基于單片機(jī)數(shù)控電源的設(shè)計(jì)

摘要此設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的是基于單片機(jī)的數(shù)控穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的電路中是以單片機(jī)為主控元件的，并設(shè)計(jì)好其他的電路模塊形成一個(gè)整體電路，來(lái)達(dá)到可輸出并且能夠顯示電壓數(shù)值的功能，同時(shí)還兼具步進(jìn)功能。在此次設(shè)計(jì)中將重點(diǎn)講解該電路的硬件方面各模塊的設(shè)計(jì)和功能的實(shí)現(xiàn)。其重要構(gòu)成包括單片機(jī)部分，穩(wěn)壓控制部分，數(shù)碼管顯示部分，TLC5651模塊，整流濾波及穩(wěn)壓模塊，MOS管放大模塊等。此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)通過(guò)將上述模塊進(jìn)行有機(jī)結(jié)合后，形成一個(gè)功能完好的電路，中間還要進(jìn)行程序的編寫(xiě)，然后通過(guò)測(cè)試的方法來(lái)檢驗(yàn)電源的性能，對(duì)于所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的分析，最后通過(guò)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)思考。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源，單片機(jī)，數(shù)控。目錄TOC\o"1-4"\h\u132131緒論 1183602關(guān)于數(shù)控電源總體方案的選擇 1224982.1引言 134242,2設(shè)計(jì)的主要的任務(wù)方案的挑選 163082.2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 168002.2.2設(shè)計(jì)方面的主要要求 1299072.2.3有關(guān)設(shè)計(jì)方案的分析與選擇 193222.2.4方案的優(yōu)缺點(diǎn)及選擇 2325603硬件部分的電路原理及設(shè)計(jì) 210663.1單片機(jī)部分 2326473.1.1STC89C51單片機(jī)的引腳功能 3204823.1.2STC89C51單片機(jī)在電路中的功能實(shí)現(xiàn) 3129353.2數(shù)模轉(zhuǎn)換部分 4317493.2.1TLC5615芯片的概述 4178143.2.2TLC5615芯片結(jié)構(gòu) 4192533.2.3TLC5615芯片在電路中的應(yīng)用 4220373.3放大器部分 4230843.3.1關(guān)于放大器部分設(shè)計(jì)元件的概述 4143183.3.2放大器部分工作原理在電路中的實(shí)現(xiàn) 461483.4電源輸入及穩(wěn)壓部分 595693.4.1關(guān)于電源輸入部分個(gè)元件的概述 5264603.4.2關(guān)于電源輸入部分的工作原理的實(shí)現(xiàn) 6190503.5按鍵部分 6124633.5.1按鍵部分的功能簡(jiǎn)述 6287353.6數(shù)碼顯示輸出部分 6144373.6.1數(shù)碼管概述 6290953.6.2數(shù)碼管在電路中的工作原理 7241163.7過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分 7100543.7.1過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分的簡(jiǎn)述 7227383.7.2過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分的功能實(shí)現(xiàn) 7130754.軟件部分設(shè)計(jì) 9225464.1程序簡(jiǎn)要流程圖 932044.2程序編寫(xiě) 1022525電路整體功能概述 10315586.系統(tǒng)調(diào)試測(cè)驗(yàn) 1144346.1系統(tǒng)調(diào)試 11236656.1.1硬件方面的調(diào)試 1146686.1.2軟件方面的調(diào)試 11119266.2系統(tǒng)測(cè)試 11222166.2.1系統(tǒng)功能測(cè)試 128026.2.2系統(tǒng)誤差分析 12310247.