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单片机数控直流电压源设计 第3页

更新时间:2010-5-5:  来源:毕业论文
单片机数控直流电压源设计 第3页
2.2数控部分
2.2.1AT89C51单片机
  AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128 bytes的随机数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89C51单片机可提供高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。因此,在这里我选用AT89C51单片机来完成。
主要性能参数:
•与MCS-51产品指令系统完全兼容
•4K字节可重擦写Flash闪存存储器
•1000次擦写周期
•全静态操作:0hz-24hz
•三级加密程序存储器
•128x8字节内部RAM
•32个可编程I/O口线
•2个16位定时/计数器
•6个中断源
•可编程串行UART通道
•低功耗空闲和掉电模式

AT89C51 内存空间
1、内部程序存储器(FLASH)4K 字节。
2、外部程序存储器(ROM)64K 字节。
3、内部数据存储器(RAM)256 字节。
4、外部数据存储器(RAM)64K 字节。
2.3信号处理电路
2.3.1D/A转换
   电源输出电压范围是0-30V,步长0.1V,共有300个状态,而8位的D/A转换只有256个状态,不能满足要求,因此我需要选用10字长的D/A转换器来达到设计要求。
MAX504是由美信(Maxim)公司生产的一种低功耗、电压输出型10位串行数/模转换器。MAX504既可用+5V单电源工作,也可用±5V双电源工作。该电路采用14引脚DIP型或SO型封装,图2示出它的引脚排列,表1介绍它的引脚功能。  
   
图2.5 MAX504封装图
               表1    MAX504的引脚功能
引脚序号     引脚名称        引脚功能
1          BIPOFF      双极性偏置/增益电阻端
2          DIN          串行数据输入端
3          CLR/        清除端,异步置位DAC寄存器所有位
4         SCLK         串行时钟输入端
5         CS/          片选端,低电压有效
6         DOUT         串行数据输出端
7         DGND          数字地
8         AGND         模拟地
9         REFIN        参考电压输入端
10        REFOUT      参考电压输出端,若不用应接至VDD
11            VSS      电源负端
12          VOUT     DAC模拟输出地
13          VDD        电压负端
14         RFB        反馈电阻端
2.4键盘与显示部分
2.4.1显示部分
显示数据以串行方式从89C51的P12口输出送往移位寄存器74LS164的A、B端,然后将变成的并行数据从输出端Q0~Q7输出,以控制开关管WT1~WT3的集电极,然后再将输出的LED段选码同时送往数码管LED1~LED2。位选码由89C51的P14~P16口输出并经译码器74LS138送往开关管Y1~Y8的基极,以对数码管LED1~LED8进行位选控制,这样,4个数码管便以100ms的时间间隔轮流显示。由于人眼的残留效应,这4个数码管看上去几乎是同时显示。
2.4.2键盘部分
  键盘是有无数个按键组成的开关矩阵,它是一种廉价的输入设备。一个键盘通常包括数据键,字母键以及一些功能键。操作人员可以通过键盘向计算机输入数据、地址、指令或其他的控制命令,实现简单的人机对话。
  用于计算机系统的键盘通常有两种:一类是编码键盘,即键盘上闭合键的识别有专用硬件识别。另一类是非编码键盘,即键盘上键入及闭合键的识别由软件实现。
键盘接口应具有的功能:
键扫描功能,即检测是否有键按下
键识别功能,确定被按下建所在的行列的位置
产生相应的键的代码
消除按键弹跳及对付多键串键
这里我要选用的是非编码3x3键盘结构,能自动消除键抖动影响,具有对按键同时按下的保护,能把键盘信息存入堆栈,也可向CPU发中断请求,得到响应后,使CPU获取按键信息,还可接受CPU队间信息的查询。
对每个键我们都赋予了特定的功能:
0------每按键一次增加10V
1------每按键一次减少10V

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