数控稳压电压源实验报告

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数控稳压电源开题报告

数控稳压电源开题报告

数控稳压电源开题报告1. 引言数控稳压电源是一种能够根据输入信号自动调节输出电压的电源设备。

它广泛应用于工业生产、实验室研究以及个人电子设备中。

本报告将介绍数控稳压电源的原理、设计和应用,旨在帮助读者更好地了解该技术。

2. 数控稳压电源原理数控稳压电源的基本原理是通过反馈控制实现输出电压的稳定。

其工作原理可以分为以下几个步骤:2.1 输入电压检测数控稳压电源首先需要检测输入电压的大小,以便根据需要进行调节。

通常使用电压检测电路来实现这一功能。

2.2 输出电压调节接下来,数控稳压电源根据输入信号和参考电压进行比较,并通过反馈控制电路来调节输出电压。

常见的反馈控制方式有电压反馈和电流反馈。

2.3 输出电压稳定性数控稳压电源需要保持输出电压的稳定性。

为了实现这一目标,常常使用稳压器等电子元件来提供稳定的输出电压。

3. 数控稳压电源设计数控稳压电源的设计需要考虑多个因素,包括输入电压范围、输出电压范围、负载能力等。

以下是数控稳压电源设计的步骤:3.1 确定需求首先需要确定数控稳压电源的具体需求,包括所需的输入电压范围、输出电压范围和负载能力。

这些参数将直接影响设计的复杂度和成本。

3.2 选取元件根据需求,选择适当的电子元件来实现数控稳压电源的功能。

常见的元件包括稳压器、运算放大器等。

3.3 设计电路根据选取的元件,设计数控稳压电源的电路图。

在设计过程中,需要考虑电路的稳定性、效率和成本等因素。

3.4 PCB设计将电路图转换为PCB设计,考虑电路布局和连接方式,以确保电路的稳定性和可靠性。

4. 数控稳压电源应用数控稳压电源在各个领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景:4.1 工业生产数控稳压电源可以在工业生产中提供稳定的电源供应,保证设备的正常运行。

例如,它可以用于机械加工设备、自动化生产线等。

4.2 实验室研究实验室研究中,数控稳压电源可以提供精确的电压输出,满足实验的要求。

例如,在电子器件测试中,需要精确控制电压进行测试。

数控稳压电源14830

数控稳压电源14830

数控稳压电源南通职业大学数控稳压电源实验报告学院:电子信息工程学院班级:电子112姓名:张欣学号:110202227指导老师:陈卫兵目录一、摘要 (3)二、作品介绍 (3)三、芯片和部分模块介绍 (4)1.TLC1543简介及其应用 (4)2.TLC5615 器件的引脚图及各引脚功能 (4)3.功能框图 (5)四、作品功能 (7)五、作品结构 (9)六、原理图和pcb图的绘制 (11)七、心得体会 (12)一、摘要本系统由单片机控制模块、按键、液晶、LM324系列芯片、TLC1543,TLC5615,集成运放搭建构成,放大器、交流变压器来提供稳定电压输出;在以单片机为主控芯片、运算放大器及外围电路的部分,用按键控制步进可调电压输出,液晶显示输出电压值。