總結(jié) 12102138.致謝 1388559.參考文獻(xiàn) 141273510.附錄 141緒論現(xiàn)今，有關(guān)電方面的各種技術(shù)已然在社會(huì)上的各個(gè)領(lǐng)域中有了極為深入與廣泛的應(yīng)用，其中的數(shù)控電源技術(shù)就可以代表?，F(xiàn)在的數(shù)控電源技術(shù)已經(jīng)有了比較好的發(fā)展，其中融合了其他領(lǐng)域的一些技術(shù)，如自動(dòng)控制理論等。當(dāng)今社會(huì)，各項(xiàng)技術(shù)都處在高速發(fā)展的時(shí)期，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷深入，許多技術(shù)都已經(jīng)往自動(dòng)化和精密化發(fā)展，由此對(duì)電源來(lái)說(shuō)，勢(shì)必也要進(jìn)入這發(fā)展的浪潮中，那么對(duì)提高電源的整體性能就勢(shì)在必行。由于數(shù)控電源在許多的電子產(chǎn)品中都有極為廣泛的應(yīng)用，那么數(shù)控電源的性能和運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的不足和誤差都要進(jìn)行考慮，這些都是不能夠忽視的。在上世紀(jì)80年代左右，數(shù)控電源開(kāi)始了比較不錯(cuò)的發(fā)展，許多理論開(kāi)始建立，這為以后數(shù)控電源的快速發(fā)展打下了基礎(chǔ)。但一些方面的缺點(diǎn)還是一時(shí)難以改變，比如精度方面不易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可靠性方面也較差等。到了上世紀(jì)90年代左右，如單片機(jī)技術(shù)，控制理論等都有了不錯(cuò)的發(fā)展與應(yīng)用，此時(shí)的數(shù)控電源的發(fā)展也因?yàn)楦黜?xiàng)技術(shù)的發(fā)展而不斷推進(jìn)，此時(shí)的有關(guān)數(shù)控電源的一些技術(shù)都日趨完善，已經(jīng)出現(xiàn)了總體性能較好的產(chǎn)品。此次設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的數(shù)控電源的設(shè)計(jì)，希望通過(guò)此次的設(shè)計(jì)研究，進(jìn)一步的理解數(shù)控電源的工作機(jī)理，并由此啟發(fā)一些思維。2關(guān)于數(shù)控電源總體方案的選擇2.1引言數(shù)控電源較一般形式的電源是有比較多方面的好處的，其中數(shù)控電源的優(yōu)勢(shì)如下：采用數(shù)字控制可以使得電路整體性能得到提高，更加的智能化。且其中加入的一些集成元件可以很好地進(jìn)行電路功能的完成，與單片機(jī)相配合后，會(huì)使得電路更加的完善。在控制方面，由于采用數(shù)字控制，在進(jìn)行一些功能的時(shí)候，可以通過(guò)改變程序信息來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而避免對(duì)實(shí)際電路的改變。采取數(shù)字控制的電源對(duì)于出現(xiàn)的故障時(shí)較易進(jìn)行判別，出現(xiàn)故障后，可以比較好的進(jìn)行維護(hù)。而且對(duì)于在線修改程序信息也是可進(jìn)行的，方便了很多實(shí)際操作的問(wèn)題。2,2設(shè)計(jì)的主要的任務(wù)方案的挑選2.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)由單片機(jī)作為主控芯片，作為電路的核心，通過(guò)設(shè)計(jì)其他的一些電路模塊，使得最終能呈現(xiàn)出一個(gè)能夠輸出穩(wěn)定電壓的電源。2.2.2設(shè)計(jì)方面的主要要求本次設(shè)計(jì)的由單片機(jī)控制的電源要達(dá)到輸出電壓能夠穩(wěn)定且精準(zhǔn)的要求，電壓值的最終顯示要控制在0V-15V之間，而且通過(guò)電路中的相應(yīng)部分，能夠使電路能夠有步進(jìn)功能，且步進(jìn)值控制在0.1V。