畢業(yè)設計（論文）-AT89S52單片機控制DAC0832來控制運放驅(qū)動恒流源.doc

摘要 現(xiàn)代家居設計大多數(shù)開始拋開白熾燈以及冷光燈，而更加傾向于大功率led照明系統(tǒng)，led的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。它具有體積小（led基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。）耗電量低（led耗電非常低，一般來說led的工作電壓是2-3.6v。工作電流是0.02-0.03a。這就是說：它消耗的電不超過0.1w。）使用壽命長（在恰當?shù)碾娏骱碗妷合?，led的使用壽命可達10萬小時。）高亮度、低熱量，環(huán)保（led是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時led也可以回收再利用。）堅固耐用（led是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，這些特點使得led可以說是不易損壞的。）等優(yōu)勢。本設計采用at89s52單片機控制dac0832來控制運放驅(qū)動恒流源。關鍵字：at89s52，恒流源，dac0832 第一章 緒論1.1引言 近年來，世界范圍內(nèi)的能源短缺和環(huán)境污染問題越來越嚴重，節(jié)能減排成為全世界共同關注的研究課題。發(fā)達國家照明用電占發(fā)電總量的比例是19 ，我國也達到10 。隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國的照明用電將還會逐步提高，因此對綠色節(jié)能照明的研究越來越受到重視。發(fā)光二極管(1ight emittins diode，led)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光，與傳統(tǒng)的自熾燈和熒光燈相比，具有光效高、耗能少、壽命長、無輻射等優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，若是用固體led光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明設備，全球照明能耗將可以節(jié)約50 以上，所以led將會成為最具前景的照明產(chǎn)品。然而，目前l(fā)ed照明在應用上仍存在某些問題。led驅(qū)動電源要求高效率、高功率因數(shù)、高電流控制精度、高可靠性、安全隔離、符合emi標準、體積小、成本低等。中國質(zhì)量認證中心于2010年12月發(fā)布的led筒燈節(jié)能認證規(guī)則規(guī)定對于515 w的led照明產(chǎn)品，要求功率因數(shù)必須大于07，如此才能進一步達成節(jié)能的目的。本文設計了一種基于fan103的led小功率恒流源，具有效率高、功率因數(shù)高、控制精度高、體積小、成本低等特點。 1.2 led發(fā)展現(xiàn)狀及應用意義和前景1.2.1國內(nèi)外應用及發(fā)展現(xiàn)狀20世紀60年代問世的led在短短的30多年里，取得飛速發(fā)展。第一批產(chǎn)品出現(xiàn)在1968年，工作電流20ma的led的光通量只有千分之幾流明。相應的發(fā)光效率為011mw，而且只有一種光色為650hm的紅色光。20世紀70年代初該技術進步很快，發(fā)光效率達到1lmw，顏色也擴大到紅色、綠色和黃色。led從誕生至今以每10年亮度提高20倍，價格降低為原來的1100的速度在發(fā)展。伴隨著新材料的發(fā)明和光效的提高，單個led光源的功率和光通量也在迅速增加。到了20世紀90年代，一種代號為“水虎魚”的led光源的驅(qū)動電流增加到50ma-70mh，而代號為“梭子魚”的led光源的驅(qū)動電流達到300ma一500ma21。特別是1998年白光led的開發(fā)成功，使得led應用從單純的標識顯示功能向照明功能邁出了實質(zhì)性的一步。因此各個國家都相當重視led的發(fā)展趨勢 led光源與傳統(tǒng)光源相比較，具有如下的優(yōu)點：超長壽命，可達幾萬小時，傳統(tǒng)光源一般為幾千小時；結構堅固，沒有鎢絲、玻殼等容易損壞的部件，具有極高的抗震性能；響應速度快，光通上升時間短；對點燈線路要求低，易實現(xiàn)調(diào)光和智能控制；耐開關沖擊，適用于頻繁開關場合；高效節(jié)能，現(xiàn)有光效已經(jīng)超過白熾燈，理論光效可達2001mw；不含汞、鉛等有害物質(zhì)，沒有污染，綠色環(huán)保。 