简易数控直流电压源的设计

简易数控直流电压源的设计

摘要：

传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小。因此,电压的调节精度不高,读数欠直观,而且经常跳变,使用麻烦。而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决传统稳压电源的不足。本次设计主要基于atmege16单片机，DAC0832芯片,稳压芯片7815,7805和7915来设计的。我们非常认真的设计了电压源，电压源主要是由D/A转换模块，直流稳压电源模块，显示和控制模块等模块，可实现输出电压范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV。软件设计用的是C语言编程。

关键字：A TMEGA16，直流稳压电压源，DAC0832，

Abstract:

the traditional dc voltage stabilizer and band switch potentiometer usually used to realize the voltage of the adjustment, and the voltmeter instructions of the size of the voltage value. So, the voltage regulation accuracy is not high, reading owe intuitive, and often jump to change, the use of trouble. And based on single chip microcomputer control dc voltage stabilizer can well solve the deficiency of the traditional voltage stabilizer. The design is based on atmege16 microcontroller, DAC0832 chip on the chip 7815780 5 and 7915 to design. We are very serious design the voltage source, voltage source is mainly composed of D/A conversion module, dc stabilized voltage power supply module, display and control module module, which can realize the output voltage range 0 ~ + 9.9 V, step 0.1 V, ripple is not more than 10 mV. The software design with the C programming language.

Key word: ATMEGA16, dc voltage stabilizing voltage source, D AC0832,

目录

摘要

一．方案总体设计

1，方案的选择

2，整流电路选择

3，系统总体方案描述

二，电路分析与设计

1，整流滤波稳压电路设计

2.，D/A转换电路设计

3.，运算放大电路的设计

4.，显示与按键的设计

三，电路的调试

四，结论

参考资料

一总体方案设计

1，方案的选择

我们组对题目进行了仔细的分析，发现稳压部分是难点，特别是在带负载后，电压的稳压是最大的难点，同时也是我们队设计的重点。由于还要通过按键进行调节，并且输出电压范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV。这些通过单片机很容易实现，我们队决定用纯单片机方式实现。

2，整流电路的选择

方案一：采用倍压整流

方案二：采用单相桥式整流

倍压整流电路一般用于高电压，小电流（几毫安以下）和负载变化不大的直流电源中。由于整流出来的电压要给UA741供电，电流小了，UA741就无法正常工作，并且纹波电压大。而单相桥式整流输出电压大，纹波电压小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器在正，负半周期内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。进行对比后，我们队决定选用方案二。

3，系统总体方案描述

这个系统采用单片机作为处理和控制核心，将任务划分为整流滤波电路，

稳压电路，D/A转换，电压跟随，功率放大器，按键和液晶显示

二，电路分析与设计

1，整流滤波电路设计

下图是滤波整流电路,该电路是由三个可调三端稳压器7805，,7915, 7815.为该电路主要芯片。这个电路可以完成+15V，-15V.+5V的电压输出。LM是美国国家半导体公司的线性单片电路标号,LM7815，7915，7805是美国半导体公司生产的。78系列的三端正电源稳压芯片，有一系列固定的电压输出值+5,+6,V8V,9,V10,V15V等值，其中LM7805输出+5V的电压，LM7815输出+15V 电压。78系列1号引脚为输入，2号为地，3号为输出。每种类型由于内部电压的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它基本不会损坏，并且能够输出

大于1.5A的电流。79系列1号引脚为接地，2号引脚为输入，3号引脚为输出。

2，D/A转换电路的设计

DAC0832是美国资料公司研制的8位双缓冲器D/A转换器。芯片内带有资料锁存器，可与数据总线直接相连。电路有极好的温度跟随性，使用了COMS 电流开关和控制逻辑而获得低功耗、低输出的泄漏电流误差。芯片采用R-2RT 型电阻网络，对参考电流进行分流完成D/A转换。转换结果以一组差动电流IOUT1和IOUT2输出。DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片,,由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。由于DAC0832的开环放大倍数非常高，一般为几千，甚至可高达10万。在正常情况下，运算放大器所需要的输入电压非常小。输入阻抗非常大。运算放大器工作时，输入端相当于一个很小的电压加在一个很大的输入阻抗上，所需要的输入电流也极小。输出阻抗很小，所以，它的驱动能力非常大。DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的锁存信号为ILE；第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号为传输控制信号。因为有两级锁存器，DAC0832可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的同时采集下一个数字

量，这样能有效地提高转换速度。此外，两级锁存器还可以在多个D/A转换器