基于单片机的可调直流稳压电源设计
基于单片机的智能稳压电源设计

基于单片机的智能稳压电源设计摘要本智能稳压电源利用16位单片机SPCE061A为控制核心,可预置输出电压值并显示在液晶显示模块(LCD)上,通过其内置的A/D输出对PWM进行调制,再控制大功率开关管导通,再经过滤波输出。
同时通过采样电路将实际输出值反馈到单片机中构成闭环系统,进行比较、调整,提高了电源的输出精度。
输出电压范围为0.01v~10v,而且可以步进调整输出的电压值。
关键词:智能;单片机;PWM调制;稳压电源Design of Smart Power Supply Based on SCMWu Renjie(College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University, Jishou,Hunan 416000)AbstractThe 16 Bit SCM SPCE061A was used as the control unit in this design, the output voltage value can be protested form the keyboard and displayed it on the LCD module .At the same time, its built-in A / D converter moderate the output as pulse width moderation(pwm), and switch on the output, after that output through a filter . At the same time the circuit would sample the actual output value and feedback the output to the SCM’s input system, after comparing and adjusting to improve the output accuracy. Output voltage range from 0.01 v to 10v, it can also stepping adjust the output voltage value.Key words:intelligent;SCM;PWM modulation;power supply目录第一章引言 (1)第二章方案论证与设计 (2)2.1 系统整体方案论证 (2)2.2数据采集和处理器选择 (2)2.3 电源供电电路 (2)2.4 显示电路模块 (2)第三章系统总体设计方案及设计框图 (3)第四章系统模块电路分析 (4)4.1 SPCE061A[1]单片机最小系统概述 (4)4.1.1 ADC 的控制 (5)4.1.2 DAC 的控制 (6)4.1.3 IO 端口结构 (7)4.1.4 单片机端口资源的分配 (8)4.2 电压控制电路 (8)4.2.1 ADC、DAC电压调整电路 (9)4.2.2 脉宽调节电路的工作原理 (10)4.2.3 脉宽调制电路参数的选择 (12)4.2.4 开关管输出的电路参数的选择 (13)4.2.5 平滑电容电阻的参数选取 (13)4.3 键盘设计 (14)4.4 液晶显示 (14)4.5 正负电源供电电路 (18)第五章软件流程图 (19)5.1 主程序 (19)5.2 键盘程序 (19)5.3 闭环调整子程序 (20)第六章系统测试和误差分析 (22)6.1 系统功能测试 (22)6.2 系统误差分析 (22)参考文献 (23)附录 (24)结束语 (30)基于单片机的智能稳压电源设计引言第一章引言直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
基于可调式稳压器LM317的直流稳压电源课程设计自己制作

***********************电子技术课程设计总结报告题目:运算放大器组成的0-20倍放大器学生姓名:只写一个人的名字系别: 电气信息工程系专业年级: 2004级电气工程专业1班指导教师:某某某2011年7月基于可调式稳压器LM317的直流稳压电源TAG: 可调式稳压器LM317 LM317直流稳压电源LM317电源摘要:该设计主要利用可调式稳压器LM317实现直流稳压电源的正负输出可调性。
整个电源主要由变压器、整流电路、滤波电路,以及稳压电路几部分组成。
其体积小,稳定性好且性价比较高。
主要介绍其具体实现及原理,并分析具体硬件电路的工作原理及具体实现方法。
结合单片机原理以及其他相关集成电路模块的相关原理实现了直流稳压电源的显示等具体功能。
经反复实验,结果表明其具有灵活的可调性,控制效果良好。
该电源可广泛运用于电力电子、仪表、控制等实验场合。
关键词:可调式稳压器;直流稳压电源;整流电路;滤波电路1、引言:在电子线路的相关应用中,电源是其必不可少的部分,电源系统质量的优劣和性能的可靠性直接决定着整个电子设备的质量.直流稳压电源作为直流能量的提供者,在各种电子设备中有着极其重要的地位,它的性能良好与否直接影响到电子产品的精度、稳定性和可靠性。
随着电子技术的日益发展,电源技术也得到了很大的发展,它从过去一个不太复杂的电子线路发展到今天具有较强功能的模块。
人们对电源的质量、功能和性能要求也随之变得越来越高.本文介绍一种以可调式稳压器为核心组成的正负输出可调的直流稳压电源。
该电源主要由电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路等部分所组成。
单向交流电经过这几部分电路后即可转换成正负输出可调的稳定直流电压。
在本电源设计中,不仅制作了实用的稳压电源,更是结合单片机原理、汇编语言等学科,提高电源的性能和功能,使电源设备功能更加完善,使用方便,显示直观。
初步实现了电子产品的体积小、功能多、性能高、价格低、智能化等方面的功能。
基于单片机的可调电源设计