整个系统结构紧凑,电路简单。

二、作品介绍学校实验室使用的直流稳压电源,大多是通过电位器来调整输出电压,使用并不方便,并且步进幅度大难以精确调整。

而我们制作的这款数控稳压电源,可以实现步进调整电压,预设值快捷调整电压,使用更为方便、准确。

其次,在学生做实验的过程中,往往有人随意调整电压,稍不注意,就会造成实验失败、器件损毁。

为此,我们制作了“锁定输出电压”功能,“锁定输出电压”后需要按键解锁后才能改变输出电压,否则无法改变,以此来避免同学的误操作。

我们以单片机作为主控芯片,将数电、模电有效的结合起来运用,使用按键作为输入,用数码管和LED灯显示电源工作状态和模式,实现良好的人机界面效果。

技术指标:输出电压:3~12V。

电压调整方法:1.普通调整,步进=0.1V;2.快捷调整,按预设电压值快速切换。

限流:当输出过电流超过0.1秒后,切断输出,同时过流指示灯点亮。

开机模式:开机时调出预设电压,但不输出,需要按下输出键后才输出。

精度:输出与真实输出不高于5%。

锁定模式:在不锁定输出,可以自由调整输出电压;在锁定输出后,则输出电压不可调整,需要重修按下锁定键才可以重新调整电压。

数控稳压电源报告

数控稳压电源报告

数控直流稳压电源设计人员:鲍官牛马彪吴汉国指导老师:邱森友葛浩摘要:本数控直流稳压电源系统采用AT89S52单片机为主控模块,由DAC0832数模转换模块输出电压,经过由高精度运算放大器OP07组成的电压放大模块进行电压放大,引入由功率三极管TIP41C 组成的扩流模块进行电流扩大,采用7107进行电压测量式输出显示,能自动切换电源档位,提高本电源系统的效率。

基于可靠的硬件设计,和高效的软件设计,本系统具有电压输出稳定,负载能力好,精度高,人机界面友好,操作方便等特点。

关键词:数控数模转换扩流纹波电压AT89S52 DAC0832 OP07 7107Abstract:The direct voltage source of numerical control uses MCU AT89S52 as controller kernel,and DAC0832,the DA conversion module to outputVoltage,which enlarged by the voltage expansion module basing on accurateAmplifier OP07 Output display bases on IC 7107,with the method of voltage meauring.The system can automatically chooses appropriate power source supply ,which improves system’s efficiency,and has funtions of current overfloat selt-protecting,and saving the lastest settings.Base on reliable hardware and effectual software design, this system is qualified with quite high performs.Keyword: Numerical Control DA Conversion Current ExpansionCurrent Overfloat Selt-protectingVoltage Ripple AT89S52 DAC0832 OP07 7107目录第一章总论1.1设计任务和要求 (4)1.2 作品介绍 (4)1.3方案论证与比较 (6)1.3.1 微控制器的选择 (6)1.3.2 显示部分方案论证 (6)1.3.3 数据存储保存部分方案论证 (7)1.3.4 数模转换部分方案论证 (8)1.3.5 电压显示部分方案论证 (9)第二章电路原理分析和设计2.1 数模转换模块设计 (11)2.2 输出电压显示模块设计 (12)2.3 人机交互模块设计 (13)2.3.1 LED显示部分 (13)2.3.2 键盘输入部分 (13)2.3.3 按键输入数据处理设计 (14)2.4 提高电源效率和提压扩流模块.....................................................17第三章系统软件设计.. (20)3.1 系统设计总思路 (20)3.单片机资源优化处理 (20)3.2.1 单片即IO口安排 (20)3.2.2 提高CPU效率措施 (20)3.2.3 对于“+”“-“步进的处理 (20)3.2.4 对于抖动和干扰的处理 (20)3.3系统软件流程图 (21)第四章故障分析与系统测试 (22)4.1故障分析 (22)4.2系统测试与数据分析...............................................................23附录 (24)附1:整机电路图 (24)附2:程序源代码 (27)第1章总论1.1设计任务和要求:1.设计任务:设计一个数控稳压电源,可由按键直接输入电压值,还具有加、减调节的功能。

数控电压源设计报告

数控电压源设计报告

全国电子设计大赛培训班设计报告(数控电压源)组员:龚文周、彭玉琴、李冻秀、胡高丽1.实验任务本次实验是以89C51单片机为控制单元,以数模转换器DAC0832输出参考电压,以该参考电压控制电压转换模块LM350的输出电压大小。

该电路设计简单,应用广泛,精度较高等特点。

2. 对选用芯片说明DAC0832是一款常用的数摸转换器,它有两种连接模式,一种是电压输出模式,另外一种是电流输出模式,为了设计的方便,选用电压输出模式,如电路图所示,Iout1和Iout2之间接一参考电压,VREF输出可控制电压信号。

它有三种工作方式:不带缓冲工作方式,单缓冲工作方式,双缓冲工作方式。

该电路采用单缓冲模式,由电路图可知,由于/WR2=/XFER=0,DAC寄存处于直通状态。

又由于ILE=1,故只要在选中该片(/CS=0)的地址时,写入(/WR=0)数字量,则该数字信号立即传送到输入寄存器,并直通至DAC寄存器,经过短暂的建立时间,即可以获得相应的模拟电压,一旦写入操作结束,/WR1和/CS立即变为高电平,则写入的数据被输入寄存器锁存,直到再次写入刷新。

