速度有很大的提高。可以使用标准803x/805x的汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51内核具有标准8052的所有外设部件，包括4个16位计数器/定时器、一个具有增强波特率配置的全双工UART、一个增强型SPI端口、768字节内部RAM、128字节特殊功能寄存器（SFR）地址空间及17个I/O端口。C8051F330D器件的内部振荡器在出厂时已经被校准为24.5MHz ± 2%，该振荡器的周期可以由用户以大约0.5%的增量编程；器件内集成了外部振荡器驱动电路，允许使用晶体、陶瓷谐振器、电容、RC或外部CMOS时钟源产生系统时钟。如果需要，时钟源可以在运行时切换到外部振荡器。C8051F330D器件具有片内Silicon Labs 2线（C2）接口调试电路，支持使用安装在最终应用系统中的产品器件进行非侵入式、全速的在系统调试。Silicon Labs的调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点和单步执行。不需要额外的目标RAM、程序存储器、定时器或通信通道。 4.1.2 可编程数字I/O和交叉开关

(1)C8051F330有17个I/O引脚（两个8位口和一个1位口）

C8051F330D端口的工作情况与标准8051相似，但有一些改进。每个端口引脚都可以被配置为模拟输入或数字I/O。P0.0 ~ P1.7可以被分配给内部数字资源，这种资源分配通过使用优先权交叉开关译码器实现的。不论交叉开关的设置如何，端口I/O引脚的状态总是可以被读到相应的端口锁存器。交叉开关根据优先权译码表为所选择的内部数字资源分配I/O引脚。寄存器XBR0和XBR1用于选择内部数字功能。这一特性允许用户根据自己的特定应用选择通用端口I/O和所需数字资源的组合。所有端口I/O都耐5V电压端口I/O单元可以被配置为漏极开路或

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推挽方式。寄存器的有关设置请参考《C8051F330/1混合信号ISP FLASH微控制器数据手册》一书 ，这里不再详述。

(2)优先权交叉开关译码器

优先权交叉开关译码器为每个I/O功能分配优先权，当一个数字资源被选择时，尚未分配的端口引脚中的最低位被分配给该资源（UART0总是使用引脚4和5）。如果一个端口引脚已经被分配，则交叉开关在为下一个被选择的资源分配引脚时将跳过该引脚。此外，交叉开关还将跳过在PnSKIP寄存器中被置‗1‘的那些位所对应的引脚。PnSKIP寄存器允许软件跳过那些被用作模拟输入、特定功能或GPIO的引脚。P0SKIP寄存器见下表4-1，P1SKIP寄存器和P0SKIP寄存器设置一样，请参考《C8051F330/1混合信号ISP FLASH微控制器数据手册》一书。

表4-1 P0SKIP：端口 0 跳过寄存器

R R R/W 位7 位6 位5 R/W R/W 位4 位3 R/W R/W R/W 位2 位1 位0 复位值：00000000

SFR地址： 0xD5

位 7-0：P1SKIP.[7:0]：端口 1 交叉开关跳过使能位。

这些位选择被交叉开关译码器跳过的端口引脚。作为模拟输入或特殊功能（VREF输入、外部振荡器电路、CNVSTR 输入）的引脚应被交叉开关跳过。

0：对应的 P1.n 不被交叉开关跳过。 1：对应的 P1.n 被交叉开关跳过。

(3)端口I/O初始化：端口I/O初始化包括以下步骤：① 用端口输入方式寄存器（PnMDIN）选择所有端口引脚的输入方式（模拟或数字）；② 用端口输出方式寄存器（PnMDOUT）选择所有端口引脚输出方式（漏极开路或推挽）； ③ 用端口跳过寄存器（PnSKIP）选择应被交叉开关跳过的那些引脚；④ 将引脚分配给要使用的外设；⑤ 使能交叉开关（XBARE = ‗1‘）。

所有端口引脚都必须被配置为模拟或数字输入。被用作比较器或ADC输入的任何引脚都应被配置为模拟输入。此外，应将交叉开关配置为跳过所有被用作模拟输入的引脚（通过将PnSKIP寄存器中的对应位置‗1‘来实现）。端口输入方式在PnMDIN寄存器中设置，其中‗1‘表示数字输入，‗0‘表示模拟输入。复位后所有引脚的缺省设置都是数字输入。I/O引脚的输出驱动器特性由端口输出方式寄存器PnMDOUT中的对应位决定，每个端口输出驱动器都可被配置为漏极开路或推挽方式。不管交叉开关是否将端口引脚分配给某个数字外设，都需要对端口驱动器的输出方式进行设置。置‗1‘XBR1中的XBARE位将使能交叉开关。不管XBRn寄存器的设置如何，在交叉开关被使能之前，外部引脚保持标准端口I/O

