可調(diào)線性穩(wěn)壓電源

1、四川師范大學(xué)成都學(xué)院專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì) 可調(diào)線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)學(xué)生姓名× × ×學(xué) 號(hào)××××××××××所在學(xué)院 電子工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)應(yīng)用電子技術(shù)/汽車(chē)電子技術(shù)班 級(jí)2012級(jí)指導(dǎo)教師× × × 四川師范大學(xué)成都學(xué)院二一五年五月四川師范大學(xué)成都學(xué)院專(zhuān)科畢業(yè)設(shè)計(jì)可調(diào)線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)學(xué)生：余鳴鳳 指導(dǎo)老師：王北川內(nèi)容摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研及各個(gè)領(lǐng)域。本文將設(shè)計(jì)一種數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，本電源由單片機(jī)電路、顯示

2、電路、數(shù)模/轉(zhuǎn)換電路、放大電路四部分組成。其中單片機(jī)電路用于控制電壓信號(hào)的輸入，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，顯示電路用于顯示電源輸出電壓的大小。同時(shí)本文分析了數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相互轉(zhuǎn)換的概念。該穩(wěn)壓電源與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，本設(shè)計(jì)具有操作方便，電源穩(wěn)定性高及輸出電壓大小采用數(shù)碼顯示的特點(diǎn)。數(shù)字化正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89S52 DAC0832 LM393 LM79

3、15 數(shù)碼管18Design of adjustable linear regulated power supplyAbstract: With the development of the times, digital electronic technology has spread to our lives, work, research and in various fields. In this paper, the design of a NC DC regulated power supply, the power supply is composed of MCU ci

4、rcuit, display circuit, analog / conversion circuit, amplifying circuit composed of four parts. The singlechip circuit is used for controlling the voltage of the input signal, digital / analog conversion circuit for converting a digital signal to analog signals, a display circuit for displaying the

5、output voltage. At the same time, this paper analyzes the concept of digital technology and simulation technology of mutual conversion. Compared with the traditional regulated power supply regulated power supply, the design has the advantages of convenient operation, using the high stability of powe

6、rand the output voltage digital display characteristics. Digital positive negative adjustable dual DC regulated power supply module is put forward aiming at the shortage of traditional intelligent power module, digital will reduce the uncertain factor sand human participation number in the productio

7、n process, effectively solve the problems such as reliability, intelligent and product consistency and other engineering power module,which greatly improve the production efficiency and the product maintainability.Keywords ：AT89S52  DAC0832  LM393  LM7915 digital tube目 錄前言11 系統(tǒng)設(shè)計(jì)21.1設(shè)

8、計(jì)目的與要求21.1.1 設(shè)計(jì)目的22.1.2 設(shè)計(jì)要求21.2 設(shè)計(jì)步驟21.2.1 總體設(shè)計(jì)思路21.2.2設(shè)計(jì)方案21.3 方案的選擇31.3.1 數(shù)字控制部分31.3.2 顯示及輸出部分31.4 系統(tǒng)框圖31.5 本章小結(jié)42 統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)42.1主控制部分42.1.1 AT89S52簡(jiǎn)述42.2 信號(hào)控制部分62.2.1 A/D轉(zhuǎn)換電路62.2.2信號(hào)放大電路72.3 LED數(shù)碼管顯示電路72.3.1顯示驅(qū)動(dòng)電路82.4 按鍵部分92.5輸出部分102.5.1 三端穩(wěn)壓芯片7815概述102.5.2 三端穩(wěn)壓芯片7915概述102.6 整機(jī)原理圖112.7本章小結(jié)113 系統(tǒng)軟件設(shè)

9、計(jì)123.1軟件程序框圖123.2數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)123.3本章小結(jié)134 系統(tǒng)安裝及指標(biāo)測(cè)試144.1系統(tǒng)指標(biāo)測(cè)試144.2 系統(tǒng)調(diào)試誤差分析144.2.114結(jié) 論15致 謝16參考文獻(xiàn)：17附錄1:整機(jī)電路原理圖18可調(diào)線性穩(wěn)壓電源前言電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時(shí)產(chǎn)生的誤差，