3. 软件系统软件的设计主要完成三方面的功能:1.设置电压并且保存,主要是对EEROM的操作。

2.把设置的电压送到DA,主要是对DA的操作。

3.中断显示,把设置的电压显示到LED数码管上。

该数控电压源实现保存最近10电压功能,当打开电源的时候,它显示和输出的必须是上次使用电压大小,所以在EEROM中使用11个地址保存数据,第一个地址保存当前电压编号,大小为1~10。

第2个地址~第11个地址连续保存10个电压大小数据。

电压编号的大小分别对应到相应地址电压大小。

对软件流程做一下说明:当电源打开的时候,MCU进行复位,寄存器清零。

接着电源应该显示和输出上次关机前的电压大小,这时候MCU先读取EEPROM中保存的电压编号,根据电压编号读出对应电压,把该数据送到DA,在转换成BCD码送到显示部分。

数控稳压电源报告

数控稳压电源报告

数控稳压电源报告 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】数控直流稳压电源设计人员:鲍官牛马彪吴汉国指导老师:邱森友葛浩摘要:本数控直流稳压电源系统采用AT89S52单片机为主控模块,由DAC0832数模转换模块输出电压,经过由高精度运算放大器OP07组成的电压放大模块进行电压放大,引入由功率三极管TIP41C组成的扩流模块进行电流扩大,采用7107进行电压测量式输出显示,能自动切换电源档位,提高本电源系统的效率。

基于可靠的硬件设计,和高效的软件设计,本系统具有电压输出稳定,负载能力好,精度高,人机界面友好,操作方便等特点。

关键词:数控数模转换扩流纹波电压AT89S52 DAC0832 OP07 7107Abstract:The direct voltage source of numerical control uses MCU AT89S52 as controller kernel,and DAC0832,the DA conversion module to outputVoltage,which enlarged by the voltage expansion module basing on accurate Amplifier OP07 Output display bases on IC 7107,with the method of voltage system can automatically chooses appropriate power source supply ,which improves system’s efficiency,and has funtions of current overfloat selt-protecting,and saving the lastest settings.Base on reliable hardware and effectual software design, this system is qualified with quite high performs.Keyword: Numerical Control DA Conversion Current ExpansionCurrent Overfloat Selt-protectingVoltage Ripple AT89S52 DAC0832 OP07 7107目录第一章总论设计任务和要求 (4)作品介绍 (4)方案论证与比较 (6)1.3.1 微控制器的选择 (6)1.3.2 显示部分方案论证 (6)1.3.3 数据存储保存部分方案论证 (7)1.3.4 数模转换部分方案论证 (8)1.3.5 电压显示部分方案论证 (9)第二章电路原理分析和设计数模转换模块设计 (11)输出电压显示模块设计 (12)人机交互模块设计 (13)2.3.1 LED显示部分 (13)2.3.2 键盘输入部分 (13)2.3.3 按键输入数据处理设计 (14)提高电源效率和提压扩流模块.....................................................17第三章系统软件设计.. (20)系统设计总思路 (20)3.单片机资源优化处理 (20)3.2.1 单片即IO口安排 (20)3.2.2 提高CPU效率措施 (20)3.2.3 对于“+”“-“步进的处理 (20)3.2.4 对于抖动和干扰的处理 (20)系统软件流程图 (21)第四章故障分析与系统测试 (22)故障分析 (22)系统测试与数据分析...............................................................23附录 (24)附1:整机电路图 (24)附2:程序源代码 (27)第1章总论设计任务和要求:1.设计任务:设计一个数控稳压电源,可由按键直接输入电压值,还具有加、减调节的功能。

数控直流稳压电源 实训报告

数控直流稳压电源 实训报告

单片机简易数控直流稳压电源实训——嵌入式应用实训报告班级:学号:姓名:一、实训目的与要求目的:熟悉单片机应用技术, 提高分析、解决工程问题的能力。

该系统以直流电压源为核心,STC89C52单片机为主控制器,通过按键来设置直流电源的输出电压,由数码管显示实际输出电压值。

由单片机程序控制输出数字信号,经过D/A转换器(TLC5615)输出模拟量,再经过运算放大器隔离放大,控制输出功率管的基极,随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。