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方式（输入）。对于给定的XBRn设置，可以使用优先权译码表确定I/O引脚分配。为使端口引脚工作在标准端口I/O输出方式，交叉开关必须被使能。当交叉开关被禁止时，端口输出驱动器被禁止。

4.1.3 10位电流模式DAC（IDA0，只限于C8051F330）

C8051F330内部有一个电流模式数/模转换器（IDAC）。IDAC的最大输出电流可以有三种不同的设置：0.5mA、1mA和2mA。用IDA0控制寄存器中的IDA0EN位来使能或禁止IDAC。

当IDA0EN被置1时，IDAC引脚被连到IDAC的输出。当IDAC被使能时，内部的带隙偏置发生器为其提供基准电流。当使用IDAC时，P0SKIP寄存器中的位1应被置1，以使交叉开关跳过IDAC引脚。

(1)IDA0输出更新

IDA0具有灵活的输出更新机制。IDA0有三种更新模式：写IDA0H、定时器溢出或外部引脚边沿。下面着重介绍写IDA0H。

(2)On-Demand输出更新

IDA0的缺省更新模式（IDAC0.[6:4] = ‗111‘）为―On-Demand‖模式，更新发生在写IDA0数据寄存器高字节（IDA0H）时。在该模式下，写IDA0L时数据被保持，在写IDA0H之前IDA0的输出不会发生变化。如果要向IDAC的数据寄存器写10位的数据字，则10位数据字要写入低字节（IDA0L）和高字节（IDA0H）数据寄存器。在执行完对IDA0H的写操作后，数据被锁存到IDA0，因此，在需要10位分辨率的情况下，应先写IDA0L，再写IDA0H。IDAC可以用于8位方式，此时要将IDA0L初始化为一个所希望的数值（通常为0x00），只对IDA0H写入。

(3)IDAC输出字格式

IDAC数据寄存器（IDA0H和IDA0L）中的数据是左对齐的，这意味着IDAC输出数据字的高8位被映射到IDA0H的位7-0，而IDAC输出数据字的低2位被映射到IDA0L的位7和位6。表4-2示出了IDAC数据字的格式。

表4-2 IDA0 数据字格式 IDA0H D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 输入数据字 输出电流 IDA0OMD[1:0]=‘1x‘ （D9 – D0） 0x000 0 mA 0x001 0x200 0x3FF 1/10242 mA 512/10242 mA 1023/10242 mA IDA0L D1 D0 输出电流 输出电流 IDA0OMD[1:0]=‘01‘ IDA0OMD[1:0]=‘00‘ 0 mA 0 mA 1/10241 mA 512/10241 mA 1023/10241 mA 1/10240.5 mA 512/10240.5 mA 1023/10240.5 mA 17

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4.1.4 10位ADC（ADC0，只限于C8051F330）

C8051F330的ADC0子系统集成了两个16通道模拟多路选择器（合称AMUX0）和一个200ksps的10位逐次逼近寄存器型ADC，ADC0可以工作在单端方式或差分方式。只有当ADC控制寄存器（ADC0CN）中的AD0EN位被置‗1‘时ADC0子系统才被使能。当AD0EN位为‗0‘时，ADC0子系统处于低功耗关断方式。

(1)模拟多路选择器：模拟多路选择器（AMUX0）选择去ADC的正输入和负输入，P0~P1、片内温度传感器输出和正电源（VDD）中的任何一个都可以被选择为正输入。ADC0的输入通道由寄存器AMX0P和AMX0N选择, 有关寄存器AMX0P和AMX0N的设置及参数请参阅《C8051F330/1混合信号ISP FLASH微控制器数据手册》一书。

转换码的格式在单端方式和差分方式下是不同的。转换数据在寄存器对ADC0H:ADC0L中的存储方式可以是左对齐或右对齐，由AD0LJST位的设置决定。当工作在单端方式时，转化码为10位无符号整数，所测量的输入范围为0 – VREF1023/1024。下面是单端方式下数据左对齐和右对齐的例子。ADC0H和ADC0L寄存器中未使用的位被设置为‗0‘，单端方式下数据对齐格式如表4-3所示。