10、會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的精確度。電源在使用時(shí)會(huì)造成很多不良后果，世界各國(guó)紛紛對(duì)電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿(mǎn)足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿(mǎn)足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來(lái)的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。這些理論為其后來(lái)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時(shí)間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控

11、制理論的不斷發(fā)展，各種類(lèi)型專(zhuān)用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，己出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到0.05V的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。數(shù)字化正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):1.易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策

12、略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。2控制靈活，系統(tǒng)升級(jí)方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必改動(dòng)硬件線路。控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可以針對(duì)不同的系統(tǒng)(或不同型號(hào)的產(chǎn)品)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對(duì)控制軟件做一些調(diào)整即可。3.系統(tǒng)維護(hù)方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便地通過(guò)接口進(jìn)行調(diào)試，故障查詢(xún)，歷史記錄查詢(xún)，故障診斷，軟件修復(fù)，甚至控制參數(shù)的在線修改、調(diào)試等操作也很方便。4.系統(tǒng)的一致性好，成本低，生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不像模擬器件那樣存在差異，所以，其一致性很好。由于采用軟件控制，控制板的體積將大大減小，生產(chǎn)成本下降。5.易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。為了得

13、到高性能的并聯(lián)運(yùn)行逆變電源系統(tǒng)，每個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的逆變電源單元模塊都采用全數(shù)字化控制，易于在模塊之間更好地進(jìn)行均流控制和通訊或者在模塊中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法(不需要通訊)，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)目的與要求1.1.1 設(shè)計(jì)目的1.學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn)，掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法、設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。 2學(xué)會(huì)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測(cè)試方法。 3培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 2.1.2 設(shè)計(jì)要求1.正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)；2.電壓源的正負(fù)可調(diào)范圍：+2V+12V；-2V-12V；3.

14、雙路跟蹤可調(diào)；4.6位數(shù)碼管顯示。1.2 設(shè)計(jì)步驟1.2.1 總體設(shè)計(jì)思路方案一：采用模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的方法，搭建電路進(jìn)行調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)。方案二：采用數(shù)控方法來(lái)控制電壓的輸入輸出，整體電路包括鍵盤(pán)電路，數(shù)碼管顯示電路，單片機(jī)電路，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路，模擬信號(hào)放大電路，最終經(jīng)負(fù)載電路輸出。1.2.2設(shè)計(jì)方案方案一：采用根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖2-1所示。主要包括四大部分：數(shù)字控制部分、鍵盤(pán)電路，單片機(jī)電路，顯示電路，信號(hào)處理電路組成。其中信號(hào)處理電路包括數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路，模擬信號(hào)放大電路，輸出信號(hào)調(diào)整電路，這些電路都可以使用單片機(jī)控制比較方便。它是采用

15、單片機(jī)完成整個(gè)數(shù)控部分的功能，同時(shí)，8051作為一個(gè)智能化的可編程器件，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。方案二中，使用模擬器件很多，造成系統(tǒng)電路內(nèi)部工作復(fù)雜，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差。1.3 方案的選擇為了便于本次設(shè)計(jì)需要，此次電壓源設(shè)計(jì)選用方案一。采用51系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過(guò)改變輸入數(shù)字量來(lái)改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。采用軟件方法來(lái)解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電流的控制，使系統(tǒng)硬件更加簡(jiǎn)潔，各類(lèi)功能易于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用51系列單片機(jī)為主控制器，通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)設(shè)置直流電源的輸出電流，并可由數(shù)碼管顯示實(shí)際輸出電壓值和電壓設(shè)定值。利用單片機(jī)

16、程控輸出數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器（DA0832）輸出模擬量，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電電流的變化而輸出不同的電壓。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對(duì)恒壓源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，輸出電壓經(jīng)過(guò)電流/電壓轉(zhuǎn)變后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)時(shí)把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量，經(jīng)單片機(jī)分析處理， 通過(guò)數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié)，使電壓更加穩(wěn)定，構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電壓源。1.3.1 數(shù)字控制部分正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源的數(shù)控部分采用51單片機(jī)為主控制器，通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)設(shè)置直流電源的輸出電壓值，并由數(shù)碼管進(jìn)行顯示實(shí)際輸出的電壓值和電壓設(shè)定值。1.3.2 顯示及輸出部分該數(shù)控電壓源的顯示部分采用六位數(shù)碼管顯示。通過(guò)鍵盤(pán)電路給定所