要求:(1)输出电压:范围0~+9.9v,步进0.1v;(2)输出电流:500mA;(3)输出电压值由数码管显示;(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减;二、方案设计系统电路主要包括这几大部分:数字控制部分、D/A转换部分、可调稳压电源部分、串行输入口以及数码管显示部分。

数字控制部分是用+、-按键控制可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A转换器,经D/A转换器转换成相应的电压,此电压经过运算放大器放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以0.1V的步进值增或减。

数码管的显示部分是由单片机程序控制,从它的引脚输出数据,然后在数码管上显示。

数码管上显示的数据就是实际输出的电压值。

串行口部分,采用标准的DB-9的D形插头,采用RS-232C信息格式标准,RS—232C和TTL电平用MAX232。

三、硬件设计在硬件部分我们用到了STC89C52、 TLC5615、OP07、LM336、MAX232、数码管等。

STC89C52单片机作为整机的控制单元,通过改变TLC5615的输入数字量来改变输出电压值,从而使输出功率管的基极电压发生变化,间接地改变输出电压的大小。

以下是STC89C52的引脚图及各引脚功能:STC89C52芯片共40引脚:1~8脚: 通用I/O接口p1.0~p1.79脚: rst复位键10 .11脚:RXD串口输入 TXD串口输出12~19:I/O p3接口 (12,13脚 INT0中断0 INT1中断114,15 : 计数脉冲T0 T1 16,17: WR写控制 RD读控制输出端)18,19: 晶振谐振器 20 地线21~28:p2 接口高8位地址总线29: psen片外rom选通端,单片机对片外rom操作时,29脚(psen)输出低电平30:ALE/PROG 地址锁存器31:EA rom取指令控制器高电平片内取低电平片外取32~39:p0.7~p0.0(注意此接口的顺序与其他I/O接口不同与引脚号的排列顺序相反)40:电源+5VTLC5615的特点:10位CMOS电压输出;5V单电源工作;与微处理器3线串行接口(SPI);最大输出电压是基准电压的2倍;输出电压具有和基准电压相同的极性;建立时间12.5us;内部上电复位;低功耗,最高为1.75mW。

简易数控直流电压源报告

简易数控直流电压源报告

题目: 串联型直流稳压电源设计专业电子信息工程班级 09电信一班学号 090507128姓名黄志诚指导老师郭海燕摘要直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路组成。

变压器把高交流电变为需要的低压交流电。

整流器把交流电变为直流电。

经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。

本次设计主要采用串联型直流稳压电路,通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后,通过桥式整流VD1—VD4整流成直流电再经过滤波电容平滑直流电,减少直流电纹波系数。

最后,通过稳压器稳压,将输出电压稳定在5V。

关键词:整流、滤波、电压源、过流保护2目录1 系统设计 (3)1.1设计要求 (3)1.1.1 设计任务................................... 错误!未定义书签。

1.1.2、基本要求 (4)1.1.3、发挥部分 (4)1.1.4 测试要求................................... 错误!未定义书签。

1.1.5 系统框图................................... 错误!未定义书签。

1.2方案论证与比较 (4)1.2.1电压采样模块 (10)1.2.2 稳压模块 (10)1.2.3 过载保护模块 (11)1.2.4 最终方案 (6)2.单元电路分析 (6)2.1D/A转换模块 (6)2.1.1工作原理 (6)2.1.2 参数选择 (7)2.2电压放大模块 (7)2.2.1 工作原理 (7)2.2.2 参数选择 (7)2.3稳定电压源及电压采样模块 (8)2.3.1 工作原理 (8)2.3.2 参数选择 (8)2.4过载保护模块 (9)2.4.1工作原理 (9)2.4.2 参数选择 (9)3.软件设计 (15)3.1实现功能....................................... 错误!未定义书签。

