基于51单片机LCD液晶显示的简易数控电源

电子设计竞赛设计报告

题目：基于单片机的简易数控电源参赛选手：*** *** ***

系别：电子信息工程

指导教师：******

时间：2011年4月24日

基于单片机的简易数控电源

摘要：本次设计采用51单片机进行控制，在对单片机系统、喇叭装置和显示电路做了深入的研究之后，拟出了系统总体设计方案，并设计了各部分硬件模块和软件流程，在用C语言设计了具体软件程序后，用Proteus软件进行了仿真和调试,结果证明了该设计系统的可行性。由于51系列单片机的控制器运算能力强，处理速度快，可以精确计时，很好地解决了实际生产生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的适用性。

关键字：51单片机 LCD1602液晶显示数控电源 Proteus仿真

一、功能介绍

本次设计电路主要由主体电路与扩展电路组成，采用单片机控制设计，使LCD液晶显示器显示设定的电压值和从外部读入的实际电压值。设定的电压值经过数据处理可直接送LCD 液晶显示器显示。将输入的信号经过51单片机处理在LCD液晶显示器上输出；用控制电路和调节开关对LCD显示的时间进行调节，以上两部分组成主体电路。通过单片机的信号控制音乐芯片电路在报警电路上实现报警功能，设计通过51单片机采集ADC0808模数转换器上的电压信号实现在LCD上显示实际输出电压的值，以上两部分构成扩展电路。经过设计、Proteus 仿真、Protel布线制板、焊接调试等工作后设计电路成形。功能总结如下：

1）输出电压范围0～＋9.9V。

2）电压步进0.1V可调。

3）使用液晶显示器LCD1602作为显示，最小分辨率可达到0.1V。

4）可利用电路上的滑动变阻器进行微调校准。

5）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化。

6）设计4个按键，输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值。

7）设计模数转换电路，实现输出电压的实时监控。

8）设计报警电路实现超量程报警。

9）设计直流电源电路，可直接提供±15V、±5V电压。

二、硬件设计

本设计包括：单片机系统电路、显示电路、电源电路、报警电路、电压采集电路 1、单片机系统电路

本设计采用51单片机作为整个电路的控制芯片，用最小系统功能电路实现各种控制。 单片机最小系统功能电路如附录所示：

（1）51单片机的引脚图、逻辑图见图2-1

图2-1 51单片机的引脚图、逻辑图

（2）引脚功能说明 Vcc ：电源电压 GND ：接地

P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/

数据总线复用口。作为输出口用时，每位以吸收电流的方式驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用，要求外接上拉电阻。

P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1口的输出缓冲级可驱动4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。

作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL ）。另外，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX ），参见表2-2。

2.3/0P INT 6.3/P WR

3.3/1P INT 0

.1P 1.1P 2

.1P 3.1P 4.1P 5

.1P 6.1P 7.1P PD

V

RST /0.3/P RXD 1.3/P TXD 4

.3/0P T 5.3/1P T 7

.3/P RD 2XTAL 1XTAL Vss

1234567891011121314151617181920

Vcc 0.0P 1.0P 2.0P 3.0P 4.0P 5.0P 6.0P 7.0P Vpp EA /PROG ALE /PSEN 7.2P 6.2P 5.2P 4.2P 3.2P 2.2P 1.2P 0

.2P 21222324252627282930313233343536373839408031

8051

8751

P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P2端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，可作输入口。

P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能。

RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。

PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次RSEN信号。

EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H－FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。

XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。

（3）复位电路

本次设计在单片机最小系统功能电路上设置复位开关，用以实现系统的复位。复位电路如下图所示：