數(shù)字程控可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

數(shù)字程控可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六一、實(shí)驗(yàn)背景：數(shù)字電位器與機(jī)械式電位器相比，具有阻值可受邏輯電路特別是微處理器直接控制、體積小、調(diào)節(jié)精度高、不受意外影響(震動、污染等)、易于裝配等特點(diǎn)。數(shù)字電位器適用于燈光、語言音量的調(diào)節(jié)，并經(jīng)常應(yīng)用在各種程控增益放大器和智能儀表中而新一代EEPOT非易失性數(shù)字電位器X9313的問世，因其具有實(shí)用、方便和應(yīng)用靈活的特點(diǎn)，從而獲得更廣泛地應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)就是通過51單片機(jī)對數(shù)字電位器x9313進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)程控可調(diào)穩(wěn)壓電源。實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是編寫單片機(jī)控制X9313時(shí)序的程序，使X9313輸出不同幅值的電壓，最后通過增加運(yùn)放提高帶載能力。第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六X9313為工業(yè)級的32抽頭數(shù)控電位器，最大阻值為10kΩ，采用8引腳，有DIP、OIC、FSSOP三種封裝形式。X9313的組成部分：輸入部分、非易失性存儲器和電阻陣列三部分組成。輸入部分的工作就像一個(gè)升/降計(jì)數(shù)器，其輸出經(jīng)過譯碼，控制接通某個(gè)電子開關(guān)，這樣就把電阻陣列上的一個(gè)點(diǎn)連接到滑動輸出端。電阻陣列是由32個(gè)等值的電阻和與之相配套的電子開關(guān)組成。根據(jù)控制端的電平，計(jì)數(shù)器的內(nèi)容還可以儲存到非易失存儲器以便以后使用。

第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2、熟悉單片機(jī)串行通信模塊的設(shè)計(jì)3、了解X9313的功能和工作時(shí)序第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六三、任務(wù)及要求：

結(jié)合單片機(jī)最小電路和X9313接口電路共同設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字程控可調(diào)穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，用外部按鍵控制該系統(tǒng)，使用萬用表測量穩(wěn)壓電源的輸出電壓。1、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、由兩個(gè)外部鍵（+，-）分別控制輸出電壓步進(jìn)增減3、寫出單片機(jī)程序控制X9313接口電路時(shí)序，使其輸出不同的電壓值，使輸出電壓范圍0～＋5V，步進(jìn)0.1~0.3V，紋波不大于10mV；輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；4、用計(jì)算機(jī)串口代替人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化5、擴(kuò)展輸出電壓種類（比如三角波等）

第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六四、設(shè)計(jì)理念：1、構(gòu)建單片機(jī)最小系統(tǒng)和X9313口電路，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單程序驗(yàn)證單片機(jī)電路是否正常工作。2、設(shè)計(jì)單片機(jī)程序控制X9313，通過外部中斷按鍵不同的輸入控制X9313輸出不同的電壓值，通過萬用表上的讀數(shù)驗(yàn)證分壓結(jié)果是否正確。第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六五、設(shè)計(jì)提示：系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖：第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六1、x9313數(shù)字電位器模塊引腳分布及說明:X9313為8引腳DIP，SOIC和TSSOP三種封裝如左圖所示為DIP/SOIC封裝。

第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六

INC為阻值“增/減”控制脈沖輸入端,低電平有效；U/D為阻值“增/減”控制端，高電平時(shí)為步增，為低電平時(shí)步減；CS為片選端，低電平有效；VCC為電源(3～5.5V)；VSS接地。VH為高端；VL為低端；VW為滑動端第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

芯片內(nèi)部由升／降計(jì)數(shù)器：EEPROM、控制電路、譯碼器和傳輸門與電阻陣列五部分組成。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見下圖所示：

第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明：1、31個(gè)電阻單元的電阻陣列，在每個(gè)單元之間和兩個(gè)端點(diǎn)間都有可以被滑動單元訪問的抽頭點(diǎn)：滑動單元的位置由CS、U／D和INC三個(gè)輸人端控制井將滑動端的位置貯存在非易失性存貯器中，在下一次上電時(shí)可以被重新調(diào)用。2、X9313的分辨率等于最大電阻被31除。X93l3W阻值為10kΩ，所以其每個(gè)抽頭間的阻值為323Ω

第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六2、外部運(yùn)放模塊本實(shí)驗(yàn)中采用LM358集成運(yùn)放芯片構(gòu)成外圍運(yùn)放模塊，利用LM358搭建一個(gè)電壓跟隨器。其封裝形式與管腳分布如圖：第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六參考電路：

1、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六串口下載與通信模塊：第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期六2、獨(dú)立按鍵控制