输入电压 VREF1023/1024 VREF512/1024 VREF256/1024 0 表4-3单端方式下数据对齐格式 右对齐(AD0LJST = 0) 左对齐 (AD0LJST = 1) 0x03FF 0x0200 0x0100 0x0000 0xFFC0 0x8000 0x4000 0x0000 (2)工作方式：ADC0的最高转换速度为200ksps。ADC0的转换时钟由系统时钟分频得到，分频数由ADC0CF寄存器的AD0SC位决定（转换时钟为系统时钟/（AD0SC+1），0AD0SC 31）。

(3)转换启动方式：有6种A/D转换启动方式，由ADC0CN中的ADC0转换启动方式位（AD0CM2-0）的状态决定采用哪一种方式。转换触发源有： ① 写‗1‘到ADC0CN的AD0BUSY位； ② 定时器0溢出（即定时的连续转换）；③ 定时器2溢出； ④ 定时器1溢出； ⑤ CNVSTR输入信号（P0.6）的上升沿； ⑥ 定时器3溢出。

向AD0BUSY写‗1‘方式提供了用软件控制ADC0转换的能力。AD0BUSY位在转换期间被置‗1‘，转换结束后复‗0‘。AD0BUSY位的下降沿触发中断（当被允许时）并置位ADC0CN中的中断标志（AD0INT）。注意：当工作在查询方式时，应使用ADC0中断标志（AD0INT）来查询ADC转换是否完成。当AD0INT位为

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逻辑‗1‘时，ADC0数据寄存器（ADC0H:ADC0L）中的转换结果有效。需要注意的是，CNVSTR输入引脚还是端口引脚P0.6。当使用CNVSTR输入作为转换启动源时，P0.6应被数字交叉开关跳过。为使交叉开关跳过P0.6，应将寄存器P0SKIP中的位6置‗1‘

这里就不再详细列出具体的设置方式，关于各个有关寄存器的具体设置请参考新华龙公司出版的《C8051F330/1混合信号ISP FLASH微控制器数据手册》一书。

4.2 CH452的简介

4.2.1 概述

CH452是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH452内置时钟振荡电路，可以动态驱动8位数码管或者只LED，具有BCD译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行键的键盘扫描；CH452通过可以级联的4线串行接口或者2线串行接口与单片机等交换数据；并且可以对单片机提供上电复位信号。下面着重介绍和显示以及四线接口的有关知识。 4.2.2 显示驱动

(1)动态显示扫描控制，直接驱动8位数码管、只发光管LED或者级光柱。

(2)可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD译码方式。 (3)数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。

(4)任意段位寻址，控制各个LED或者各数码管的各个段的亮与灭。 (5)4线串行接口：支持多个芯片级联，时钟速度从0到2MHz，兼容CH451芯片。

(6)4线串行接口：DIN和DCLK信号线可以与其它接口电路共用，节约引脚。 4.2.3 功能说明

(1)单片机（也可以是DSP、微处理器等控制器）通过4线串行接口或者2线串行接口控制CH452芯片，CH452的数码管显示驱动与键盘扫描控制之间相互，单片机可以通过操作命令分别启用、关闭、设定这两个功能。CH452的4线

串行接口是由硬件实现的，单片机可以频繁地通过串行接口进行高速操作，而绝对不会降低CH452的工作效率；但是2线串行接口是由软件与硬件共同实现的，所以不适合不间断地频繁操作。

(2)CH452对数码管和发光管采用动态扫描驱动，顺序为DIG0至DIG7。CH452

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内部具有电流驱动级，可以直接驱动0.5英寸至1英寸的共阴数码管段驱动引脚SEG6～SEG0分别对应数码管的段G～段A，段驱动引脚SEG7对应数码管的小数点，字动引脚DIG7～DIG0分别连接8个数码管的阴极；CH452可以改变字驱动输出极性以便直接驱动共阳数码管（译码方式），或者通过外接反相驱动器支持共阳数码管，或者外接大功率管支持大尺寸的数码管。

CH452内部具有8个8位的数据寄存器，用于保存8个字数据，分别对应于CH452所驱动的8数码管或者8组每组8个的发光二极管。CH452支持数据寄存器中的字数据左移、右移、左循环、循环，并且支持各数码管的闪烁控制，在字数据左右移动或者左右循环移动的过程中，闪烁控的属性不会随数据移动。