基于单片机的可调电源设计系部:信息与控制工程学院专业:计算机科学与技术学号:11520208姓名:孙帅教师:付春秀课程设计任务书一、设计题目:单片机的可调电源设计二、设计目的1.掌握STC89C52协同的设计方法;2.掌握单片机的编程方法;3.熟练利用KELL软件进行软件仿真编程及程序下载的方法;4.掌握可调电源设计、AD转换电路的原理及方法,显示电路和AC到DC硬件电路的设计方法。
三、设计任务及要求设计可调电源,通过单片机可以知道电源的电压值。
可调电源具有以下基本功能:1.具有实时显示电源值;2.要求误差在5%之内;四、设计时间及进度安排五、指导教师评语及学生成绩目录1.前言2.设计任务及要求2.1设计目的2.2设计任务2.3设计要求3.系统硬件介绍3.1单片机STC89C52简介3.2稳压调节模块3.3串口通信模块3.4数模转换模块3.5液晶显示模块4.系统软件介绍4.1Autium Designer 09软件介绍4.2Autium Designer 09界面及功能简述4.3KELL软件的使用4.45.软件编程及调试5.1软件设计5.2主程序流程1. 前言单片机又称垫片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上,概括的将:一块芯片集成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机自20世纪70年代以来,一极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广发展很快。
单片机的体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,加个人低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。
例如:80C51系列单片机已有十多年的生命期,如今扔保持者上升的趋势,就充分证明了这一点。
单片机一起一系列优点,近几年得到迅猛发展和打规范推广,广泛应用于工业控制系统,数据采集系统,智能化仪器仪表,及通讯设备、日常消费类产品等,并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中,如车间流水线控制,自动化系统等。
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案

基于单片机的数控直流稳压电源设计方案一、设计方案简介基于单片机的数控直流稳压电源设计方案主要是通过单片机控制开关电源的开关管,控制输出电压的稳定性和精度。
本设计方案采用闭环控制的方式,通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,单片机根据反馈信号控制开关电源的开关管进行开关操作,以实现电源输出电压的稳定。
二、设计方案详细介绍1.系统总体设计:本设计方案将开关电源分为输入电源模块、控制模块和输出电源模块。
输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压,以保证输入电源的稳定性;控制模块主要是使用单片机进行控制,接收反馈电路的反馈信号,根据设定值进行比较,并控制开关电源的开关管进行开关操作;输出电源模块主要是将开关电源的输出电压经过滤波和稳压处理,以保证输出电压的稳定性和精度。
2.输入电源模块设计:输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压处理,保证输入电源的稳定性和安全性。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
同时,可以使用稳压芯片来实现输入电压的稳压。
3.控制模块设计:控制模块使用单片机进行控制,主要是通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,并经过AD转换后与设定值进行比较。
根据比较结果,单片机控制开关电源的开关管进行开关操作,调整输出电压的稳定性。
在控制过程中,可以设置合适的控制算法,如PID控制算法,以提高控制的精度和稳定性。
4.输出电源模块设计:输出电源模块主要是对开关电源的输出电压进行滤波和稳压处理,以保证输出电压的稳定性和精度。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
可以使用稳压芯片或者反馈调节电路来实现输出电压的稳压。
5.电源保护设计:为了保护电源和设备的安全性,可以设计过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等保护电路。
过压保护可以使用过压保护芯片,欠压保护可以使用欠压保护芯片,过流保护可以通过电流传感器实现,短路保护可以通过保险丝或者短路保护芯片实现。
三、设计方案的优势和应用1.优势:本设计方案采用闭环控制的方式,通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,使得输出电压的稳定性和精度得到保证。
基于单片机的数字可调稳压电源

摘要毕业设计论文基于单片机的数字可调稳压电源的设计系别:专业(班级):作者(学号):指导教师:完成日期:蚌埠学院教务处制基于单片机的数字可调稳压电源的设计摘要:基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。
其性能比传统的可调直流稳压电源好,非常适合一般教学和科研使用。
本文通过对一个基于单片机的数控直流稳压电源的设计,将单片机数字控制技术、有机地融入直流稳压电源的设计中,设计出一款数字化通用直流稳压电源,详细介绍了AT89C52单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时器中断原理,从而了解单片机相关指令在各方面的应用,同时还介绍了数模转换芯片DAC0832的工作原理。
系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成,输出0-12V电压范围,步进值为0.1V的直流电源。
电源的数字化控制是人们追求的目标之一,人们对它的要求也越来越高,数控直流稳压电源能给人们带来很大的方便,为我们工作、科研、生活提供更好、更方便的服务。