17、要輸出的電壓值，在使用鍵盤(pán)完成輸出電壓調(diào)整后，輸出電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)被送入單片機(jī)，電壓值被經(jīng)過(guò)處理后送入數(shù)碼管顯示。該顯示電路既可以用來(lái)顯示所要輸出的電壓值，也可以用來(lái)顯示鍵盤(pán)電路的調(diào)整過(guò)程，使輸出的電壓值可以被直觀的觀察到。該雙路直流穩(wěn)壓電源的輸出部分由數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路，放大電路，穩(wěn)壓電路組成。由單片機(jī)控制輸入電源信號(hào)的產(chǎn)生，然后將輸出的數(shù)字電壓信號(hào)經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，再經(jīng)放大電路及相應(yīng)的穩(wěn)壓調(diào)整電路，最后輸出所需電壓值。1.4 系統(tǒng)框圖 該穩(wěn)壓電源的整體系統(tǒng)電路由鍵盤(pán)電路，單片機(jī)電路，顯示電路，信號(hào)處理電路組成。其中信號(hào)處理電路包括數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路，模擬信號(hào)放大電路，

18、輸出信號(hào)調(diào)整電路，最后經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓的電壓值經(jīng)負(fù)載輸出。系統(tǒng)框圖如下：圖1.4-1 正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)框圖1.5 本章小結(jié)本章主要提出了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目與要求，介紹了系統(tǒng)的方案論證與選擇，考慮到設(shè)計(jì)的精度要求和作品最終的實(shí)用性，該電壓源的設(shè)計(jì)方案采用數(shù)控方法設(shè)計(jì)?；趩纹瑱C(jī)原理設(shè)計(jì)該電壓源主要有設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)潔，精度高，便于電壓調(diào)整和系統(tǒng)功能擴(kuò)展，節(jié)省資源等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定了系統(tǒng)方框圖和整機(jī)電路圖，該電壓源的電路主要包括鍵盤(pán)部分，單片機(jī)部分，顯示部分，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換部分，電壓放大部分，電壓調(diào)整部分構(gòu)成。本章主要對(duì)各部分主要內(nèi)容做了大概的介紹，以便于讀者對(duì)后面章節(jié)內(nèi)容的了解。2 統(tǒng)硬件電

19、路設(shè)計(jì)2.1主控制部分2.1.1 AT89S52簡(jiǎn)述AT89S52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。具有8K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器,可擦除的的只讀存儲(chǔ)器(PEROM), ATMEL的AT89S52是一種高效微控制器。 AT89S52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定、32可編程I/O線、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89S51引腳圖如圖下圖所示：圖2.1.1-1 AT89S51引腳圖電源引腳：電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。VCC（40腳）

20、：接+5V電源；VSS（20腳）：接地。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于 鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置

21、位無(wú)效。時(shí)鐘引腳：兩個(gè)時(shí)鐘引腳XTAL1和XTAL2外接晶體與片內(nèi)的反相放大器構(gòu)成了一個(gè)振蕩器，它為單片機(jī)提供了時(shí)鐘控制信號(hào)。XTAL1(19腳)：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸XTAL2（18腳）：來(lái)自反向振蕩器的輸出。P0，P1,P2口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8個(gè)LS型TTL負(fù)載。當(dāng)I/O口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩

22、沖器能接收輸出4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL負(fù)載，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL負(fù)載。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被

23、內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。2.2 信號(hào)控制部分信號(hào)處理部分是該系統(tǒng)電路的重要組成部分，其主要作用是處理由單片機(jī)送來(lái)的數(shù)字信號(hào)，將其以模擬穩(wěn)壓的形式輸出。

24、電路的組成主要包括D/A轉(zhuǎn)換電路，放大電路。2.2.1 A/D轉(zhuǎn)換電路DAC0832芯片介紹，DAC0832引腳圖如圖3-2所示：DAC0832是一種典型的8位轉(zhuǎn)換器，它能直接與MCS-51單片機(jī)相連接，其主要特性如下：（1）電流輸出，穩(wěn)定時(shí)間為1us；（2）可雙緩沖輸入，單緩沖輸入或直接數(shù)字輸入；（3）單一電源供電（+5-+15V）；圖2.2.1-2 DAC0832引腳圖DAC0832的各引腳及功能如下：DI0-DI7：8位數(shù)字信號(hào)輸入端，與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，用于接受單片機(jī)送來(lái)的待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，DI7為最高位。： 為片選端，當(dāng)為高電平時(shí)，本芯片被選中。ILE： 數(shù)據(jù)鎖存允許控制端，高電平