2.2.3有關(guān)設(shè)計(jì)方案的分析與選擇待選方案一：在此方案中打算運(yùn)用數(shù)字電路的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)電路，該種方法是可以很好地解決電路硬件之間的排列問(wèn)題，但是該電路由于是不接觸一些基本的模擬元件，會(huì)使得原本較為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)不可避免的變得復(fù)雜，導(dǎo)致一些功能實(shí)現(xiàn)會(huì)變得極其困難，對(duì)于我所設(shè)計(jì)的電路而言難度會(huì)增加很大。待選方案二：將單片機(jī)運(yùn)用到所要設(shè)計(jì)的電路中，通過(guò)一些其他基本的電路元件以構(gòu)成以構(gòu)成一個(gè)完整的電路，單片機(jī)的應(yīng)用會(huì)使得整個(gè)的電路合理有序。對(duì)于輸出電壓值的顯示方面，采用的是TLC5615數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的方式，經(jīng)過(guò)由運(yùn)算放大器OPA2107和IRF2107共同構(gòu)成的負(fù)反饋系統(tǒng)，可以得到輸出電壓，期間還會(huì)通過(guò)具有分壓作用的電位器，使得輸出精準(zhǔn)。最終的電壓顯示由LED數(shù)碼管顯示。2.2.4方案的優(yōu)缺點(diǎn)及選擇在控制方面，方案一的主要是通過(guò)對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，其特點(diǎn)表現(xiàn)為電路的最終實(shí)現(xiàn)是比較復(fù)雜的，而對(duì)待選方案二來(lái)講，待選方案二的設(shè)計(jì)中中引入了單片機(jī)，單片機(jī)主控功能的采用會(huì)使得整個(gè)電路的整體功能得到一個(gè)很大的提升，整個(gè)電路的可靠性比方案一好，出現(xiàn)故障時(shí)也是較方案一好排查和修復(fù)，還有一點(diǎn)很重要就是關(guān)于后期的排查問(wèn)題方面，如果方案二出現(xiàn)了問(wèn)題，是可以隨時(shí)在線更改的，極大的方便了后期調(diào)試的問(wèn)題，如果采用方案一，那么對(duì)于這一方面來(lái)說(shuō)，無(wú)疑在后期會(huì)長(zhǎng)增加許多的工作量，且操作會(huì)很大。綜上所述，選擇方案二是更易于進(jìn)行的，更容易體現(xiàn)電路功能，更易于后期的調(diào)試工作。所以，選擇方案二。其功能圖如下所示：3硬件部分的電路原理及設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)部分關(guān)于51單片機(jī)部分，日常接觸到的很多，51單片機(jī)其性能是非常不錯(cuò)的，且能耗又低，功能極為廣泛，在生活中具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于51單片機(jī)我們?cè)谌粘Ｉ詈蛯W(xué)習(xí)中接觸到很多，對(duì)于其功能也是較為熟悉的，對(duì)于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能的講述不涉及，會(huì)在接下來(lái)具體到每個(gè)模塊中講述。3.1.1STC89C51單片機(jī)的引腳功能89C51單片機(jī)是所設(shè)計(jì)電路構(gòu)成中的主控部分，在控制中居于核心地位，該單片機(jī)的引腳共有40個(gè)，其中40口接的是電源正極，20口接地。RST起到的作用是復(fù)位，要在外電路延伸一個(gè)按鍵以實(shí)現(xiàn)其功能。P0口之中0,1,2,3的每一個(gè)都要接入一個(gè)三極管的基極，而每一個(gè)三極管的集電極則接入到數(shù)碼管中。4,5,6,7口每一個(gè)都外接一個(gè)按鍵接地。對(duì)于P1口的8個(gè)端口，則是接入到數(shù)碼管中的a,b,c,d,e,f,g,dp上。對(duì)于P2口，則是接入到TLC5615的8個(gè)引腳上。對(duì)于單片機(jī)的引腳功能部分在設(shè)計(jì)中花費(fèi)了大量的時(shí)間去體會(huì)，以此能夠在后面的各模塊功能理解和設(shè)計(jì)上更加的得心應(yīng)手。3.1.2STC89C51單片機(jī)在電路中的功能實(shí)現(xiàn)因?yàn)閱纹瑱C(jī)在電路中起的是一個(gè)主控的作用，很多信號(hào)的處理都要由單片機(jī)來(lái)發(fā)出與接收，那么有關(guān)STC89C51單片機(jī)在電路中的功能實(shí)現(xiàn)問(wèn)題是可以在接下來(lái)的一些模塊中可以結(jié)合起來(lái)看，且上面已經(jīng)談到了引腳功能圖，一些大致的功能已經(jīng)體現(xiàn)出來(lái)，我會(huì)在接下來(lái)的每個(gè)模塊中具體講到每個(gè)模塊怎樣接執(zhí)行單片機(jī)的信號(hào)。