歐司朗已經(jīng)發(fā)布首款亮度超過50w鹵素燈的led產(chǎn)品，傳統(tǒng)光源與led的光效對比，如圖1-1所示。國內(nèi)早在2003年就成立了跨部委的國家半導體照明協(xié)調(diào)領導小組，啟動了“國家半導體照明工程”。國家“863計劃”對有關企業(yè)及研究機構還投入了相應的資金，以支持相關的基礎研究和技術研發(fā)，并建立了上海、深圳、大連、廈門和南昌等五個半導體照明產(chǎn)業(yè)化基地，啟動了一批示范工程。據(jù)悉，廣東省今年開始大規(guī)模實施“千里十萬”白光led路燈產(chǎn)業(yè)化示范推廣工程，即在廣州、東莞、佛山、中山、肇慶、汕頭等市建設總里程1500公里左右，規(guī)模約10萬盞的led路燈示范推廣工程。目前以每個led路燈3000多元的價格計算，10萬個led路燈有3億元的銷售市場，加上芯片、支架等相關產(chǎn)業(yè)，可以拉動25億元產(chǎn)值。隨著我國政府相繼出臺的政策措施，有力地推動了led產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 圖1-1傳統(tǒng)光源與led的光效對比 國外led照明技術的發(fā)展速度要超過國內(nèi)。在全球能源緊缺，氣候變暖和經(jīng)濟危機的情況下，大力發(fā)展led照明產(chǎn)業(yè)以成為各國政府的共識。據(jù)美國能源部（doe）統(tǒng)計，美國22%的電能用于照明。doe聲稱在今后20年中，led照明將在美國得到快速普及，可以減少62%的照明電能需求。另外，它能消除2.58億噸的二氧化硅排放量，少建133座新的電廠。采用led照明能使財政節(jié)減115多億美元。以德國歐司朗，日本日亞公司，美國通用公司為代表的國外公司已經(jīng)壟斷了功率led發(fā)光芯片的生產(chǎn)和封裝等技術并推出led照明設備。在led恒流驅(qū)動開關電源技術上，國外也發(fā)展迅速。如日本松下電工已經(jīng)開始生產(chǎn)“袖珍型led照明燈”，該產(chǎn)品包括筒燈和聚光燈，其驅(qū)動電源做在燈頭內(nèi)，可直接用于220v市電，每套售價在100萬200萬日元之間，光源壽命達4萬小時。122 led應用意義 我國是人口眾多的泱泱大國，在照明領域消耗的能源相當?shù)木薮?，在能源緊缺的當今社會，使用節(jié)能、環(huán)保的led照明具有非常重大的意義。a、節(jié)約能源，保護國家安全 我國是僅次于美國的第二發(fā)電大國，2003年度我國發(fā)電總量為1.91萬億千瓦時，照明用電量約占總發(fā)電量的12%（約2100億千瓦時），相當于三峽水電站總發(fā)電量的2.4倍，并且正以每年5%以上的速度增長。以現(xiàn)有照明用電量5%的速度增長，2010年照明用電量將達到3000億千瓦時，如果三分之一的照明市場采用半導體照明，每年可節(jié)電30，即年節(jié)電1000億千瓦時，是三峽電站年總發(fā)電量847億千瓦時的一倍還多。國家發(fā)改委根據(jù)“十六大”提出的，到2020年我國gdp翻兩番，達到4萬億美元的經(jīng)濟發(fā)展目標，估計到那時，全國約需發(fā)電裝機容量為8億-8.5億千瓦(而電力部門的數(shù)字是9-9.5億千瓦)。目前國內(nèi)已有裝機容量是3.5億千瓦，需要新增量4.5億-5億千瓦。而從我國目前的資源看，按水電資源已探明儲量和以天然氣與煤為燃料的火電最多可提供的裝機容量計算，將有3200萬-4000萬千瓦的缺口。解決我國能源危機的辦法除了進行電站建設和新能源開發(fā)外，比較可行的辦法是進行節(jié)約能源的消耗。b、綠色環(huán)保 中國的電力生產(chǎn)中約80為火力發(fā)電，燃燒大量的原煤和石油，產(chǎn)生大量的粉塵和co2、so2等氣體，環(huán)境污染嚴重，led產(chǎn)品的應用可以減少電力使用，也間接減少了環(huán)境污染。同時led具有無頻閃、耐震、耐沖擊、廢棄物可回收等特點，沒有白熾燈泡易碎及熒光燈廢棄物含汞污染的問題等缺點。 c、符合走新型工業(yè)化道路 我國是照明生產(chǎn)和出口大國之一，發(fā)展半導體照明可以提高我國照明電器行業(yè)中高端產(chǎn)品、高技術產(chǎn)業(yè)比重，提升照明電器行業(yè)的國際競爭力。