-12v11400-12v11B-+65AVCVCEEVCVCEE稳压电路1-+4234007数/模转换LM324LM324 200+12v+12v4 图3-8 放大电路
本单元只用到了LM324里面的2个运算放大器构成2级运放，主要是将数/模转换电路输出的电流转换成为电压，并用这个电压去控制稳压电路输出一个恒定的电压值。
3.4.4 稳压电路设计
目前，集成稳压电源已经大量应用到电子系统中，使得整个电源部分工作更加可靠，体积大大减小，在电路图中用到了LM317、7805、7812、7912三端稳压器。作为此电源设计不可缺少的一部分，因此，应该对其功能、结构、参数、性能、工作条件进行更的深入的了解。
这是一种很常用的稳压器，其外型不同于普通的小功率三极管如图所示3-9，317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。 其基准电压标准值为1.25V（最小为1.20V，最大为1.30V），ADJ端电流标准值为50μA，最大为100μA。最小输出电流在输入输出压差为40V（极限值）时标准值为5mA，最大为10mA；最大输出电流在同样条件下标准值为0.8A，最小为0.15A。其工作条件见表3-1。稳压器在空载时工作电流最小，此时，为保证额定的输出电压值，R的取值应为
R=1.25/10mA=125Ω （3-1） 取标称值120Ω。实际上R的取值通常在120~240Ω之间。由此可以写出上述电路的输出电压值计算公式，即
Uo=1.25*(1+Rw/R)+IadjRw （3-2） 式中，Iadj为50μA,其变化不超过0.5μA，因此，在设计时，上式后面一项可以忽略。C2主要是为了旁路上的纹波电压。
3 Uin Uout 2 2
ADJ LM317 1 2 3 1
图3-9 LM317的外型及符号
表3-1工作条件
项 目 输入输出电压差／V 输入电压／V 输出电压／V 输出电流／A 表面温度／oC 符 号 Uin Uo Io Topt 最 小 4.3 1.25 0.15 20 最 大 40 40 37 1.5 125 Uin-Uo 3 3.4.5 电源电路设计
在固定输出电压的集成稳压器中，常用的是三端固定正稳压器7800系列和三端固定负稳压器7900系列，它们的输出电压有±5V，±6V，±8V，±9V，±10V，±12V，±15V，±18V，±24V等，输出电流有100mA(78L00系列、79L00系列)、500mA(78M00系列、79M00系列)、500mA(78M00系列、79M00系列)、1.5A（7800系列、7900系列），管脚如图3-10所示。
7805 7812 7912 1 2 3 1 2 3 2 1 3
图3-10 7805、7812、7912管脚图
由于在此电源的设计中用到的是小电流输出，所以在此主要介绍的是7812、7912、7805的外形封装及符号如图3－10所示（注意：三端稳压的封装不同，其引脚排列和名称也是不同的）。电源电路如图3-11所示。其输出与
输入之间的电压差范围为2~6.2V，输出与公共端电压为5V。使用时在输入端接入大的有极性滤波电容外，还应接一个较小的无极性电容，以改善纹波，同时抑制输入瞬态过电压，该电容取值一般在0.1~0.47μF之间；公共端必须可靠接地，否则，可能损坏稳压器；输出端不需要接大的电解电容，但要接一个小的无极性电容，以改善负载的瞬态响应，取值范围也在0.1~0.47μF之间。
图3-11 电源电路
3.4.6 显示电路设计
3.4.6.1 四位一体数码管（共阳）介绍
内部有4个单个数码管共用a~dp这8根数据线，为人们使用提供了方便，所以它有4个公共端，加上a~dp，共有12个引脚。电流：静态时，推荐使用10-15mA；动态时，16/1动态扫描时，平均电流为4-5mA，峰值电流50-60mA。电压：查引脚排布图，看一下每段的芯片数量是多少？当红色时，使用1.9V乘以每段的芯片串联的个数；当绿色时，使用2.1V乘以每段的芯片串联的个数。如图3-12所示。
图3-12 四位一体数码管
3.4.6.2 四位一体数码管管脚
数码管的外部引脚与位选、段选对应如下:A—11；B—7；C—4；D—2；E—1；F—10；G—5；BIT1—6；BIT2—8；BIT3—9；BIT4—12；DP—3；
3.4.6.3 驱动电路
驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二—十进制译码器译码进行驱动。优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口只有32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。因本电路采用的是四位一体共阳极数码管，所以只需要位选上加三极管做驱动电路。
本章小结
本章主要介绍硬件电路的组成和各部分电路的设计，整个电路主要由控制电路、数/模转换电路、驱动电路、放大电路、稳压电路、显示电路和按键电路组成。
控制电路的主要核心元件就是单片机，单片机主要连接的电路是显示电路、数/模转换电路、按键电路，主要完成是将按键电路设置的预置电压一路送给显示电路显示，一路送给数/模转换电路输出，所有的操作都是由软件完成，在下一章节中将会介绍。
数/模转换电路中的核心原件是DAC0832,DAC0832由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路所构成。8位输入锁存器用于存放CPU送
来的数字量，是输入数字量得到缓冲和锁存；8位DAC寄存器用于存放待转换数字量；8位D/A转换电路有8位T形电阻网络和电子开关组成，电子开关受8位DAC寄存器输出控制，T形电阻网络能输出和数字量成正比的模拟电流。
驱动电路主要的作用就是将单片机输出的电流、电压按一定比例进行放大为显示电路提供足够大的功率。
放大电路由两级运算放大器组成，主要作用是将DAC0832输出的模拟电流按一定比例放大并且转换成电路中需要的电压去控制稳压电路。
稳压电路主要是受放大电路所输出的电压控制，将其电压稳定输出，并且将误差电压控制在最小的范围内。
第4章 软件程序设计
系统软件设计主要是为了保证和硬件电路相结合，正确地实现电路的整体要求。软件设计有两种方法：一种是自上而下，逐步细化；一种是自下而上，先设计出每一个具体的模块，最后组成一个系统。本次系统软件设计采用了自上向下的模块化结构方式。在进行软件设计时，我遵循实用性、先进性、系统性及规范性的原则。