25、有效。： 第一級(jí)輸入寄存器寫(xiě)選通控制，低電平有效。當(dāng)=0，ILE=1，=0時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)被鎖存到第一級(jí)8位輸入寄存器中。：數(shù)據(jù)傳送控制，低電平有效。：DAC寄存器寫(xiě)選通控制端，低電平有效。當(dāng)=0，=0時(shí)，輸入寄存器狀態(tài)傳入8位DAC寄存器中。Iout1:D/A轉(zhuǎn)換器電流輸出1端，輸入數(shù)字量全“1”時(shí)，Iout最大，輸入數(shù)字量全“0”時(shí)，Iout最小。Iout2：D/A轉(zhuǎn)換器電流輸出2端，Iout1+Iout2=常數(shù)。VCC: 電源輸入端，可在+5V-+15V范圍內(nèi)。DGND：數(shù)字信號(hào)地。AGND：模擬信號(hào)地，最好與基準(zhǔn)電壓共地。一般情況下，這兩個(gè)地端均并聯(lián)接地。2.2.2信號(hào)放大電路該電壓放大電

26、路主要由放大器構(gòu)成,由電路圖可知運(yùn)算放大器的反饋來(lái)自數(shù)控電源的輸出端，下面是有關(guān)運(yùn)算放大器LM393的介紹: 1.單電源供電在030V；2.雙電源供電；+15V-15V。3.所有運(yùn)算放大器都沒(méi)有“地”引腳，所有正負(fù)電源對(duì)運(yùn)放來(lái)說(shuō)都是相對(duì)于腳VCC的單電源供電。2.3 LED數(shù)碼管顯示電路本雙路直流穩(wěn)壓電源的數(shù)據(jù)顯示采用數(shù)碼管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常使用LED作為顯示器,在需多位LED顯示時(shí),為了簡(jiǎn)化電路,降低成本,常將所有門(mén)的選線并聯(lián)在一起,由一個(gè)8位I/O口控制,而共陽(yáng)I/O線受控制,實(shí)現(xiàn)各部分時(shí)選通。如圖3-3所示為6位LED動(dòng)態(tài)顯示接口電路。顯示部分電路圖如下圖所示：圖2.3-3

27、正負(fù)雙路直流穩(wěn)壓電源的顯示電路電路圖由鍵盤(pán)電路將所要輸出電壓的數(shù)值送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后將該數(shù)值一方面送給信號(hào)處理電路，同時(shí)該數(shù)據(jù)被送給顯示電路去顯示。該顯示電路由數(shù)碼管和鎖存器組成。數(shù)碼管的外型結(jié)構(gòu)如圖3-4a）所示。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)分別如圖3-4 b）和圖3-4 c）所示。a)外型結(jié)構(gòu) b）共陰極 c）共陽(yáng)極圖2.3-1 數(shù)碼管內(nèi)部電路圖本系統(tǒng)電路采用動(dòng)態(tài)顯示，其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時(shí)，CPU要依次掃描，占用CPU較多時(shí)間，但采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省I/O口，而且硬件電路也較靜態(tài)顯示簡(jiǎn)單。2.3.1顯示驅(qū)動(dòng)電路MCS51單片機(jī)受引腳數(shù)的控制

28、，P0口兼用數(shù)據(jù)線和低8位地址線，為了將它們分離出來(lái)，需要在單片機(jī)外部增加顯示驅(qū)動(dòng)電路。本設(shè)計(jì)選用驅(qū)動(dòng)芯片74HC573。74HC573是一種帶有三態(tài)門(mén)的8D鎖 存器，其引腳圖如圖3-5所示。 對(duì)其引腳說(shuō)明如下：D7D0：8位數(shù)據(jù)輸入線。Q0Q7：8位數(shù)據(jù)輸出線。G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。圖2.3.1-1 鎖存器74HC573的引腳圖：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)，三態(tài)門(mén)打開(kāi)，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。74HC573功能表如表3-6所示： 表2.3.1-1 4HC573功能表2.4 按鍵