3.2數(shù)模轉(zhuǎn)換部分3.2.1TLC5615芯片的概述數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的實(shí)現(xiàn)，及穩(wěn)壓輸出的實(shí)現(xiàn)，此次設(shè)計(jì)中是通過(guò)TLC5651來(lái)實(shí)現(xiàn)的，工作在+5V的環(huán)境中。3.2.2TLC5615芯片結(jié)構(gòu)對(duì)于TLC5615的具體功能結(jié)構(gòu)圖已經(jīng)在下面給出，可以知道TLC5615的引腳有8個(gè)，其中8引入+5V，而5則接地，引腳7起到的作用是輸出電壓，1,2,3,腳接的分別是單片機(jī)的P34,P33,P32；引腳6接入的的是2.5V的電壓。該功能在整個(gè)電路設(shè)計(jì)中的作用是較為核心的。3.2.3TLC5615芯片在電路中的應(yīng)用對(duì)于TLC5615在該電路中的具體應(yīng)用方面是很有必要進(jìn)行說(shuō)明的，因?yàn)樵陔娐氛＿\(yùn)行中，單片機(jī)的對(duì)應(yīng)端口會(huì)發(fā)出信號(hào)，而該信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，但是要在其他模塊中進(jìn)行信號(hào)傳遞，必須變?yōu)槟M信號(hào)，那么這個(gè)作用就由TLC5615來(lái)承擔(dān)了，而且在采樣的環(huán)節(jié)，單片機(jī)需要進(jìn)行處理，需要得到的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，那么同樣也需要TLC5615來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的處理。該部分通常會(huì)配合放大器部分共同完成一個(gè)完整的功能，在放大器部分將會(huì)講到這兩部分之間的聯(lián)系。3.3放大器部分3.3.1關(guān)于放大器部分設(shè)計(jì)元件的概述該部分運(yùn)用的芯片是LM358和MOS管F924N,同時(shí)還需要接入一個(gè)電位器來(lái)構(gòu)成這部分的電路。而且這部分的功能是和上述講到的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路緊密結(jié)合在一起的，在只是在此細(xì)化來(lái)說(shuō)。3.3.2放大器部分工作原理在電路中的實(shí)現(xiàn)該部分的作用主要是放大電信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)的信號(hào)有端口發(fā)送給TLC5615時(shí)，TLC5615會(huì)將該信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，但是同時(shí)該信號(hào)會(huì)存在過(guò)小的問(wèn)題，所以在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)中是有必要設(shè)計(jì)放大電路的，因?yàn)槠鋼?dān)負(fù)著將電路信號(hào)放大的作用，其工作原理是信號(hào)被送到了LM358的反相端，在這時(shí)MOS管的放大作用就發(fā)揮出來(lái)，電位器在其中發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用，在電路運(yùn)行中可以對(duì)其上面的旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)該部分還存在這負(fù)反饋的作用，這樣MOS管就可以保證能夠輸出穩(wěn)定的電壓。3.4電源輸入及穩(wěn)壓部分3.4.1關(guān)于電源輸入部分個(gè)元件的概述該部的結(jié)構(gòu)功能圖如下所示，其中的P2是接線柱，為整個(gè)電路的電壓輸入端口，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)整流電路的經(jīng)典方法是，通過(guò)四個(gè)二極管的的一定的連接可形成，但是由于鎮(zhèn)劉巧元件同樣有著這樣的功能，而且只需要一個(gè)元件即可，選用整流橋就可以簡(jiǎn)化電路，但是工作原理還是如圖中所示那樣。