CH452可以工作于BCD译码方式，该方式主要应用于数码管驱动，单片机只要给出二进制数BCD码，由CH452将其译码后直接驱动数码管显示对应的字符。BCD译码方式是指对数据寄存器中字数据的位4～位0进行BCD译码，控制段驱动引脚SEG6～SEG0的输出，对应于数码管的段G～段A，同时用字数据的位7控制段驱动引脚SEG7的输出，对应于数码管的小数点，字数据的位6和位5不影响BCD译码。下表为数据寄存器中字数据的位4～位0进行BCD译码后，所对应的段G～段A以及数码管显示的字符。CH452译码表如表4-4所示。

表4-4 CH452译码表 位4～位 0 段 G～段A 00000 B 00001 B 00010 B 00011 B 00100 B 00101 B 00110 B 00111 B 0111111B 0000110B 1011011B 1001111B 1100110B 1101101B 1111101B 0000111B 显示的字符 0 1 2 3 4 5 6 7 显示的字符 8 9 A b c d E F 位 4～位 0 10000 B 10001 B 10010 B 10011 B 10100 B 10101 B 10110 B 10111 B 位 4～位 0 11000 B 11001 B 11010 B 11110 B 其余值 段 G～段 A 0000000B 1000110B 1000000B 1000001B 0111001B 0001111B 0001000B 1110110B 显示的字符 空格 -1 或加号 - 负号减号 = 等于号 [ 左方括号 ] 右方括号 _ 下划线 H 字母H 显示的字符 L 字母L P 字母P .小数点 自定义字符 空格 位4～位 0 段 G～段A 01000 B 01001 B 01010 B 01011 B 01100 B 01101 B 01110 B 01111 B 1111111B 1101111B 1110111B 1111100B 1011000B 1011110B 1111001B 1110001B 段 G～段 A 0111000B 1110011B 0000000B SELF_BCD 0000000B SELF_BCD 是由―自定义 BCD 码‖命令 定义的新字符，复位后默认值为空格 (3)CH452具有硬件实现的高速4线串行接口，包括4个信号线：串行数据输入线DIN、串行数据时钟线DCLK、串行数据加载线LOAD、串行数据输出线DOUT。其中，DIN、DCLK、LOAD是带上拉的输入信号线，默认是高电平；DOUT

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在未启用键盘扫描功能时作为串行数出线，DIN用于提供串行数据，高电平表示位数据1，低电平表示位数据0，串行数据输入的顺序是低位在前，高位在后。

DCLK用于提供串行时钟，CH452在其上升沿从DIN输入数据，在其下降沿从DOUT输出数据。CH452内部具有12位移位寄存器，在DCLK的上升沿，DIN上的位数据被移入移位寄存器的最高位寄存器，以此类推，原次低位数据移入最低位寄存器，在该上升沿后的第一个下降沿，原次低位数据从DOUT输出。

LOAD用于加载串行数据，CH452在其上升沿加载移位寄存器中的12位数据，作为操作命令分析并处理。LOAD的上升沿是串行数据帧的帧完成标志，此时无论移位寄存器中的12位数据是否有效，CH452都会将其当作操作命令。

由于CH452只在LOAD的上升沿加载命令数据并处理，所以单片机不能将LOAD信号线用于其它用途，但是DIN和DCLK可以用于其它用途。当单片机I/O引脚资源紧张时，CH452只需要独占使用LOAD信号线，DIN和DCLK信号线可以与其它接口电路共用。

4.3 OP07简介

OP07是一种高精度低失调电压的精密单片运算放大器， 具有很低的输入失调电压和极低的失调电压温漂，非常低的输入噪声及长期稳定等特点，用于微弱信号的放大，如果使用双电源。能达到最好的放大效果。OP07的优良特性使它特别适合作前级放大器，放大微弱信号，广泛应用于稳定积分、比较器，密绝对值电路、及微弱信号的精确放大，使用OP07一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。OP07的参数如下。

(1)低的输入噪声电压幅度—0.35μVP-P (0.1Hz ～ 10Hz) (2)低的输入失调电压—10μV

(3)极低的输入失调电压温漂—0.2μV/℃ (4)具有长期的稳定性—0.2μV/MO (5)低的输入偏置电流—±1nA (6)高的共模抑制比—126dB (7)的共模输入电压范围— ±14V (8)宽的电源电压范围— ± 3V～±22V (9)可替代725、108A、741、AD510 等电路