本题采用单片机和其他元件及外围电路,开发一个数字可调式稳压电源,能够设定输出电压值、电压输出显示等功能。
关键词:单片机、直流、稳压、数模转换Based on single-chip digital adjustableregulated power supply designAbstract: Microcontroller-based digital adjustable DC power supply as simple in principle, easy operation, good stability, high accuracy, low cost, easy to implement, andmany other advantages of being more widely appreciated. Performance than thetraditional adjustable DC power supply is good, very suitable for general teachingand research use.In this paper, a microcontroller-based digital controlled power supply design, the single chip digital control technology, organic integration into the DC powersupply design, digital design of a universal DC power supply, details of theAT89C52 microcontroller applications The keyboard scanning principle, thedigital dynamic display principle, the timer interrupt principle, to understandinstruction in all aspects of SCM-related applications, but also introduces theDAC0832 digital-analog converter chip works. System consists of analog powersupply, control circuits, digital to analog conversion circuit, amplifier circuit,display circuit and other parts, output 0-12V voltage range, step value of 0.1V DCpower supply.Digital control of power is one of the goals people pursue, people demand more and more of it, NC DC power supply can give them great convenience forour work, scientific research and to provide better and more convenient service.The problem with single chip and other components and peripheral circuits, thedevelopment of a number of adjustable power supply, can set the output voltage,the voltage output display.Keyword s: microcontroller; DC; regulators; digital to analog conversion目录第一章绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2国内外发展状况 (2)1.3论文构成及研究内容 (3)第二章数字式可调稳压电源原理介绍 (4)2.1方案选择及总体原理介绍 (4)2.2单片机AT89C52原理及其介绍 (5)2.3矩阵键盘扫描原理介绍 (6)2.4 LCD-1602显示原理介绍 (7)2.5数模转换电路原理介绍 (9)第三章数字式稳压电源硬件电路设计 (12)3.1稳压电源数字部分设计 (12)3.1.1单片机主体电路设计 (12)3.1.2键盘部分电路设计 (13)3.1.3 DAC0832数模转换部分电路设计 (13)电路图如下 (14)3.2电压输出单元电路 (15)第四章数字式可调稳压电源软件程序设计语言 (16)4.1 系统软件流程图 (16)4.2 系统程序介绍 (17)4.2.1 初始化硬件程序 (17)4.3 主程序程序语言 (18)结论 (25)谢词...............................................................26参考文献 (26)附录一数字部分电路总图 (27)第一章绪论1.1研究目的及意义在当代科技与经济高速发展的过程中,电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业.电力电子技术是电能的最佳应用技术之一.当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
基于单片机的数控直流稳压电源设计

PRACTICE区域治理基于单片机的数控直流稳压电源设计江苏大学京江学院 陈金华摘要:随着新时代的到来,我国整体国力有了很大提高,这也有利于我国电子技术产业的快速发展。
在电子技术领域当中,不管是任何类型的电子设施都有一个共同一致的电路,这就是电路电源,唯有取得了电路电源的支撑,才可以较好地使电子设施取到良好的运转以及工作。
直流稳压电源在电子技术领域占有十分重要的地位,这是当中不可或缺的主要设施之一。
本文章重要对基于单片机的数控直流稳压电源的设计实行了详细的研究,用单片机成为中心,对直流稳压电源实施了设计,一开始对系统硬件方面的设计进行了研究,其次,又对系统软件方面的设计实行了研究。
