基于单片机的四路数控及显示系统的设计

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摘要:以单片机89C52为核心,控制四路D/A转换器实现独立数控与显示。每路数控单元都能互不影响地各自调整,输出的
步进电压为+0.1V。分析了系统数控原理,给出较详细的软件设计过程、电路和程序结构,并对实际应用方面作介绍。
关键词:数控;单片机; D/A转换
# \' }! {  Q% l3 GD/A转换器DAC0832内部主要由T型电阻网络和电子开
5 ^( g: N9 n* l$ a* F. S& \, S9 V7 L0 i2 }) q关组成,输人不同数字量可以控制相应电子开关,从而使T型
" ]6 N. o9 ]9 Y5 g1 e7 n) D电阻网络输出与数字量成正比的模拟电流,并通过外接运放得
到模拟电压。若加到四个DAC0832的基准电压为固定值Uz(可
以是同一个Uz ),则在单片机89C52的作用下,可以对每路DIA
9 D9 Y2 o( k* l7 e% V转换器分别进行控制，从而实现每路独立以0.1V步进电压输
出。DAC0832是8位DIA转换常用器件,在本系统中作为被控
对象,其内部的电阻网络对数字最的解码,完全可以达到低于
0.1V分辨率的要求,这是一种可行、实用的方案,单片机89C52
如何来控制每路数控独立输出与显示则是要解决的重点内容。
系统实现的功能如下:各路数控独立输出与调整;同- -基准电
压Uz条件下,各路输出电压范围0~Uz,步进电压0.1V;每路用
5 {( w# ^: @6 c$ J( w) U( _两位数码管显示相应数值;每路用两个按键分别实现加、减功
能,对应为+0.1V和-0.1V的调整。
6 H; z/ G: o; o5 p, ^8 F1 l- Z+ A1 DAC0832的数控原理
对每一路数控单元来说，可以按图1连接。根据本系统的
要求以及考虑简化电路，图1中对DAC0832电阻网络的连接
( p6 h. p. c  N3 o; _端口Iw1、La.V.、Ro 作适当的处理,区别于常规典型应用。通过
! ], D. \% F1 y( c2 D  m8 }分析可以得到以下两个表达式。

其中(1)式是当前DAC0832内部电阻网络连接端口lout1、
5 ]8 |  {. J/ o% k; X2 `2 PVa与数字量之间的关系,注意基准电压Uz通过射随器U1A加.
在Iu端,因此(1)式中La用Uz替换表示;(2)式是数字量与输
* _, e/ ?% g1 K) v出电压之间的关系,可以通过运放分析计算得到,采用叠加原
/ l" m! ]- Q0 h: V3 r理不难推导。其中ED。是输人到DAC0832数字量的表示方法,
它清楚地表明对于每一个数控输 出电压UO,必然对应-一个数
字量。如Uz=+5V ,则按照0.1V步进电压设计数控输出电压,对
) [2 E6 Z* s3 f0 M4 \& \9 J应有51个数字量,这是数控的基本原理,也是程序设计的重要
依据。
2单片机控制部分
图2是单片机控制部分的示意图，其硬件资源分配如
! R3 J. |/ u) D下: P0口作为数据总线,并通过8D锁存器后,作为数码管显
示与键盘扫描信号。P1口是八位数码显示的位选信号。P3.5
用作键盘检测。八个按键S1~S8 (四路输出、每路均可以单

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Racheler

DAC0832是8位DIA转换常用器件