稳压电源的实训报告

稳压电源的实训报告

一、实训目的通过本次实训,使学生了解稳压电源的基本原理、电路结构、工作原理以及调试方法,掌握稳压电源的设计与制作技能,提高学生的动手能力和工程实践能力。

二、实训背景稳压电源是一种能为负载提供稳定直流电源的电子装置,广泛应用于各种电子设备中。

在电子技术领域,稳压电源的设计与制作是一项基本技能。

本次实训旨在通过实践操作,让学生掌握稳压电源的设计与制作方法。

三、实训内容1. 稳压电源基本原理及电路结构(1)稳压电源的基本原理:稳压电源通过调节电路,使输出电压稳定,不受输入电压波动和负载变化的影响。

(2)稳压电源的电路结构:稳压电源主要由以下几个部分组成:整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路。

2. 稳压电源的设计与制作(1)整流电路:整流电路将交流电源转换为直流电源,常用的整流电路有桥式整流和全波整流。

(2)滤波电路:滤波电路用于去除整流电路产生的纹波,常用的滤波电路有电容滤波和电感滤波。

(3)稳压电路:稳压电路是稳压电源的核心部分,常用的稳压电路有串联稳压和并联稳压。

(4)输出电路:输出电路用于将稳压电路输出的稳定直流电压提供给负载。

3. 稳压电源的调试(1)调试步骤:首先,检查电路连接是否正确;其次,调整稳压电路中的元件参数,使输出电压达到设计要求;最后,测试输出电压的稳定性和纹波系数。

(2)调试方法:使用数字万用表测量输出电压,根据测试结果调整稳压电路中的元件参数,使输出电压稳定。

四、实训过程1. 准备工作:熟悉稳压电源的原理、电路结构、调试方法,了解实训所需器材和工具。

2. 制作电路板:根据设计图纸,在电路板上焊接整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路。

3. 调试电路:连接输入电源,调整稳压电路中的元件参数,使输出电压达到设计要求。

4. 测试电路:使用数字万用表测量输出电压,检查电路的稳定性和纹波系数。

五、实训结果与分析1. 实训结果:成功制作了一台稳压电源,输出电压稳定,纹波系数小。

2. 分析:通过本次实训,掌握了稳压电源的设计与制作方法,提高了动手能力和工程实践能力。

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《电子信息工程专业中期实习报告》题目数控直流稳压电源的设计与实现学号姓名班级指导教师同组人电子工程系目录一、概述 (3)(一)设计意义 (3)(二)设计任务与要求 (3)二、电路设计方案 (4)三、硬件设计与仿真 (4)(一)相关应用芯片介绍 (4)(二)系统工作原理 (6)(三)具体硬件电路的实现 (7)1.单片机数字控制电路 (7)2.键盘显示电路 (8)3.D/A转换电路 (9)4.稳压电路 (10)四、软件设计与调试 (12)(一)软件实现的功能: (12)(二)软件实现流程图: (12)五、系统联调 (13)(一)D/A转换器电路调试 (13)(二)可调稳压电源部分调试 (13)六、测试结果 (13)七、实习总结 (14)八、附录 (15)附录1:软件实现程序 (15)附录二:实际搭建电路仿真图 (19)数控稳压电压源摘要:本设计是基于AT89C51的数控稳压电源,它具有实际的可操作性,其输出电压不仅要求用数字显示,同时要求能够用“+”、“-”两键实验步进控制输出电压的步进,在本设计当中利用AT89C51做数字控制,74LS244驱动数码管显示输出,DAC0832做数模转换,NE5532做电压放大,配合稳压,过流保护电路实现设计要求。