关键词:单片机;数控直流稳压;电源设计中图分类号:TL825 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)29-0207-0001电子技术产业是关系到社会生产和人民生活的非常主要产业,其发展始终受到社会各界的极度注重。
而直流稳压电源成为电子领域当中的一种不可或缺的设施,普遍地运用于教育、科学研究等行业。
以往的多性能直流稳压电源繁杂性能较高,并且在性能方面还较为单一,在可靠性方面很难得以保障,往往受到各种方面因素的干扰而带来一定的影响,很难得以控制。
另外,长时间运用直流电源还会产生各项在质量原因的相关问题,如波段导关与电位器发生的对接不合理等问题,这不只是影响到输出的准确性以及及时性问题,且还减少了直流稳压电源该拥有的运用时间。
单片机即单片微控制器拥有价格低、体格小等特征,将其利用于直流电源的设计当中,以确保直流电源的更新。
本文章重要是以单片机为关键,设计了一样精确度高智能化的直流稳压电源,详细状况如下。
一、直流稳压电源系统的性能特征科学地制定直流稳压电源的输出电压,以0V-9V较好,并制定输出电压。
本试验系统由AT89S51单片机、LCD1602显示电压模板与D/A变换模板、电压模板以及数据收集模板等合成,并可达到多样性能。
基于单片机的直流稳压电源毕业设计

基于单片机的直流稳压电源毕业设计基于单片机的直流稳压电源是一种能够提供稳定的直流电压输出的装置。
它广泛应用于各种电子设备和电子系统中,并且对电子设备的正常工作起到至关重要的作用。
本文将介绍这样一个基于单片机的直流稳压电源的毕业设计,并详细讨论其设计原理、电路图和功能。
首先,我们来介绍这个直流稳压电源的设计原理。
该电源的设计采用了单片机作为控制核心,通过精确的反馈控制来保持稳定的输出电压。
具体来说,单片机通过测量输出电压并与设定的目标值进行比较,然后相应地调整控制电路的工作状态,以实现电压的稳定输出。
单片机还可以监测电源的工作状态,并在出现异常情况时采取相应的保护措施,以防止电源和连接的设备受到损坏。
其次,我们来看看这个直流稳压电源的电路图。
电路图中包括了电源输入部分、控制部分和输出部分。
电源输入部分主要包括输入电源接口、输入滤波电路和过压保护电路。
控制部分由单片机和与之连接的外围电路组成,用于控制电源的工作状态和输出电压。
输出部分由电压稳压电路和输出滤波电路组成,用于提供稳定的输出电压。
此外,电路图还包括了保护电路,用于保护电源和负载设备免受过电流、过压和过热等异常情况的影响。
最后,我们来讨论一下这个直流稳压电源的功能。
该电源具有以下几个主要功能:1.稳定输出电压:通过单片机的精确控制,电源可以提供稳定的输出电压,以满足负载设备的要求。
2.输入保护:通过过压保护电路,电源可以在输入电源过压时及时切断电源输入,以保护电源和负载设备。
3.负载保护:通过输出过电流保护电路,电源可以在输出电流超出额定值时及时切断电源输出,以保护电源和负载设备。
4.温度保护:通过温度传感器和过热保护电路,电源可以在工作温度超出安全范围时及时切断电源输出,以确保电源的安全运行。
总结起来,这个基于单片机的直流稳压电源是一种功能强大的装置,能够提供稳定的输出电压,并具有输入和负载保护功能。
它的设计原理、电路图和功能使得其能够广泛应用于各种电子设备和电子系统中。
基于单片机的数控直流稳压电源设计

基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展,电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中,直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点,被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计,但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心,通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计,基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点:单片机具有强大的计算和处理能力,能够实现复杂的控制算法,从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能,具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计,降低成本,提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成,包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现,包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现,包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展,电力电子技术广泛应用于各个行业和领域,直流稳压电源作为其中的关键组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现,其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低,难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术,实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求,通过编程灵活调整输出电压和电流的大小,提高了电源的适应性和灵活性。
同时,数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能,有效提高了电源的安全性和可靠性。