同時半導體照明產(chǎn)業(yè)具有技術密集和勞動密集雙重特點，在我國發(fā)展半導體照明產(chǎn)業(yè)，不僅可以形成新的產(chǎn)業(yè)和出口增長點，而且可以節(jié)約能源、減少環(huán)境污染并充分發(fā)揮我國勞動力資源優(yōu)勢，符合“十六大”提出的走新型工業(yè)化道路的指導思想。d、發(fā)展自主知識產(chǎn)權的半導體照明新興產(chǎn)業(yè) 半導體照明是目前世界研發(fā)的重點領域，許多技術尚不成熟，有形成自主知識產(chǎn)權的機會，尤其是在深紫外技術、sic/si及gan襯底、gan外延層激光剝離、zno單晶膜上生長gan外延層等方面有可能取得關鍵技術突破。e、改善人民生活質(zhì)量 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們消費水平和消費觀念的變化，發(fā)展半導體照明可以改善生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量，構建和諧完美的生活環(huán)境和工作環(huán)境，有利于小康社會的建設。半導體照明色彩豐富的特點，可以滿足人們對服裝、裝飾、手機等時尚的需求，如中國手機用戶已超過3億，手機已成為一種消費時尚，led用在手機背光源，可以顯現(xiàn)藍光和白光，目前彩屏手機主要使用白光led做背光，許多新款手機都已廣泛使用。專家認為，隨著led產(chǎn)業(yè)的技術進步、成本的進一步降低，以及人們對環(huán)保、安全、節(jié)能等要求的不斷提高，led在特種領域的應用規(guī)模將不斷擴大，在人們的工作生活中扮演越來越重要的角色。發(fā)展半導體照明光源對節(jié)約能源、減少污染、保護環(huán)境，帶動新型制造業(yè)的發(fā)展，促進國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展具有巨大的推動作用。高亮度led的出現(xiàn)具有劃時代意義。它將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡之后最偉大的發(fā)明之一。 第二章器件介紹21 led介紹211 led結構及特性及發(fā)光原理 led(light emitting diode)發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，是由一族化合物，如gahs(砷化鎵k gap(磷化鎵)、gaasp(磷砷化鎵)等半導體制成的。led的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來，其核心是pn結。因此它具有一般p-n結的in特性。即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由n區(qū)注入p區(qū)，空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復合而發(fā)光，如圖21所示?，F(xiàn)在已有紅、黃、綠及藍等顏色的發(fā)光二極管，但因為材料及制造等原因，成本有一些不同。led早在20世紀60年代初就已問世，雖然其激勵響應時間短、有效壽命長、功耗低，但由于制造技術的限制，使其發(fā)光亮度小，且只有紅色一種顏色，很長一段時間內(nèi)僅用于小指示器光源和字母數(shù)字顯示器等有限領域中。目前，隨著科學技術的發(fā)展，led的性能逐步提高，例如其發(fā)光亮度的增加大大減少了每個高位制動燈中所需led的數(shù)目，因此降低了成本，使其得到廣泛應用。并且，隨著材料的發(fā)展，更亮、更多色彩的led將會被用到其它的燈具中去。 圖21 led發(fā)光原理示意圖 fig21 sketch map of the led radiation principle 對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的led開發(fā)成功。這種led是將gan芯片和釔鋁石榴石(yag)封裝在一起做成。gan芯片發(fā)藍光( 465m，led的驅(qū)動電路研究wd=30nm)，高溫燒結制成的含ce3+的yag熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550hm。藍光led基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有yag的樹脂薄層，約200-500nm。