【正文】 步 進為 具有自動掃描功能，步進為 紋波電壓≤10Mv（負載20Ω）三角波、方波技術(shù)展望我們很好的完成的附加功能有：增加系統(tǒng)自檢、自校，ADC 采樣后，利用 PID 線性校準實現(xiàn)高精度恒流和穩(wěn)壓輸出，；由于時間和條件的限制，我們設(shè)想而尚未實現(xiàn)的功能有：1) 在性能上，增大輸出電流極限（本系統(tǒng)硬件已具備輸出 電壓的能力）；2) 在檢測上，增加系統(tǒng)溫度漂移和時間漂移等穩(wěn)定性能的測試。 紋波及噪聲由測試結(jié)果，可知：最大紋波及噪聲電壓 U 在負載 20Ω 時小于等于 10mV，完全符合題目要求。鍵盤按鍵功能測試1) 開機默認直流輸出狀態(tài)，數(shù)碼管顯示直流電壓；2) 按下“+/”鍵，電壓值以步進 增加/減小；3) 按“預(yù)置”鍵，預(yù)置一個電壓值，斷電重啟后，顯示該預(yù)置電壓值； 4) 按“自動掃描”鍵，進入自動掃描狀態(tài)，此時，在鍵盤上輸入一個電壓值，按“確定”鍵，開始以 的步進自動掃描到該數(shù)值；5) 按“自掃+/”電壓自動以 的步進增加/減小，直到增加至 在掃描時，按“確認”鍵停止；176) 在“自掃+/”狀態(tài)下，按 “速度”鍵，可以控制掃描的速度（快 /慢）；7) 按“方波”鍵，實現(xiàn)輸出方波（用示波器觀測），數(shù)碼管顯示方波峰值；8) 按“三角波”鍵，實現(xiàn)輸出三角波（用示波器觀測），數(shù)碼管顯示三角波峰值；9) 在“方波”、“三角波”輸出狀態(tài)下，按“直流”鍵，轉(zhuǎn)入直流輸出狀態(tài)；10) 按“確認”鍵，實現(xiàn)數(shù)字的有效輸入及正確顯示。DVECV2） 把電路各部分連為一體。啟動自動掃描定時器按 鍵 為 S + ？電 壓 自 動 加0 . 1 V電 壓 = 9 . 9 ?電 壓 自 動 減0 . 1 V電 壓 = 0 ?停 止停 止N OY E SY E SN ON OY E SE N T E R = 0 ?Y E SN O結(jié) 束E N T E R = 0 ?結(jié) 束Y E SN O圖 32 自動掃描中斷服務(wù)子程序流程圖方波/三角波中斷進入該功能模塊時，定時器 1 啟動，當(dāng)其溢出時，觸發(fā)中斷服務(wù)程序，使 DA 交替輸出高電平、低電平，實現(xiàn)方波輸出；輸出三角波時，控制繼電器，將積分器接入電路，對方波進行積分，得到三角波。定時器中斷程序流程如圖 33 所示。軟件設(shè)計采用了狀態(tài)轉(zhuǎn)換的編程方法，有工作狀態(tài)和編輯狀態(tài)兩種狀態(tài)。各部分功能及流程圖如下。手動+/：手動調(diào)節(jié)時，每按一次使電壓以 步進增加或減小。三角波：按下，示波器顯示三角波形電壓輸出。11第 3 章 系統(tǒng)功能與軟件設(shè)計 系統(tǒng)功能分析1）顯示功能四位數(shù)碼管分別各兩位顯示電壓的大小值（0— ）和頻率值；2）鍵盤示意圖1 2 34 5 67 8 90 . 確定預(yù)置 自掃 直流 三角波 方波速度 自動+ 自動 手動+ 手動圖 31 鍵盤示意圖復(fù)位按鍵 22 個，09 和“.”作為數(shù)字輸入鍵，并有“預(yù)置”“自掃”“直流”“三角波”“方波”“速度”“自動+”“自動”“手動+”“手動”“確定”作為功能控制鍵具體介紹如下。D12D15 為無效位。當(dāng)直流輸出時，控制繼電器 K2，將二極管短路，而在方波、三角波輸出時，使繼電器開關(guān)合上，雙極性的信號（方波或三角波）經(jīng)過二極管變成單極性（）反饋給單片機 端口，經(jīng)過單片機內(nèi)部 12 位的 A /D 采樣，再與 D/A 輸入的數(shù)字量比較，進行校正，保證其準確性。圖 242 OP07AJ 功放的反相放大器三角波實現(xiàn)原理需要三角波輸出時，控制繼電器 K1，使其開關(guān)合下，三角波經(jīng)過積分電路，變成三角波，輸出。 方波。用自治鍵盤對電壓進行設(shè)定，采用四位數(shù)碼管顯示實測值和設(shè)定值。其中 C80511020 單片機具有控制系統(tǒng)所需的模擬和數(shù)字外設(shè)，包括看門狗、ADC、DAC、電壓比較器，VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器等，并具有多種總線接口。圖 22 線性 5V 穩(wěn)壓電源電路原理圖 數(shù)控電路 數(shù)控直流電流源的控制電路采用單片機最小系統(tǒng)對電路各部分進行控制。故此處選取限流電阻 R1=R2=。C5，C 6 用于減小由負載電流瞬時變化引起的高頻干擾，一般取 C5=C6=。由前面計算得 RL= =。所以選擇 1N4001 二極管，其反相擊穿電壓為 50V，額定工作電流為 1A。??2=36?? ????線性穩(wěn)壓電源的負載主要由信號處理系統(tǒng)中的運放構(gòu)成，運放 OP07 工作電流小于10mA，系統(tǒng)中共 5 個運放，故整流電路輸出電流 I0=26mA（考慮其他負載估算輸出最大電流） 。15 電壓，即輸入電壓 U=30V。若設(shè)橋式整流電路輸入電壓為 U1，輸出電壓為 U2，則在一般情況下（負載 ，????≠0濾波電容 ） ， U2 估算值為： （21）??≠0 ??2≈??1故當(dāng) U1=15V 時，整流電路輸入為 。所以穩(wěn)壓器選擇MC7815 和 MC7915。圖 21 線性177。線性穩(wěn)壓電源電路主要由橋式整流電路、濾波電路、線性穩(wěn)壓器、保護電路和工作指示電路（LED 燈）組成。 整機方案框圖 由以上分析可得出整機電路的基本結(jié)構(gòu)方案框圖如圖 1－1 所示。常用的實現(xiàn)方案有硬件邏輯電路、單片機軟件編程和 CPLD 硬件邏輯編程。 供電電源方案供電電源一般有開關(guān)電源、線性電源兩種方案。 紋波與噪聲控制最大紋波電壓是在設(shè)定的直流電壓的情況下，使電壓的紋波(包過噪聲)的絕對值大小，通常以峰－峰值或有效值表示。15??分器分別實現(xiàn)反相、反相相加、放大、積分等功能，結(jié)合繼電器的控制，分別輸出方波、三角波和直流，并反饋給單片機，用 A/D 采樣并校準。關(guān)鍵詞: 恒壓源 集成運放 7219 驅(qū)動器單片機 實時數(shù)控 v目 錄第 1 章 方案論證與原理設(shè)計 .....................................................................1 模擬輸出方案 ...................................................................................................1 供電電源方案 ...................................................................................................1 控制系統(tǒng)方案 ...................................................................................................2 整機方案框圖 ...................................................................................................2第 2 章 電路設(shè)計與參數(shù)論證 .....................................................................3 供電電源(15V) .................................................................................................3 5V 供電電源 .....................................................................................................5 數(shù)控電路 ...........................................................................................................5 模擬輸出電路及 A/D 校準 ..............................................................................7 驅(qū)動數(shù)碼管顯示電路 .....................................................................................10第 3 章 系統(tǒng)功能與軟件設(shè)計 ...................................................................11 系統(tǒng)功能分析 .................................................................................................11 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu) .................................................................................................12第 4 章 功能及性能測試 ...........................................................................16 測試條件 .........................................................................................................16 整機調(diào)試 .........................................................................................................16 系統(tǒng)性能測試 .................................................................................................16 性能參數(shù)測試 .................................................................................................17第 5 章 設(shè)計總結(jié)及技術(shù)展望 ...................................................................21參考資料 .........................................................................................................23附錄 .................................................................................................................23附錄一 測試儀器清單 ................................................................................................23附錄二 原理電路圖 ....................................................................................................23附錄三 元器件清單 ....................................................................................................24附錄四 單片機程序 ....................................................................................................251數(shù)控直流穩(wěn)壓電源是輸出為穩(wěn)定直流電壓、并可用數(shù)控方式調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓的電源設(shè)備，在對工作電壓穩(wěn)定度、紋波電壓大小等有較高要求的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如：電鍍、精密加工、激光器等。供電電源采用MC7815 和 MC7915 穩(wěn)壓器，通過橋式整流電路，為整機提供了穩(wěn)定的直流供電；控制系統(tǒng)以單片機 C8051F020 為核心，其內(nèi)部的 12 位 DAC 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生控制輸出，實現(xiàn)了輸出電流的實時數(shù)控和精確檢測。河北北方學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2022。數(shù)控式步進可調(diào)穩(wěn)壓源[J]。北京：電子工業(yè)出版社．2022．[2]王小明，盧志強。[2]《C8051F 系列單片機原理與應(yīng)用》 ，張培仁，孫力，清華大學(xué)出版社， 2022 年1 月第一版。i電子設(shè)計大賽論文簡易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計ii題目名稱 簡易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計學(xué)院 專業(yè) 指導(dǎo)教師設(shè)計要求：（1）輸出電壓：范圍 0～＋，步進 ，紋波不大于 10mV；（2）輸出電流：500mA；（3）輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；（4）由“＋”、 “－”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減；（5）為實現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出177。比賽工作計劃： （1）查閱資料，設(shè)計硬件電路；（） （2）硬件電路焊接； （） （3）整機調(diào)試，編寫設(shè)計報告（）參考書籍：[1]《單片微機原理及應(yīng)用