关键字:数控稳压电压源 AT89C51 74LS244 DAC0832 NE5532一、概述(一)设计意义1、培养综合性电子线路的设计能力。

设计性实验为主,元器件发给学生,仪器2人1组,实验室开放。

老师给出题材学生自己设计实验电路的参数,装调实验电路,测量技术指标。

了解AT89C51、74LS244、NE5532和DAC0832芯片的功能。

2、掌握综合性电子线路的安装和调试方法。

软件的仿真是进行硬件搭板的前提,各单元电路调试之后逐步扩大到整体电路的联调。

联调主要是观察动态结果,测试电路的性能指标,检查电路的测试指标与设计指标是否相符,逐一对比,找出问题,然后进一步修改参数,直至满意为止。

(二)设计任务与要求1. 输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV;输出电流:500mA。

2. 输出电压分为100个档位,从00-99;可任意调到要求的一档输出电压,并用七段数码管显示。

3. 由键盘控制档位的步进增减,以控制输出电压的步进增减。

档位控制要求:选择键来输入档位,档位值由0键到9号键输入,再按D键,输出档位立即跳到输入的数值,F、E号键控制1个档位步进的增加和减小。

4. 有过流保护功能,过电流时软硬件保护电路开始工作,产生中断信号使档位置“0”,从而使输出电压值0。

二、电路设计方案采用单片机作为整机的控制单元,通过改变DAC0832的输入数字量来改变输出电压值,从而使输出功率管的基极电压发生变化,间接改变输出电压的大小。

此系统比较灵活,采用软件方法来解决数据的预置以及电压的步进控制,使系统硬件更加简洁,各类功能易于实现,能很好地满足题目的要求。

三、硬件设计与仿真(一)相关应用芯片介绍本设计当中数控部分采用AT89C51芯片实现控制电路,用72LS244芯片实现驱动七段数码管显示,用DAC0832实现D/A 转换,用NE5532实现放大功能,其中各芯片功能介绍如下。

1.AT89C51AT89C51是一种带4K 字节FLASH 存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和图1.AT89C51引脚图输出管脚相兼容。

它可与MCS-51兼容,是4K字节可编程FLASH存储器,其全静态工作频率为0Hz-24MHz,具有128×8位内部RAM,32可编程I/O线。

2.74LS24474LS244是一种三态八缓冲器/线驱动器/线接收器(3S,两组控制),244为三态输出的八组缓冲器和总线驱动器,其逻辑图如下图所示。

图2. 74LS244引脚图极限值:电源电压 7V输入电压5.5V输出高阻态时高电平电压5.5V3.DAC0832设计要求电压输出范围是0.0V~9.9V,步进0.1V,共有100种状态,因此采用8位的D/A转换器就能满足设计要求。

本设计中采用常用的DAC0832芯片。

8位字长的D/A转换器DAC0832具有256种状态,能满足设计要求。

DAC0832芯片是具有两个输入数据寄存器的8位DAC,它能直接与AT89S51单片机相连接。

它具有8位分辨率,输出属于电流型,稳定时间为1us,可双缓冲输入,单缓冲输入或直接数字输入,在本设计当中采用直接数字输入,其单一电源供电范围为(+5~+15V)。

图3.DAC0832引脚图4.NE5532由于DAC0832输出级没有加集成运放,所以需外加NE5532相配使用。

NE5532封装如下图所示。

IN-为反相输入端,IN+为同相输入端;OUT为输出端;Vcc-和Vcc+为正负电源提供;NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器。

图4.NE5532引脚排列及封装(二)系统工作原理本设计以一稳压电源为基础,以C51单片机系统为控制核心,稳压驱动放大电路、过流保护电路为外围的硬件系统,在检测与控制软件的支持下实现对电压输出的数字控制,通过对稳压电源输出的电压进行数据采样与给定数据比较,从而调整和控制稳压电源的工作状态及监测开关电路的输出电流大小。

数控直流稳压电源主要包括四部分:数字控制部分、键盘显示部分、D/A 转换部分和稳压电路部分。

数字控制部分用“+”、“-”按键控制二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A变换器转换相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以0.1V 的步进值增或减。

D/A转换部分采用了NE5532等元件组成的电路作为输出,最后在数码管上显示。

数控电源与常规可调电源不同,它通过数字量控制可调电压,因此其输出电压不是连续可调,而是步进增减的,根据课题要求,输出电压应从0V 调到9.9V,每步0.1V,总计100步。

总体设计框图如图5所示。

图5. 总体设计框图(三)具体硬件电路的实现1.单片机数字控制电路利用键盘控制单片机输入欲置电压值,实现电压输入、过流控制及复位功能。

单片机小系统电路如下图3所示。

其中P0.0~P0.7口输出信号给D/A 转换模块,但由于该口电压较小,故需要加上拉电阻增加其输入电压值;P1.0~P1.7到P2.0~P2.7口输出信号给两个数码管;P3.0~P3.7口作为键盘输入,其中列扫描端口需要接上拉电阻。