29、部分按鍵接口具有的功能：1.鍵掃描功能，即檢測(cè)是否有鍵按下；2.鍵識(shí)別功能，確定被按下的鍵所在的行列的位置；3.產(chǎn)生相應(yīng)的鍵的代碼；按鍵采用中斷方式與單片機(jī)相連，其中行和列占用了51單片機(jī)的P1口，四列除了分別使用5.1K的電阻上拉至VCC外，還和74HC573的輸入相連接，與門(mén)對(duì)應(yīng)輸出接單片機(jī)的外部中斷輸入引腳，用于在有鍵按下時(shí)申請(qǐng)中斷。2.5輸出部分輸出電路主要由三端穩(wěn)壓器7815和7915構(gòu)成。這里介紹用一塊7815和一塊7915三端穩(wěn)壓器對(duì)稱(chēng)連接，即可獲得一組正負(fù)對(duì)稱(chēng)的穩(wěn)壓電源，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓處理的電壓值最后經(jīng)負(fù)載輸出2.5.1 三端穩(wěn)壓芯片7815概述如圖3-7所示，引腳號(hào)標(biāo)注方法是按照引

30、腳電位從高到底的順序標(biāo)注的。引腳為最高電位，腳為最低電位，腳居中。從圖中可以看出，不論正壓還是負(fù)壓，腳均為輸出端。對(duì)于7815正壓系列，輸入是最高電位，自然是腳，地端為最低電位，即腳。在7815系列中，散熱片和地相連接。圖2.5.1-1 LM7815芯片內(nèi)部電路圖2.5.2 三端穩(wěn)壓芯片7915概述對(duì)于7915負(fù)壓系列，輸入為最低電位，自然是腳，而地端為最高電位，即腳，如圖3-8所示。此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第腳相連。在7915系列中，散熱片和輸入端相連接。圖2.5.2-1 LM7915內(nèi)部芯片電路圖2.6 整機(jī)原理圖圖2.6-1 正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源電路原理圖2.7本章小結(jié)

31、本章是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)章節(jié)，在本章中對(duì)該數(shù)控電壓源的各部分內(nèi)容作了詳細(xì)的介紹，將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)分為數(shù)控部分，顯示部分，信號(hào)處理部分，電壓放大部分及輸出電壓調(diào)整部分。在本章中對(duì)各部分內(nèi)容都做了詳細(xì)的介紹，其中對(duì)數(shù)控部分介紹主要包括MCS-51芯片各引腳功能和對(duì)輸入信號(hào)的處理。對(duì)信號(hào)處理部分介紹包括DAC0832芯片的引腳功能介紹。對(duì)顯示電路部分介紹主要詳細(xì)介紹了數(shù)碼管顯示方式和8位鎖存器74HC573的引腳圖，本設(shè)計(jì)考慮到實(shí)際情況采用動(dòng)態(tài)顯示方式。放大電路主要采用兩片放大器構(gòu)成。電壓調(diào)整部分采用LM7815和LM7915構(gòu)成，其中7815作為+12V輸出，7915作為-12V輸出。3 系統(tǒng)軟件設(shè)

32、計(jì)3.1軟件程序框圖正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源的軟件程序框圖如圖4-1所示： 圖4.1-1 正負(fù)可調(diào)雙路直流穩(wěn)壓電源程序組成框圖3.2數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)該數(shù)控電壓源的數(shù)據(jù)顯示采用數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該部分電路設(shè)計(jì)中，單片機(jī)與顯示電路之間的數(shù)據(jù)傳輸采用串行通信方式，單片機(jī)工作在串行口工作方式0，即同步移位寄存器方式。相關(guān)的顯示子程序如下：xian()P2=taba;P1=1;P1=0;P2=tabb;P1=2;P1=0;P2=tab3;P1=4;P1=0;P2=taba;P1=8;P1=0;P2=tabb;P1=0x10;P1=0;P2=tabc;P1=0x20;P1=0;3.3本章小結(jié)本章主要介紹了