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内容摘要本文介绍了一种基于单片机的直流稳压电源设计方案,该系统由初步整流稳压部分、单片机控制部分、DAC、稳压部分和显示部分组成。
该稳压电源可步进调节、实时显示,弥补了传统稳压电源的不足,其核心技术是通过单片机控制数模转换来改变其后稳压模块的输出。
利用单片机控制数模转换芯片DAC0832输出电压作为稳压电路的参考电压;单片机通过键控改变DAC0832的输出电压,作为参考电压发生改变,稳压电路调整管的压降也会相应地发生变化,从而改变输出电压。
目录1. 引言 (4)2. 设计任务及要求 (4)2.1设计目的 (4)2.2设计内容 (4)3.电源设计方案及论证 (5)3.1设计方案分析 (5)3.2 D/A数字模拟转换模块 (6)3.3稳压模块 (6)3.4 按键控制模块 (7)3.5显示模块 (7)3.6 电源模块 (7)4.电源系统硬件介绍 (7)4.1 单片机模块 (7)4.1.1单片机介绍 (7)4.1.2 单片机外围电路介绍 (9)4.2 D/A模块 (10)4.2.1 DAC0832工作原理 (10)4.2.2 DAC0832及其外围电路 (11)4.2.3 D/A 转换的计算 (12)4.3 LED数码管显示模块 (14)4.3.1数码管结构 (14)4.3.2数码管工作原理 (14)4.3.3数码管连接电路图 (15)4.4直流电源 (15)4.4.1整流滤波、初步稳压 (15)5. 电源硬件电路仿真图 (16)6. 电源硬件电路原理图 (17)7. 硬件电路PCB图 (17)8.硬件电路实物图 (19)设计心得参考文献附录1 引言随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。
直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
2 设计任务及要求2.1 设计目的1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路结合单片机设计电路的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。
2. 学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法,巩固单片机的学习应用。
3. 培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
2.2 设计内容设计数显式直流稳压电压源,要求完成以下主要技术指标:1. 当输入交流电压为220v时,输出电压连续可调;2. 使用按键调节电压,调整范围在0~12V内可调,调整幅度为0.1V;初试电压置为5.0V3. 显示设定电压和测量电压,显示精度为0.1V,显示方式数码管显示。
2.3 设计步骤1. 查阅有关资料,完成总体设计框图2. 完成设计框图各个部分的详细设计,并选择合适参数的电子元器件完成各部分电路,绘制电路原理图。
统计所有元器件的参数和数量,购买元器件。
3. 将元器件依照电路原理图焊接至电路板上,完成电源的实物制作。
4. 调试电路,根据需要调节元件参数,必要时,替换个别元件。
5. 完成设计报告。
3 电源设计方案论证3.1 设计方案分析分析本题,根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图如图1:图1系统框图3.2 D/A数字模拟转换模块方案一:采用MX7541是高速高精度12位数字/模拟转换器芯片,功耗低,而且其线性失真可低达0.012%,特别适合于精密模拟数据的获得和控制。
方案二:采用DAC0832,DAC0832是一种常用的8位的数字/模拟转换芯片。
本系统是基于51单片机的数控电源的设计, 8位的单片机,而MX7541是12位数字输入的,因此须用锁存器。
而此数控电源要求单步0.1V,0~12V,DAC0832完全可以达到,故选择常用的DAC0832。
3.3稳压模块稳压部分是系统的实现核心,DAC模块输出的模拟信号决定最终的输出电压,电路如图2所示。
图2 稳压电路稳压电路中电阻R1和R3组成取样电路,对输出电压进行取样,运放TLC082构成比较电路,对采样电压与数模转换输出的电压进行比较以控制调整电路,三极管Q1和Q2构成调整电路,调整电路通过改变三极管Q2的管压降来调整输出电压。
3.4 按键控制模块方案一:采用矩阵键盘,由于按键多可实现电压值的直接键入。
方案二:采用一般的电平判键按钮,实现方法很简单,但一个端口最多只实现8个按键。
由于本数控电源需要用的按键不多,要实现步进为1V的设计要求,只需用一个“+”和一个“-”按键。
2个按键就可实现本题的设计要求,固采用方案二。
3.5显示模块方案一:选用数码管显示,用普通的数码管显示简单的数字、符号、字母。
方案二:选用液晶显示,显示的内容更加的丰富。
此系统显示的只是最终电源输出的10位和个位电压值,只需显示出两个数字,数码管更加的实惠,故我选择了方案一。
3.6 电源模块220V交流电经过降压、整流,然后使用LM7805、LM7815、LM7915芯片进行稳压,分别为系统提供+5V、+15V、-15V工作电压,使单片机芯片、显示模块、稳压模块、DAC模块等正常工作。
4电源系统硬件介绍4.1 单片机模块STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压,高性能COMOS8的微处理器。
该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
4.1.1单片机介绍CPU即中央处理器的简称,是单片机的核心部件,它完成各种运算和控制操作,CPU由运算器和控制器两部分电路组成。
a. 运算器电路运算器电路包括ALU(算术逻辑单元)、ACC(累加器)、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件,运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。