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第5章 稳压电源的制作与调试

5.1 稳压电源的制作

5.1.1 印刷线路板的设计、制造及其焊接

在准备制板前，首先根据设计或选择电路图的要求，并列成表。确定哪些是装板元器件，哪些不是，通常把大功率和大体积的元器件装在板外。如大功率调整管，大功率启动或泄放电阻，大容量电解电容，电源变压器等。另外对于电源控制开关，调节电位器，工作指示灯，电流电压指示仪表以及保险插座，冷却风扇。输入输出插头等，为了方便操作，一般都安装在面板上。

需要装配在印刷板上的元件，根据其结构形式和大小，可采用三种固定方式，即伏卧式、直立式和混合式。 5.1.2 印刷线路板的设计与绘图

(1)确定了装板元器件以后，用一张大小合适的硬纸，将元器件摆放或插在纸上试一下。摆放时要按元器件的形状和信号传递的顺序，将电路中就近元器件整齐的排列起来。在此应特别注意，要把输入和输出、交流和直流、怕干扰的控制小信号与容易造成干扰的大电流、高电压有意识地分割开，元器件的密度要适中，排列方向要尽量一致。要把易热和怕热元器件分开。给外接的接插件和留出适当的位置。在此基础上连线要尽量的短，大电流要走线要短而宽。

(2)第二步就时绘制草图了，将安插在硬纸草图上的元件逐个取下，逐个在纸上标出它们的轮廓。引线的焊接孔和型号，经过核对无误后，便可绘制正规的印刷电路图。

印刷线路板的线条宽度和线间距离视电流的大小和电压高低有所不同。一般情况下，可取线条宽度为1mm，地线或较大电流的线条宽度为2mm，线间距离要大于1mm，元器件引线焊接孔的内径为1mm，外径为3mm，线条转弯处呈圆形，两平行元器件之间的距离应大于5mm。 5.1.3 印刷线路板的制作

印刷线路板制作方法有多种，下面介绍一下业余手工制作的方法。 首先，按照所需要的大小尺寸切割一块敷铜板，将其表面进行清洁处理，再用热转印的方式将印刷线路板的布线图转印 在敷铜面上。

然后可以进行腐蚀处理，将印刷线路板侵入三氯化铁溶液中进行腐蚀。三氯

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化铁水溶液的数量只要能够浸没印刷线路板就可以了，用过的溶液不要丢弃，还可以用几次。腐蚀完后就可以打孔了，打完所有孔后线路板就制作完毕了。 5.1.4 印刷线路板的焊接

焊接印刷线路板的所用的焊料通常叫焊锡，焊接时还要使用焊剂，目前市场上市售的有焊油和松香。焊接时最好不用焊油，因为它有腐蚀性，焊接的主要工具时烙铁，使用25W的电烙铁已经足够了。

焊接时应让烙铁头加热到温度高于焊锡的熔点，并掌握焊接的时间。送到焊点的焊锡不能太少，也不能太多，焊锡要适中，焊接时不可将烙铁头在焊点上来回移动，或用力下压，焊好后，拿开烙铁，焊锡还不会立即凝固，需要等一段时间后再松开手捏的元器件或手拿的钳子或镊子。

焊接晶体管时，管角不能短于10mm，焊接动作要快，以免因过热使晶体管变质，焊接后，首先检查一下有无虚焊、漏焊等现象。

5.2 稳压电源的调试

5.2.1 通电前的检查

电源组装完后，万万不可急忙通电，应首先认真细致的检查一遍，确认无误后方能通电。通电检查前，主要有三个方面的内容。第一，检查元器件安装是否正确。第二，检查焊接点是否牢固。第三，检查电路接线是否有误。 5.2.2 通电调试

调试分为空载调试和带负载调试，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，经过ADC变换由数码管来显示，并通过观察与调试实现电压在0-24V可调。

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结论

数控直流稳压电源的设计，是单片机在智能化方面的具体应用，充分体现了单片机的优越之处。本设计论文，从硬件设计到软件设计，根据硬件的工作原理及设计原理，对设计方案做了详细的分析和比较，并最终确定了C8051F330D单片机加串联负反馈方案作为设计方案。该方案不仅能够实现输出电压值以0.1V步进，最大输出2A电流，而且还具有过流保护和数码管显示等功能。