其中的電容C6起到的是濾波作用。還有就是需要穩(wěn)壓芯片TL431，穩(wěn)壓管7805和7812.3.4.2關(guān)于電源輸入部分的工作原理的實(shí)現(xiàn)電流經(jīng)過(guò)濾波整流后，穩(wěn)壓管7805和穩(wěn)壓管7812，其中7805與7812的接地端共同接地，且在其輸出端通常要接入一個(gè)電容，來(lái)完善電路的功能。這些的作用是使得整流濾波后的電壓能夠穩(wěn)定輸出，其中7812的耐壓值是比7805大的，也因此7812的作用是保護(hù)7805，使得7805能夠穩(wěn)定地輸出5V的電壓，為其他模塊電路供電。3.5按鍵部分3.5.1按鍵部分的功能簡(jiǎn)述按鍵部分在整個(gè)設(shè)計(jì)的電路中對(duì)于其他功能電路是較為簡(jiǎn)單的，主要有復(fù)位，步進(jìn)等功能，該按鍵部分一共由是4個(gè)開(kāi)關(guān)構(gòu)成，4個(gè)開(kāi)關(guān)的同一端分別接入到單片機(jī)的P20~P23口，而另一端則同時(shí)接地，其功能原理如下：當(dāng)按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的P20~P23口為低電平，單片機(jī)可以就此檢測(cè)到，并產(chǎn)生響應(yīng)；當(dāng)按鍵彈起，則對(duì)應(yīng)的P20~P23是高電平。這里提到的按鍵部分的功能與數(shù)碼管部分的功能關(guān)聯(lián)程度高，其功能將在下面要講到的數(shù)碼管顯示中體現(xiàn)出來(lái)。按鍵部分的結(jié)構(gòu)功能圖如下所示：3.6數(shù)碼顯示輸出部分3.6.1數(shù)碼管概述這次設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一是要看出電壓數(shù)值的，那么顯示功能就要有元件承擔(dān)，本次選用的是數(shù)碼管。對(duì)于數(shù)碼管的連接方式而言，我們是比較熟悉的，一般就兩種方式，根據(jù)連接方式的，可以分為共陽(yáng)極和共陽(yáng)極數(shù)碼管。其內(nèi)部功能的實(shí)現(xiàn)就是有多個(gè)二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，我在本次的設(shè)計(jì)中所采取的連接方式是共陽(yáng)極。3.6.2數(shù)碼管在電路中的工作原理為了使電路更加的實(shí)用方便，特別用四位一體的共陽(yáng)極數(shù)碼管來(lái)設(shè)計(jì)，此外還需設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，該驅(qū)動(dòng)電路由4個(gè)S8550三極管來(lái)構(gòu)成。上述所講到的單片機(jī)所對(duì)應(yīng)的功能端口就接入到此數(shù)碼管的陰極，而數(shù)碼管的位選端則要分別接上單片機(jī)的P24~P27口，那么這樣就可以使數(shù)碼管的功能得以實(shí)現(xiàn)。此外還需要在電路中接入4個(gè)1K的電阻，這些電阻的作用主要是限制基極電流，防止電流過(guò)大進(jìn)而起到保護(hù)電路的作用，因?yàn)槿龢O管是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的，這些電阻的加入還可以使三極管導(dǎo)通。另外電路中還須接入一個(gè)0.22K的電阻，此電阻的直接作用體現(xiàn)的是限制電流，進(jìn)而體現(xiàn)的是決定二極管的明亮程度。數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)功能圖如下所示3.7過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分3.7.1過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分的簡(jiǎn)述在一般的其他電路中為了體現(xiàn)整體電路功能的完整性和安全性都會(huì)進(jìn)行過(guò)流檢測(cè)和報(bào)警電路的設(shè)計(jì)，而此設(shè)計(jì)中也要設(shè)計(jì)此部分電路，該電路的主要功能是進(jìn)行過(guò)流檢測(cè)和電路的報(bào)警功能，其功能的實(shí)現(xiàn)如下所述。