led基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對于inganyag白色led，通過改變yag熒光粉的化學組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000k的各色白光。這種通過藍光led得到自光的方法，構造簡單、成本低廉、技術成熟度高，因此運用最多。 212 led的特征參數(shù)1、光強度(luminous intensity：iv)光強度定義為單位立體角所發(fā)射出的光通量，單位為坎德拉(candela，cd)。一般而言，光源會向不同方向以不同強度放射出其光通量，在特定方向單位立體角所放出之可見光輻射強度即稱之為光強度。2、光通量(luminous flux)能夠被人的視覺系統(tǒng)所感受到的那部分光輻射功率的大小，單位為lm。3、色度(chromaticity) 人眼對色彩的感知是一種錯綜復雜的過程，為了將色彩的描述加以量化，國起的視覺感來加以紀錄，計算出紅、綠、藍三原色的配色函數(shù)，根據(jù)此配色函數(shù)，使人們得以對色彩加以描述運用。4、色溫(color temperature) 光源之輻射能量分布與某一絕對溫度下之標準黑體(black body radiator)輻射能量分布相同時，其光源色度與此黑體輻射之色度相同，此時光源色度以所對應之絕對溫度表之，此溫度稱之為色溫。色溫在3300k以下，光色偏紅給以溫暖的感覺；色溫在30006000k為中間，人在此色調(diào)下有爽快的感覺；色溫超過6000k，光色偏藍，給人以清冷的感覺。5 led電氣特性圖1-l為正向壓降(vf)和正向電流的(if)關系曲線，由曲線可知，當正向電壓超過某個閾值(約2v)，即通常所說的導通電壓之后，可近似認為，if與vf成正比。當前超高亮led的最高if可達1a，而vf通 常為24v 。 圖ll led vf-if關系曲線圖 figure l-1 led forward current versus forward voltage 由于led的光特性通常都描述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)，光通量（v）與if的關系曲線，因此，采用恒流源驅(qū)動可以更好地控制亮度。此外，led的正向壓降變化范圍比較大(最大可達1v以上)，而由上圖中的vfif曲線可知，vf(前向電壓)的微小變化會引起較大的if(前向電流)變化，從而引起亮度的較大變化。所以采用恒壓源驅(qū)動不能保證led亮度的一致性，并且影響led的可靠性、壽命和光衰。因此，超高亮led通常采用恒流源驅(qū)動。圖1-2是led的溫度與光通量(v)關系曲線，由下圖可知光通量與溫度成反比，85時的光通量是25時的一半，而40時光輸出是25時的18倍。溫度的變化對lfd的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是led保持恒定亮度的保證。 圖12 led光通量一溫度曲線圖 figure 1-2 led luminous flux vgisus temperature213 大功率led的技術優(yōu)勢大功率led作為光源用于照明具有以下優(yōu)點：l、耗電量少：光效為75lmw的led較相等亮度的白熾燈耗電量減少80。2、壽命長：產(chǎn)品壽命長達10萬小時24小時連續(xù)點亮可用8年以上。3、速度快：納秒級的響應速度，使亮度和色彩的動態(tài)控制更加容易，可實現(xiàn)色彩的動態(tài)變化和數(shù)字化控制。4、設計空間大：與建筑可以有機地融合，達到只見光不見燈的效果。5、環(huán)保：無有害金屬汞，無紅外線和紫外線輻射。6、顏色：不同波長產(chǎn)生不同彩色光，鮮艷飽和，無需濾光鏡，可用紅，綠，藍三原色控制后形成不同的顏色，并能實現(xiàn)全彩，漸變等各種顏色效果。 白熾燈、05mmled與luxeon 1w大功率led的壽命相比，大功率led在使用壽命上有很大的優(yōu)勢，而白熾燈以及其他一些傳統(tǒng)光源在很多技術方面可提升的空間已經(jīng)很小了。表11三種不同光源的使用壽命對比table l-l the lifetime ofthree different light 22數(shù)模轉(zhuǎn)換dac0832221 d/a轉(zhuǎn)換器dac0832內(nèi)部結構dac0832是采用cmos工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。