本文对系统的各部分电路进行了分析、论证和设计，如对预稳电路、单片机控制电路、A/D转换电路等进行了设计和分析。通过对一个数控直流稳压电源系统的设计，介绍了C8051F330D 单片机应用中的D/A和A/D转换、数码管动态显示原理、外部中断原理，从而了解单片机相关指令在各方面的应用，同时还详细介绍了8个数码管显示及键盘控制芯片CH452的应用方法。系统由模拟电源、控制电路、保护电路、扩流电路、显示电路等部分构成，能输出电压范围为0～24V，步进值为0.1V的直流电压，最大可以输出2A的电流，并且具有过流保护功能。

设计的系统实现了以0.1V步进，最大输出2A电流的基本功能，但由于程序的原因，数码管显示不稳定，闪烁厉害。

设计中对稳压源的某些参数，如温度系数、稳压系数等，并未做出测试，是该设计的一大缺陷，另外系统中一部分程序也需要进一步改进。

另外还有许多其它的一些设计还不够完善，恳请各位老师对不足或疏漏之处给予指正。

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致谢

首先要感谢我的老师李静老师，在我做毕业设计的过程中给予了我亲切关怀和悉心的指导。在整个毕业设计任务和论文的完成过程中，都付出了很多的心血。在百忙之中仍抽出宝贵的时间和我研究、讨论论文和设计中所遇到的难点，直到我们找到解决问题的办法。她丰富的实践经验、严谨的治学态度，使我受益匪浅，在此，我要真诚地感谢。

感谢和我一起作毕业设计的同学，他们在本次毕业设计中给予了我很大的帮助，帮我克服了许多困难，在此深表感谢。

我还要感谢大学三年来教我的所有老师，同时还要感谢我们通技班所有同学们，在这三年的学习和生活中，得到了大家的很多帮助，是他们给我提供了一个良好的学习和生活环境，在和他们讨论和沟通的过程中，使我增长了不少知识，积累了不少经验。正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利完成。在这里，我要向所有关心和帮助过我的老师、同学、朋友们表示我最诚挚的感谢和祝福！

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26

13J821412345671011121314F330DCLKDINALOADDINBR10R11T3DIG7DIG6DIG5DIG4DIG3DIG2DIG1DIG0GNDGNDNCRSTRST#H3L2RSTIDCLKDINLOADDOUTVCCSEG7SEG6SEG5SEG4SEG3SEG2SEG1SEG02827262524232221201918171615R12R13R14R15R16R9SEGA7SEGA6SEGA5SEGA4SEGA3SEGA2SEGA1SEGA0J122附录Ⅰ DCLKDINBLOADC18Y1U1AF330DC123GNDC23C142河南机电高等专科学校毕业设计/论文

GNDR7R8P0.3/XTAL2P0.2/XTAL1P0.1/IDA0P0.0GNDVCC/RST/C2CKP2.0/C2DP1.7P1.6TX0/P0.4RX0/P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.52GNDDIG4DIG3DIG2DIG1612DIG4DIG3DIG2DIG1DIGA7DIGA6DIGA5DIGA4612DIGA3DIGA2DIGA1DIGA0SEGA7SEGA6SEGA5SEGA4SEGA3SEGA2SEGA1SEGA0ABCDEFGDPLED4LED41174211053ABCDEFGDPLED4SEGA7SEGA6SEGA5SEGA4SEGA3SEGA2SEGA1SEGA01174211053C26C27CAPC8C9C10LED412345678J2CON10910TitleSizeBDate:File:Number227 C19+5V3.3VC17J7+15V1U512345671020191817161514131211Vin1C11D3C13GND R1VCCQ3R5VCCC2C3W1C1+15VJ212RP2W2Q2NPNR6NPNQ1PNPF330R2R4RP1A1Q4NPN-15VU31VinVout3+15VC15C161VoutU4Vin-15VU2Vout31VinVout33.3VRevision18-May-2008H:\\毕业论文相关资料\\330D.DdbSheet of Drawn By:D1T1J14221+5VJ1J5123456710123456710DCLKDINALOADDIGA7DIGA6DIGA5DIGA4DIGA3DIGA2DIGA1DIGA0DP10+5V123123CH452ACH452A456710456710C1DP10J6 河南机电高等专科学校毕业设计/论文