33、該數(shù)控穩(wěn)壓電源的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在該章中給出了軟件設(shè)計(jì)的程序框圖和部分編程。首先單片機(jī)被初始化，始化工作完成以后，單片機(jī)通過(guò)執(zhí)行一條自跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句來(lái)等待操作者通過(guò)鍵盤(pán)輸入產(chǎn)生的中斷信號(hào)。當(dāng)操作者按下按鍵，單片機(jī)將進(jìn)入外部中斷1的中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序中經(jīng)過(guò)軟件去抖動(dòng)，然后判斷哪一個(gè)按鍵被按下。鍵盤(pán)處理，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的控制和數(shù)據(jù)的顯示都在外部中斷1的中斷服務(wù)程序中完成。這些工作完成以后，單片機(jī)將退出中斷，繼續(xù)執(zhí)行自跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句來(lái)等待操作者再次輸入需要產(chǎn)生的輸出電壓值。該數(shù)控穩(wěn)壓電源的顯示部分采用數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)與顯示電路之間的數(shù)據(jù)傳輸采用串行通信方式，單片機(jī)工作在串行口工作方式0，即同步移位寄

34、存器方式。4 系統(tǒng)安裝及指標(biāo)測(cè)試4.1系統(tǒng)指標(biāo)測(cè)試在設(shè)計(jì)完成以后，要對(duì)單元電路進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，檢驗(yàn)他們是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢查的項(xiàng)目包括輸出電壓范圍，在整個(gè)輸出電壓范圍內(nèi)的步進(jìn)調(diào)整值，輸出的最大電流和電路的工作情況。數(shù)控電源系統(tǒng)的供電由直流穩(wěn)壓電源提供，需要提供3種電壓的電源：+5V，+12V電源和-12V電。輸出電壓范圍和步進(jìn)調(diào)整值由三用表測(cè)量。當(dāng)數(shù)控電源的輸出端連接在不同負(fù)載電阻時(shí)，由于輸出電流不同，輸出電壓也不同。這里分別列出當(dāng)負(fù)載電阻RL為10 K，500和100時(shí)數(shù)控電源的要求輸出電壓值。實(shí)測(cè)電壓值，絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。當(dāng)負(fù)載電阻RL為10 K時(shí),：要求輸出電壓1.0v時(shí)，絕對(duì)誤差為0.

35、02，相對(duì)誤差為2.1實(shí)測(cè)輸出電壓為0.98v。當(dāng)負(fù)載電阻RL為500時(shí), 要求輸出電壓1.0v時(shí)，絕對(duì)誤差為-0.02，相對(duì)誤差為2.1，實(shí)測(cè)輸出電壓為0.99v。當(dāng)負(fù)載電阻RL為100時(shí), 要求輸出電壓1.0v時(shí)，絕對(duì)誤差為-0.02，相對(duì)誤差為1.0，實(shí)測(cè)輸出電壓為1.01v。4.2 系統(tǒng)調(diào)試誤差分析4.2.1電路調(diào)試過(guò)程中錯(cuò)誤分析電路線路比較多,容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象,數(shù)碼顯示由于短路出現(xiàn)顯示不正常顯示,整理線路后能夠正常顯示.制作和測(cè)試-12V電源時(shí)，由于沒(méi)有認(rèn)真參考整流管的接法和7915的芯片資料，出現(xiàn)兩次電容爆裂。數(shù)碼管顯示出現(xiàn)問(wèn)題,檢查電路發(fā)現(xiàn)有一位數(shù)碼管是共陰極,不符合電路要求,換為共陽(yáng)極數(shù)碼管后問(wèn)題得到解決。穩(wěn)壓管7815的輸出端輸出電壓，檢查電路，發(fā)現(xiàn)輸出端需要增加一個(gè)電容，增加后問(wèn)題得到解決。綜合分析可以知道在測(cè)試電路的過(guò)程中可能帶來(lái)的誤差因素有: 1. 測(cè)得輸出電流時(shí)接觸點(diǎn)之間的微小電阻造成的誤差; 2. 電流表內(nèi)阻串入回路造成的誤差; 3. 測(cè)得紋波電壓時(shí)示波器造成的誤差; 4. 示波器, 萬(wàn)