如圖4-82所示，它由倒t型r-2r電阻網(wǎng)絡、模擬開關、運算放大器和參考電壓vref四大部分組成。運算放大器輸出的模擬量v0為：圖4-82由上式可見，輸出的模擬量 與輸入的數(shù)字量（ ） 成正比，這就實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。一個8位d/a轉(zhuǎn)換器有8個輸入端（其中每個輸入端是8位二進制數(shù)的一位），有一個模擬輸出端。輸入可有28=256個不同的二進制組態(tài)，輸出為256個電壓之一，即輸出電壓不是整個電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是256個可能值。圖4-83是dac0832的邏輯框圖和引腳排列。222 dac0832引腳與應用簡介d0d7：數(shù)字信號輸入端。ile：輸入寄存器允許，高電平有效。cs：片選信號，低電平有效。wr1：寫信號1，低電平有效。xfer：傳送控制信號，低電平有效。wr2：寫信號2，低電平有效。iout1、iout2：dac電流輸出端。rfb：是集成在片內(nèi)的外接運放的反饋電阻。 vref：基準電壓（-1010v）。vcc：是源電壓（+5+15v）。agnd：模擬地 ngnd：數(shù)字地，可與agnd接在一起使用。dac0832輸出的是電流，一般要求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過一個外接的運算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。實驗線路如圖所示。in0in7：8路模擬信號輸入端。a1、a2、a0 ：地址輸入端。ale地址鎖存允許輸入信號，在此腳施加正脈沖，上升沿有效，此時鎖存地址碼，從而選通相應的模擬信號通道，以便進行a/d轉(zhuǎn)換。start：啟動信號輸入端，應在此腳施加正脈沖，當上升沿到達時，內(nèi)部逐次逼近寄存器復位，在下降沿到達后，開始a/d轉(zhuǎn)換過程。eoc：轉(zhuǎn)換結束輸出信號（轉(zhuǎn)換接受標志），高電平有效。oe：輸入允許信號，高電平有效。clock(cp)：時鐘信號輸入端，外接時鐘頻率一般為640khz。 vcc：+5v單電源供電。 、 vref(+),vref(-)：基準電壓的正極、負極。一般vref(+)接+5v電源，vref(-)接地。d7d0：數(shù)字信號輸出端。 由a2、a1、a0三地址輸入端選通8路模擬信號中的任何一路進行a/d轉(zhuǎn)換。23 主控制器at89s52231 msc-51芯片資源簡介 89s51是mcs-51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們就這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。89s51單片機包含中央處理器、程序存儲器(rom)、數(shù)據(jù)存儲器(ram)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：圖231 單片機內(nèi)部結構示意圖a.中央處理器中央處理器(cpu)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，cpu負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。b.數(shù)據(jù)存儲器(ram)89s51內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的ram只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。c.程序存儲器(rom)89s51共有4kb掩膜rom，最大可擴展64k字節(jié)，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。d.定時/計數(shù)器：89s51有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。e.并行輸入輸出(i/o)口：89s51共有4組8位i/o口(p0、 p1、p2或p3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。232單片機的引腳及其它介紹89s51單片機內(nèi)部總線是單總線結構,即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的. 89s51有40條引腳, 與其他51系列單片機引腳是兼容的. 