3.7.2過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分的功能實(shí)現(xiàn)這里通過(guò)對(duì)過(guò)流檢測(cè)與報(bào)警功能的分開(kāi)講述來(lái)說(shuō)明，首先先講述過(guò)流檢測(cè)部分，該部分功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)芯片LM358來(lái)實(shí)現(xiàn)，此處的LM358實(shí)現(xiàn)功能涉及到了反相比例電路的原理。對(duì)于下圖做簡(jiǎn)單的說(shuō)明，P1口是作為電源的輸出端，電流檢測(cè)電阻為R11，該電阻的作用是可以將電流變換成電壓，而后通過(guò)LM358的反相放大倍速，而之后進(jìn)行的動(dòng)作就是使之和標(biāo)準(zhǔn)電平相比，若果所得電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電平，則信號(hào)會(huì)送到單片機(jī)處，單片機(jī)也會(huì)由此來(lái)發(fā)出指令使得功能能夠?qū)崿F(xiàn)。過(guò)流檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)功能圖如下所示。接下來(lái)說(shuō)明報(bào)警部分，該部分的電路構(gòu)造相較于其他部分也是較為簡(jiǎn)單的，設(shè)計(jì)該模塊所需的元件很簡(jiǎn)單，一般請(qǐng)情況下只需要電阻，三極管和蜂鳴器。該模塊只與單片機(jī)的P36口連接。其工作原理主要是單片機(jī)的P36口的信號(hào)來(lái)決定三極管的導(dǎo)通，具體表現(xiàn)為當(dāng)P36口顯示為高電平時(shí)，三極管斷開(kāi)，整個(gè)電路相當(dāng)于開(kāi)路，蜂鳴器不發(fā)出警報(bào)；另外該端口顯為低電平時(shí)，三極管的狀態(tài)導(dǎo)通，電流也由此可以在整個(gè)電路中流過(guò)，蜂鳴器也就憑此來(lái)發(fā)揮警報(bào)作用。電路中的報(bào)警電路總體功能實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，其的結(jié)構(gòu)圖如下所示。4.軟件部分設(shè)計(jì)軟件部分是該設(shè)計(jì)系統(tǒng)的又一核心，是電路整體功能實(shí)現(xiàn)的又一重要部分，軟件系統(tǒng)編寫(xiě)質(zhì)量的高低，會(huì)直接影響到整個(gè)硬件電路的運(yùn)行時(shí)的表現(xiàn)，編寫(xiě)好軟件部分尤為重要。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮多方面，盡量使得設(shè)計(jì)出來(lái)的程序有較為不錯(cuò)的可操作性，實(shí)用性和系統(tǒng)性。此部分設(shè)計(jì)好后要與硬件電路部分進(jìn)行充分的功能調(diào)試，通過(guò)不斷的試驗(yàn)使得軟件部分和硬件電路部分更加趨于完善，關(guān)于調(diào)試部分的說(shuō)明將在接下來(lái)的敘述中展開(kāi)。4.1程序簡(jiǎn)要流程圖4.2程序編寫(xiě)由于篇幅過(guò)長(zhǎng),在此省略。程序的具體的功能將在實(shí)際電路中表現(xiàn)。5電路整體功能概述通過(guò)前面每個(gè)單元的介紹，已經(jīng)可以知道該設(shè)計(jì)大總體電路可以大致分為單片機(jī)模塊電路，電源輸入部分電路，放大器部分電路，穩(wěn)壓部分電路，電流采樣部分電路，顯示電路，按鍵部分電路，過(guò)流檢測(cè)及報(bào)警部分電路等構(gòu)成。有必要對(duì)電路總體的功能進(jìn)行一個(gè)完整的概述，首先講到的是電源輸入部分，此部分是為整個(gè)電路的一些芯片和功能實(shí)現(xiàn)而設(shè)計(jì)的，其提供的電壓稱(chēng)為基準(zhǔn)電壓，主要為單片機(jī)的正常運(yùn)行提供5V的電壓，還有一些其芯片。