b. 控制器电路控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。
控制电路完成指挥控制工作,协调单片机各部分正常工作。
c. 定时器/计数器MCS-52单片机片内有两个16位的定时/计数器,即定时器0和定时器1。
它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。
d. 存储器MCS-52系列单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器,其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的,物理结构也不相同。
e. 并行I/O口MCS-52单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2和P3),每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。
P0口为三态双向口,能带8个TTL门电路,P1、P2和P3口为准双向口,负载能力为4个TTL门电路。
f. 串行I/O口MCS-521单片机具有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口,可以同时发送和接收数据。
g. 中断控制系统8051共有5个中断源,即外中断2个,定时/计数中断2个,串行中断1个。
h. 时钟电路MCS-52芯片内部有时钟电路,但晶体振荡器和微调电容必须外接。
时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,振荡器的频率范围为1.2MHz~12MHz,典型取值为6MHz。
i. 总线以上所有组成部分都是通过总线连接起来,从而构成一个完整的单片机。
系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的,总线结构减少了单片机的连线和引脚,提高了集成度和可靠性。
选用单片机的结构:1 一个8 位算术逻辑单元2 32 个I/O 口4 组8 位端口可单独寻址3 两个16 位定时计数器4 全双工串行通信5 6 个中断源两个中断优先级6 128 字节内置RAM7 独立的64K 字节可寻址数据和代码区每个8051 处理周期包括12 个振荡周期每12 个振荡周期用来完成一项操作如取指令和计算指令执行时间可把时钟频率除以12 取倒数然后指令执行所须的周期数因此如果你的系统时钟是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数为921583条指令取倒数将得到每条指令所须的时间1.085ms 。
STC89C52的管脚图如图3::图3 STC89C52管脚图4.1.2 单片机外围电路介绍电源引脚Vcc和VssVcc:电源端,接+5V。
Vss:接地端。
时钟电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1:接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,若使用外部TTL时钟时,该引脚必须接地。
XTAL2:接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出,若使用外部TTL时钟时,该引脚为外部时钟的输入端。
地址锁存允许ALE系统扩展时,ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址,从而实现数据与低位地址的复用。
P0口与数码管相连,P1口的P1.0~P1.3作为位选端。
P1口的P1.6,P1.7和键盘相连,作为整个系统的输入部分。
和P1.6,P1.7相接的分别是“+”,“-”号键。
P2口和DAC0832的输入相接,作为D/A模块的输入。
4.2 D/A模块4.2.1 DAC0832工作原理直流稳压电源的数模转换采用通用芯片DAC0832。
DAC0832的原理框图如图4所示。
DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。
8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量,使输入数字量得到缓冲和锁存,由加以控制;8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量,由加以控制;8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流;由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。
4 DAC0832原理框图Vcc 芯片电源电压, +5V~+15VVREF 参考电压, -10V~+10VRFB 反馈电阻引出端, 此端可接运算放大器输出端AGND 模拟信号地DGND 数字信号地DI7~ DI0 数字量输入信号其中: DI0为最低位,DI7为最高位。
当WR2和XFER同时有效时,8位DAC寄存器端为高电平“1”,此时DAC寄存器的输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端的电平变化;反之,当端为低电平“0”时,第一级8位输入寄存器Q端的状态则锁存到第二级8位DAC寄存器中,以便第三级8位DAC转换器进行D/A转换。
一般情况下为了简化接口电路,使第二级8位DAC寄存器的输入端到输出端直通,只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存的单缓冲输入方式。
特殊情况下可采用双缓冲输入方式,即把两个寄存器都分别接成受控方式。
DAC单极性输出方式如图 5 所示。
图5 DAC单极性输出电路4.2.2 DAC0832及其外围电路本系统是基于单片机的数控电源的设计,而MX7541是12 位数字输入的,因此须用锁存器。
而此数控电源要求单步1V, 2~15 .0V 只需区分14个点,DAC0832完全可以达到,故选择常用的DAC0832。