這40條引腳可分為i/o接口線、電源線、控制線、外接晶體線4部分. 89s51單片機為雙列直插式封裝結構, 如圖3.2所示.189s51單機的電源線（1） vcc：+5v電源線。電源線 （2） gnd：接地線。289s51單片機的外接晶體引腳 （1）xtal1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時鐘工作的輸入端。采用內(nèi)部振蕩器時，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個引腳。 （2） xtal2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。采用外部振蕩器時，該引腳懸空。外接晶體引腳。80c51單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構成振蕩器。反相放大器的輸入端為xtal1，輸出端為xtal2，分別是80c51的19腳和18腳。在xtal1和xtal2兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構成穩(wěn)定的自激振蕩器。如圖2所示：圖2 振蕩電路石英晶振起振后要能在xtal2線上輸出一個3v左右的正弦波，使mcs-51片內(nèi)的ocs電路按石英晶振相同頻率自激震蕩。通常，ocs的輸出時鐘頻率fosc為0.5mhz16mhz，典型值為12mhz電容器c1和c2通常取30pf左右，對震蕩頻率有微調(diào)作用。調(diào)節(jié)它們可以達到微調(diào)震蕩周期fosc的目的。389s51單片機的控制線（1） rst：復位輸入端，高電平有效。（2） ale/prog：地址鎖存允許/編程線。（3） psen：外部程序存儲器的讀選通線。（4） ea/vpp：片外rom允許訪問端/編程電源端。 233 89s51單片機復位方式復位是單片機的初始化操作。其主要功能是把程序計數(shù)器pc值初始化為0000h，使單片機從0000h單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復位鍵重新啟動單片機。rst引腳是復位信號的輸入端，高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個震蕩周期（即兩個機器周期）以上。若使頻率為6mhz的晶振，則復位信號持續(xù)時間超過4s才能完成復位操作。復位操作由上電復位和按鍵手動復為兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖所示。只要電源vcc的上電時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復位初始化。89s51單片機的復位靠外部電路實現(xiàn),信號由reset(rst)引腳輸入,高電平有效,在振蕩器工作時,只要保持rst引腳高電平兩個機器周期,單片機即復位. 復位后,pc程序計數(shù)器的內(nèi)容為0000h,片內(nèi)ram中內(nèi)容不變. 復位電路一般有上電復位、手動開關復位和自動復位電路3種.24 v-i轉(zhuǎn)化電路241 v-i轉(zhuǎn)換電路的設計如下圖，采用如下v-i轉(zhuǎn)換電路: 輸入端vi的電壓為010v,由+12經(jīng)電位器分壓獲得，運放一構成反相放大器，輸出端的電壓為-0-1.6v,通過運放二，在r12處輸出電流為4ma20ma。其中晶體管起，穩(wěn)定電流的作用，增強了帶負載能力。242 v_i轉(zhuǎn)換電路本電路將0v10v的輸入電壓轉(zhuǎn)換為4ma20ma的輸出電流，第一級運放起反相衰減的作用的，將電壓衰減為0v-1.6v， (r3+rop1)/r1=0.16，r1取100k，得r3+rop1= 16k,所以r3選10，rop1選10k的電位器。第二級反相運算放大器的輸入電壓由第一級的輸出電壓v1、由穩(wěn)壓管提供的電壓v2疊加，以達到精確地線性v-i變換。根據(jù)公式vout=vout1+vout2=-（r7+rop2）/r5*v1-（r7+rop2）/r6*v2因為vout要求的輸出量為0.42v的電壓(r12上的電壓)，電流為420ma，由上式得vout與r7+rop2的大小成正比例的關系，r5、r6和r7為固定電阻，大小為10k、100k、10k，第二級運放是一個1:1的反相運放，通過仿真可得，rop2的電阻幾乎可以為0，由vout=0.4v，v1=0v，得v2=-4v。