然后是單片機(jī)部分，這是整個(gè)電路的控制核心，電路的核心運(yùn)行問(wèn)題的指令從這里發(fā)出，其它部分電路都受到該部分的控制，其連接的是數(shù)碼管顯示電路，能夠通過(guò)按鍵部分去調(diào)節(jié)顯示輸出電壓的大小，還對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣，以達(dá)到精準(zhǔn)輸出的功能，預(yù)設(shè)的電壓經(jīng)過(guò)單片機(jī)的相應(yīng)端口送到了D/A轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)進(jìn)入到電路中輸出，這里用到的芯片是TLC5615,該芯片的作用在整個(gè)電路中也是很核心的，肩負(fù)著模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換；此時(shí)放大電路的功能體現(xiàn)出來(lái)了，因?yàn)橥ㄟ^(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換出來(lái)的信號(hào)存在著信號(hào)太弱的問(wèn)題，必須經(jīng)過(guò)放大電路，這里用到的LM358和F9Z24N，還有就是還需接一個(gè)電位器來(lái)構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)調(diào)節(jié)比例，進(jìn)而體現(xiàn)到輸出電壓的大小變化，以此來(lái)完成完整功能的實(shí)現(xiàn)。以上就是對(duì)整個(gè)電路中較為重要的電路部分進(jìn)行的運(yùn)行說(shuō)明。對(duì)于軟件部分，只是要注意編寫(xiě)的程序的正確性，和硬件部分電路的契合，對(duì)于具體的編寫(xiě)請(qǐng)看附錄。6.系統(tǒng)調(diào)試測(cè)驗(yàn)6.1系統(tǒng)調(diào)試此過(guò)程中會(huì)用到一些儀器來(lái)進(jìn)行輔助分析，如示波器，對(duì)于放大電路部分的調(diào)試來(lái)說(shuō)，可以用示波器觀察其狀態(tài)，以便于輔助分析。6.1.1硬件方面的調(diào)試硬件測(cè)試方面主要我按照之前將每個(gè)部分分別進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：對(duì)于放大器部分的調(diào)試，在整個(gè)的測(cè)試中是比較占用時(shí)間的，因?yàn)檫@里的調(diào)試時(shí)關(guān)乎到電壓輸出的精確問(wèn)題，對(duì)于TLC5615J，LM358和電位器進(jìn)行一個(gè)整體協(xié)調(diào)的測(cè)試最終達(dá)到了輸出的要求。對(duì)于輸入電源部分，這次的測(cè)試中對(duì)需要供電的幾個(gè)元件分別進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是正常的。對(duì)于數(shù)碼管的顯示部分，由于只需測(cè)定其顯示功能的正常即可，所以不需用電路的完成程序去測(cè)定，只需要編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序去測(cè)定即可，如能正常顯示，則表示數(shù)碼管的顯示功能是完全正常的，最終的測(cè)試結(jié)果是正常。對(duì)于案件部分來(lái)說(shuō)，這部分在電路完整程序編寫(xiě)好后進(jìn)行測(cè)定，按下每個(gè)按鍵發(fā)現(xiàn)都能顯示其相應(yīng)的功能，測(cè)定結(jié)果為正常。6.1.2軟件方面的調(diào)試此次測(cè)試用到了要用到編譯器和燒錄器，在編寫(xiě)了玩程序后進(jìn)行測(cè)試時(shí)，通過(guò)應(yīng)用的提示，去分析所編寫(xiě)程序的錯(cuò)誤與不足，通過(guò)不斷的修改，最終得到了較為合適的程序，之后通過(guò)后程序燒錄器將程序燒錄到51單片機(jī)上，然后將單片機(jī)接到硬件電路中進(jìn)行進(jìn)一步的查看，如果在硬件電路中運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題則說(shuō)明程序還是存在一定的問(wèn)題，在這次過(guò)程中就出現(xiàn)了這樣的情況，要找到所要修改的不合適的地方最后，通過(guò)一次次的修改，最終得到了適合的程序，使得整體電路能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。6.2系統(tǒng)測(cè)試當(dāng)前面的調(diào)試部分完全結(jié)束，那么此時(shí)最后的測(cè)試就可以進(jìn)行了，通常要用到一些測(cè)量的儀器，如萬(wàn)用表，其功能是用來(lái)在輸出端測(cè)定試劑電壓的大小，然后和預(yù)置電壓，和數(shù)碼管顯示電壓相比較分析。