图6 单片机小系统电路图2.键盘显示电路本模块利用键盘控制输入数值,利用74LS244译码通过七段数码管输出预置电压数值。

键盘的作用是对单片机输入数据,设计中要求能是电压进行“+”,“-”,及电压值的设定,所以采用键盘为4×4的矩阵键盘,按键后送AT89C51的并行口P3, P3.0~P1.7作为键盘输入口。

单片机控制键盘显示系统,该模块可以对不同的按键进行实时显示,其核心是单片机和键盘矩阵电路部分,主要对按键与显示电路的关系、矩阵式技术及设备系统的硬件、软件等各个部分进行实现。

该模块主要由矩阵式键盘电路、译码电路、显示电路等组成,软件选用C语言编程。

单片机将检测到的按键信号转换成数字量,显示于七段数码管上。

(1)矩阵式键盘电路利用4*4矩阵式键盘控制输入电路,如图3所示,使用C51的P3.0~P3.7口作4*4盘的扫描,P3.0~P3.3设置为输出口,接行扫描线;P3.4~P3.7设置为带下拉电阻的输入口,接列扫描线。

该模块采用行列扫描法完成检测是否有键按下和识别按键的功能。

先使行扫描线全部输出低电平,然后读取列扫描线的状态,得到与行对应的列号。

若有键被按下,则对应的列读回低电平,若无键按下,列号为1。

如果检测到有键按下,则利用延时消抖操作消除按键时带有的抖,一般延时采用10ms左右。

延时消抖动之后如果还检测到有按键按下,则确定当前有键按下,进入获取键值的操作。

利用行列依次扫描获取键值,首先使第一行扫描线输出低电平,其它的行扫描线输出高电平,然后读取列扫描线的状态,得到列码;如果本行无键按下,则得到的列码为全1,并扫描下一行,即置第二行扫描线输出低电平,其它行扫描线输出高电平,其它类似。

如本行有键按下,则会读取到对应的列码值,并退出扫描,进行键值计算。

在行列扫描时,用一个变量记录下当前扫描的行号,在计算键值时,可以利用此行号以及读回的列码按键号。

图7 键盘电路(2)译码和显示电路本设计利用74LS244译码驱动数码管输出,以单片机的P1.0~P1.7和P2.0~P2.7口作为信号输出端,通过两块74LS244译码输出二进制数,分别将二进制数送入两个七段数码管进行数据显示。

具体的电路如图8所示:图8 译码和显示电路3.D/A转换电路数模转换电路采用DAC0832集成块,它是一个8位数/模转换电路。

由于DAC0832不包含运算放大器,所以需要外接一个运算放大器相配,才构成完整的D/A转换器。

运放采用具体有调零的低噪声高速优质运放NE5532。

DAC0832最具特色是输入为双缓冲结构,数字信号在进入D/A转换前,需经过两个独立控制的8位锁存器传送。

其优点是D/A转换的同时,DAC寄存器中保留现有的数据,而在输入寄存器中可送入新的数据。

系统中多个D/A 转换器内容可用一公共的选通信号选通输出。

由于DAC0832输出级没有加集成运放,所以需外加NE5532相配使用。

D/A 转换部分的输出电压作为稳压输出电路的参考电压。

稳压输出电路的输出与参考电压成比例。

8位字长的D/A转换器具有256种状态,在本设计当中可分别用0、2、4......198表示输出电压0~9.9V,当电压输入为198时V0=198/256×5=3.867V。

每路电压输出值的计算:V0=REF×Data/256(REF为参考电压,Data为输入8位的比特数据,我们这里用的REF=5V)。

当步进变化时,输出电压也相应改变,若要求输出电压增或减,步进增或减即可。

具体的实现如图9所示:图9 D/A转换电路4.稳压电路稳压电路是将单片机D/A转换器输出的电流转换成稳定的电压输出,电压的输出范围是0-9.9V,共有100种输出状态,D/A输出的电流随设定的档位值变化,因为最后需要得到的是电压,所以还需利用运放将电流转换成电压。

稳压输出电路采用串联负反馈稳压电路,电路如图10所示,这部分电路由运放、三极管组成Q1与Q2构成复合调整管。

在这个电路中由有三极管Q3和电阻R4构成的保护电路,当输出电流增加到Im时,电阻R4两端的电压使三极管Q3导通,从而分掉电路中复合管基极一部分电流使输出电流不再增加。

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