當vout=2v時，v1=-1.6v，v2=-4v，代入也滿足條件。不過為了起到調(diào)節(jié)的作用，rop2采用了2k的電位器。圖 1 v-i轉(zhuǎn)換電路 25 8255的介紹251 8255引腳介紹 8255a的內(nèi)部結構，由三部分電路組成：與cpu的接口電路、內(nèi)部控制邏輯電路和與外設連接的輸入/輸出接口電路。 d7d0（data bus）：三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)線，與cpu數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù)。 （chip select）：片選信號線，低電平有效時，芯片被選中。 （read）：讀出信號線，低電平有效時，允許數(shù)據(jù)讀出。（write）：寫入信號線，低電平有效時，允許數(shù)據(jù)寫入。reset（reset)：復位信號線，高電平有效時，將所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）清0。pa7pa0（port a）：a口輸入/輸出信號線。pb7pb0（port b）：b口輸入/輸出信號線。pc7pc0（port c）：c口輸入/輸出信號線。vcc：5v電源。 gnd：電源地線。 252 8255a的工作方式 方式0：基本輸入輸出方式適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路方式1：選通輸入輸出方式適用于查詢和中斷方式的接口電路方式2：雙向選通傳送方式適用于與雙向傳送數(shù)據(jù)的外設適用于查詢和中斷方式的接口電路253 8255a初始化編程 8255a的a，b，c三個端口的工作方式是在初始化編程時，通過向8255a的控制端口寫入控制字來設定的。8255a由編程寫入的控制字有兩個：方式控制字和置位/復位控制字。方式控制字用于設置端口a, b, c的工作方式和數(shù)據(jù)傳送方向；置位/復位控制字用于設置c口的pc7pc0中某一條口線pci（i07）的電平。兩個控制字公用一個端口地址，由控制字的最高位作為區(qū)分這兩個控制字的標志位。 （1）方式控制字的格式 8255a工作方式控制字的格式如圖所示。 d0：設置pc3pc0的數(shù)據(jù)傳送方向。d01為輸入；d00為輸出。d1：設置b口的數(shù)據(jù)傳送方向。d11為輸入；d10為輸出d2：設置b口的工作方式。d21為方式1；d20為方式0。d3：設置pc7pc4的數(shù)據(jù)傳送方向。d31為輸入；d30為輸出。d4：設置a口的數(shù)據(jù)傳送方向。d41為輸入；d40為輸出。d6d5：設置a口的工作方式。d6d500為方式0，d6d501為方式1，d6d510或11為方式2。d7：方式控制字的標志位，恒為1。第三章 大功率led恒流驅(qū)動系統(tǒng)設計31 硬件電路設計（1）單片機最小系統(tǒng)（2）數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（3）led恒流驅(qū)動系統(tǒng)（4）8255擴展的鍵盤與顯示（5）供電電路2.系統(tǒng)軟件設計軟件程序清單：#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar tt,aa;sbit kjia=p34;sbit kjian=p35;sbit k1=p36;sbit k2=p37;uchar miao,fen,shi,a1,a2,a3,a4,a5,a6;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x40;uchar miao1,miao2,fen1,fen2,shi1,shi2;void delay(uint ms) uint i,j; for(i=ms;i0;i-) for(j=110;j0;j-);void init() tmod=0x01; th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; ea=1; et0=1; tr0=1;void display(uchar aa,uchar bb,uchar cc,uchar dd,uchar ee,uchar ff) p2=tableaa; p1=0x7f; delay(1); p1=0xff; p2