6.2.1系統(tǒng)功能測(cè)試6.2.2系統(tǒng)誤差分析本次測(cè)量的數(shù)據(jù)基本是符合預(yù)期的，但還是出現(xiàn)了一些誤差，對(duì)于其分析如下:TLC5615的誤差，TLC5615是數(shù)模轉(zhuǎn)換器，存在一定的量化誤差，這會(huì)使得整個(gè)結(jié)果出現(xiàn)誤差。其他器件和線路因?yàn)橐恍┓€(wěn)定的因素也會(huì)造成一定的誤差存在。7.總結(jié)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的所設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)是比較多的，除了一些之前在課堂學(xué)習(xí)到的知識(shí)外，還有不少的知識(shí)點(diǎn)就需要去查閱文獻(xiàn)里解決，對(duì)于一個(gè)電路，這次我的思路是將整個(gè)電路拆封成一個(gè)個(gè)功能模塊，通過(guò)對(duì)每個(gè)模塊的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，最后將每個(gè)部分進(jìn)行一個(gè)有機(jī)的融合，對(duì)于整體要進(jìn)行比較細(xì)致的考慮，最終得到一個(gè)整體電路。本次所設(shè)計(jì)的數(shù)控電源，經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)的調(diào)試測(cè)試，已經(jīng)具有一定的實(shí)用性，其輸出的電壓已經(jīng)可以滿足一些電子產(chǎn)品的供電。這次所設(shè)計(jì)電路的元件由51單片機(jī)，TLC561模塊,，放大電路模塊，顯示模塊電路，采樣及穩(wěn)壓電路，按鍵電路等構(gòu)成。整體的功能可以簡(jiǎn)述如下，通過(guò)單片機(jī)的處理，單片機(jī)從對(duì)應(yīng)的端口發(fā)出信號(hào)給數(shù)碼管顯示電路，另一方面P0口發(fā)出信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換電路，在壓后進(jìn)行輸出，此時(shí)單片機(jī)會(huì)對(duì)輸出的電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路后回到單片機(jī)，此時(shí)單片機(jī)會(huì)做出響應(yīng)，以此來(lái)達(dá)到精準(zhǔn)輸出的功能。這次的電路設(shè)計(jì)中，我的能力得到很大的提升，因?yàn)樗婕暗降臇|西很多，很多方面都需要去進(jìn)行考慮，在一開(kāi)始的電路規(guī)劃中，就得考慮如何讓電路的整體功能的以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)讓所設(shè)計(jì)電路更加簡(jiǎn)單，然后要考慮用何種元件才會(huì)更加符合電路，再到實(shí)際電路的制作，我更加可以體會(huì)到每個(gè)部分電路所起到的作用和他們之間的功能聯(lián)系，，然后是測(cè)序的設(shè)計(jì)電路的測(cè)試，程序的設(shè)計(jì)我盡量用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的完全，讓整個(gè)硬件電路和測(cè)序更加的契合；之后到調(diào)試，關(guān)于調(diào)試這方面其實(shí)可學(xué)習(xí)的地方特別多，因?yàn)樗O(shè)計(jì)的電路難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，此時(shí)的調(diào)試工作，是最能體現(xiàn)和提高所學(xué)知識(shí)的地方，能夠使所學(xué)知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)解決問(wèn)題，最后就是關(guān)于論文的撰寫(xiě)，可以說(shuō)以上的這些環(huán)節(jié)，每一個(gè)都是讓我能力得到提升的，沒(méi)余個(gè)環(huán)節(jié)都是所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合產(chǎn)物。此次的設(shè)計(jì)中遇到的困難是不少的，一開(kāi)始的時(shí)候?qū)τ谒O(shè)計(jì)的東西都有點(diǎn)不知從何下手，但是經(jīng)過(guò)自己查閱了一些資料和結(jié)