附录Ⅱ

$INCLUDE(C8051F330.INC) CH452_DCLK

接CH452的数据输入

CH452_LOAD BIT P0.5 ;串行命令加载,上升沿激活

ORG 0000H JMP START ORG 0030H

START: MOV PCA0MD,#00H ;关看门狗

MOV A,OSCICL ADD A,#2AH MOV OSCICL,A MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV

A,#0C2H

OSCICN,A ;设置内部振荡为二分频 P0MDIN,#0FEH ;P0.0口设置为模拟输入P102 P0SKIP,#03H ;跳过P0.1和P0.0

AMX0P,#00H ;选择P0.0作为模拟输入P28 XBR1,#40H

ADC0CN,#80H ;摸数转换的控制寄存器。

;设置内部振荡为24MHZ

BIT P0.6 ;串行数据时钟,上升沿激活

CH452_DIN BIT P0.7 ;串行数据输出,

MOV P0MDOUT,#0FFH ;P0口设置为推挽方式

MOV ADC0CF,#0F8H ;采用右对齐方式P30

AD0INT： ADC0转换结束中断标志1

AD0BUSY： ADC0忙标志位1 向AD0BUSY写1时启动ADC0转换 MOV IDA0CN,#0F2H ;IDA0控制寄存器，选择2mA, 写IDA0H触发

DAC输出更新 MOV SP,#6FH ACALL DELAY ACALL DELAY ACALL JIAO

CLR A ;显示的初始化

;堆栈

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MOV

LP:

MOV INC MOV R1,#08H

@R0,A

MOV R0,#30H

R0

IDA0L,#0C0H

DJNZ R1,LP MOV IDA0H,#0FH

LOOP: KEY: LKEY: NOP

ACALL ACALL ACALL NOP

ACALL ACALL ACALL JMP MOV CPL JZ ACALL MOV CPL JZ MOV MOV CPL JNZ NOP

ACALL MOV JNB ACALL NOP MOV

BEGIN ;显示的初始化

KEY

QU_AD ZHUANHUAN DISP DELAY LOOP

A,P1

A KEYEX

DELAY_10 ;延时消抖 A,P1 A KEYEX R6,A

A,P1

A LKEY DELAY_10 ;延时消抖 A,R6 ACC.5,KEY2 XIE_DA1 A,R6

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KEY2: JNB NOP

ACC.4,KEYEX

ACALL XIE_DA2

KEYEX: RET

XIE_DA1: MOV A,IDA0H

EXT1: XIE_DA2: EXT2: QU_AD: CJNE A,#0FFH,EXT1 MOV

IDA0H,A

RET

MOV

B,IDA0L

MOV A,IDA0H INC A MOV

IDA0H,A

RET ;备注 当加到一定的程度会不再变化MOV A,IDA0H

CJNE A,#00H,EXT2 MOV

IDA0H,A RET

MOV

B,IDA0L

MOV A,IDA0H DEC A MOV IDA0H,A ;备注 当减到一定的程度会不再变化 RET

SETB AD0BUSY

ACALL DELAY_1 ;调延时等待转换完成 JNB AD0INT,$ MOV A,ADC0H ;右对齐底两位作高位 ANL A,#03H

MOV R2,A

MOV

R3,ADC0L ;作低八位

CLR AD0BUSY CLR AD0INT

MOV A,R3 ;将低八位送入A MOV R3,50H ;将N0送入R3 SUBB

A,R3 ;NX-N0

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MULD : 河南机电高等专科学校毕业设计/论文

MOV R3,A ;将NX-N0的值送入R3 MOV R7,#0EBH ;被乘数底位

MOV R6,#00H

ACALL MULD ;直接加上计算子程序乘法-除法

NOP MOV R5,41H MOV R6,42H MOV R7,43H

ACALL HB2

;直接加上BCD转换子程序

RET

MOV

A,R3 ;计算R3乘R7

MOV B,R7 MULAB MOV R4,B ;暂存部分积 MOV R5,A MOV A,R3 ;计算R3乘R6

MOV B,R6

MULAB

ADD A,R4 ;累加部分积

MOV R4,A

CLR A

ADDC A,B MOV R3,A MOV A,R2 ;计算R2乘R7

MOV B,R7

MULAB ADD A,R4 ;累加部分积 MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,B

MOV R3,A CLR A RLC A XCH A,R2

;计算R2乘R6 31

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MOV MULAB

B,R6

;累加部分积

ADD A,R3 MOV MOV ADDC MOV MOV MOV MOV RET

HB2: CLR A MOV MOV MOV MOV

HB3: MOV

RLC A MOV MOV RLC A MOV MOV RLC A MOV MOV

ADDC DA A MOV MOV ADDC DA A MOV MOV

R3,A A,R2 A,B

40H,R2 41H,R3 42H,R4 43H,R5

R2,A R3,A R4,A R1,#18H A,R7

R7,A A,R6 R6,A A,R5 R5,A A,R4

A,R4

R4,A A,R3

A,R3

R3,A A,R2 ;BCD码初始化

;转换双字节十六进制整数

;从高端移出待转换数的一位到CY中 ;BCD码带进位自身相加，相当于乘２

;十进制调整 32

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ADDC A,R2 DA A

MOV R2,A ;节十六进制数的万位数不超过６，不用调整

DJNZ RET

ZHUANHUAN: MOV A,R2

ANL A,#0F0H SWAP A MOV MOV

31H,A A,R2

R1,HB3 ;处理完16bit

ANL A,#0FH MOV 32H,A MOV

A,R3

ANL A,#0F0H SWAP A MOV RET

JIAO:

MOV MOV

IDA0L,#00H IDA0H,#00H

33H,A

SETB AD0BUSY ACALL DELAY_1 JNB AD0INT,$ CLR AD0INT CLR AD0BUSY MOV MOV RET

BEGIN: MOV

MOV

A,#11H ;设定系统参数：010000010001B B,#04H

R2,ADC0H ;高位可不用 R3,ADC0L

MOV 50H,R3 ;将N0送入50H单元

;010000[INTM][SSPD][DPLR]0[KEYB][DISP]B

ACALL CH452_WRITE ACALL DELAY_1

MOV A,#40H ;定显示参数:0101[0][100]0000B不译方式

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MOV B,#05H ;0101[MODE][LIMIT]0000B

ACALL CH452_WRITE ACALL DELAY_1 NOP RET

DISP: MOV

MOV

LP9: NOP

MOV MOV MOV

A,@R0 DPTR,#STAB B,R1

R0,#30H ;显示的缓冲区在30H-37H R3,#08H ;R3中存放08组数

;R1中存放08++个数码管首地址

MOV R1, #08H

MOVC A,@A+DPTR CJNE R1,#0AH,TX INC A

TX:

ACALL CH452_WRITE INC R0 NOP INC R1

ACALL DELAY_1 DJNZ R3,LP9 RET

STAB: DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BEH,0E0H

DB 0FEH,0F6H ;CH452的不译码方式字型码

USE: ACC, B, R7

CH452_WRITE: CLR CH452_LOAD ;命令开始,此命令可以放在后面

ACALL DELAY_1

MOV R7,#08H ;将ACC中8位送出

CH452_WRITE_8: RRC A ;低位在前,高位在后

CLR CH452_DCLK ACALL DELAY_1

MOV CH452_DIN,C ;送出一位数据 ACALL DELAY_1

SETB CH452_DCLK;产生时钟上升沿通知CH452输入位数据

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ACALL DELAY_1

DJNZ R7,CH452_WRITE_8 ;位数据未完继续 MOV A,B

MOV R7,#04H ;将B中4位送出

CH452_WRITE_4:

RRC A ;低位在前,高位在后

ACALL DELAY_1 CLR CH452_DCLK ACALL DELAY_1

MOV CH452_DIN,C ;送出一位数据 ACALL DELAY_1

SETB CH452_DCLK;产生时钟上升沿通知CH452输入位数据

DJNZ R7,CH452_WRITE_4 ;位数据未完继续

SETB CH452_LOAD ;产生加载上升沿通知CH452处理命令数据

RET

DELAY: MOV 51H,#0FFH ;显示稳定前的延时 L7: MOV 52H,#0FFH L8: DJNZ 52H,L8

DJNZ 51H,L7 RET

DELAY_1: MOV 53H,#0FH

DJNZ 53H,$ RET

DELAY_10: MOV H,#0FH ;延时10mS L9:

MOV DJNZ RET

STAB1: DB 11H,0D7H,32H,92H,0D4H ;74ls1的字型码

DB 98H,18H,0D3H,10H,90H,0EFH END

55H,#81H 55H,$

DJNZ H,L9

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