【正文】 電路聯系起來，這不論是對我 們以后的就業(yè)還是學習，都會起到很大的促進和幫助。當上電時，電源會輸出設置的 ， 若在此時 按下 KEY2鍵，電壓加 ，按 KEY3鍵電壓減 ，然后 通過一個三位一體的 LED顯示器輸出 的電壓值 。同時，主程序調用顯示子程序，將電壓值顯示在 LED顯示屏上。通過運放 UA741 將 DA 的輸出電流轉化為電壓，再通過運放 UA741 將電壓反相并放大。 圖 鍵掃子程序流程圖 21 結 論 本文完成了一個數控直流電壓源的設計。 圖 顯示子程序流程圖 N 20 開 始 有鍵閉合 調顯示子程序延時去抖 有鍵閉合 鍵釋放否 保存鍵值 結 束 調顯示子程序 N Y N Y N Y 鍵掃子程序流程圖 鍵掃子程序負責掃描 P1 口，屏蔽掉高四位數據后， 得到 P1 口的處理函數，即 P1 口低四位的反碼。 先將顯示電壓的整數位，小數點后第一位，小數點后第二位分別表示出來。若 KEY2鍵按下，令 P0口的數據減 3，令輸出電壓減小 ，然后再次調用顯示子函數，顯示減小后的電壓值 。所以，軟件程序負責循環(huán)檢測是否有按鍵信號，如果 KEY2按下，則輸出電壓增加 ；如果 KEY3按下，則輸出電壓減小 ；如果 KEY1 按下，則單片機復位，返回初始狀態(tài)，單片機輸出再次變?yōu)?00H，輸出電壓再次變?yōu)?。 16 圖 電源電路工作原理圖 17 第四 章 數控直流電壓源軟件系統的 設計 軟件設計原理 本軟件設計的關鍵是對直流電壓源步進電壓的控制和顯示。本系統采用自制電源供電， 在此特設計了一個 輸出 為 正負 15 伏的電源。在多位 LED顯示時，為了簡化電路、降低成本，將所有位的段選碼并聯在一起，由一個 8位 輸入輸出口 控制，而共陰極點或共陽極點分別由相應的口線控制 [3]。 靜態(tài)顯示： 所謂靜態(tài)顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應段的發(fā)光 二極管 恒定地導通或截止，并且顯示器的各位可同時顯示。 LED 顯示器由七個發(fā)光二極管組成，本設計采用共陰級接法。使用時公共陰極接地，這樣 若二極管的陽極端輸入高電平，則該 發(fā)光 二極管就導通點亮，若陽極端 輸入低電平 ， 則 該發(fā)光二極管 不點亮。 共陽極接法 ： 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構成公共陽極。本設計所用到的 LED顯示器由七個發(fā)光二極管組成，因此也稱之為七段 LED顯示器。當有鍵按下時，單片機的相應口線通過按鍵與地相連的電路被接通，單片機接口被拉成低電平，此時其它口線的電平狀態(tài)不變。 (2)矩陣式鍵盤：行列式鍵盤采用行列電路結構，當 按鍵較多時所占用的口線相對較少，鍵盤規(guī)模越大，其優(yōu)點越明顯。 非編碼式鍵盤接照與主機連接方式的不同，可分獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。 柔性按鍵：外形及面板布局等可按整機要求設計，在價格、壽命、防潮、防銹等方面顯示出較強的優(yōu)越性。硬件是指鍵盤的結構及其主機的連接方式；軟件是指對鍵盤操作的識別與分析，即鍵盤管理程序。 單片機復位期間不產生 ALE 和 PSEN 信號，即ALE=1和 PSEN =1。按 鍵復位即是 ，若要復位 時 ，只要按圖 中的 KEY1鍵，電源 VCC經電阻 R R41分壓，在 RESET端產生一個復位高電平。 本設計采用內部時鐘電路來確保整個電路的協調工作。電容器 C1和 C2的 主要功能是協調振蕩器頻率及幫助振蕩器起振 ， 其 電容值 一般 在 20pF－ 60pF，典型值為 30pF。 51單片機芯片內部就有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳 XTAL2。 電壓調整電路的工作電路圖如圖 。 如圖 ， 因為輸出電壓 Vout=Vref*(1+R12/R13)+Iadj*R2,設節(jié)點 A的電壓為 Ux,運放 UA741的輸出電壓 為 U，則有 VoutUx=Vref, 又有 Ux=[(VoutU)/(R12+R13)]*R12+U,由此可見 ,Vout 與 U 之間存在線性關系， Vout隨著 U的變化而變化，改變電位 器 R6的阻值即可改變 U 的值，進而改變整個電路的輸出 Vout。如此一來，我們只要改變單片機 P0口的數據輸出便可改變 DAC0832的輸出電壓，設當 P0口得輸出數據為 00H時， DAC0832的輸出電壓就為 0V。這六個部分分別是： D/A 轉換電路，電壓 調整（ 反相放大及穩(wěn)壓 輸出 ） 電路，時鐘振蕩電路，電壓預置復位電路，鍵盤電路，顯示電路。 LM350還 能提供極良好的負載調整率，但為實現最優(yōu)性能需要注意幾點。為達到這一點，所有靜態(tài)工作電流都返回到輸出端。它的主要特點有 [6]， ① 輸出電流超過 3安 ② 輸出電壓在 33伏之間可調節(jié) ③ 內部熱過載保護 ④ 不隨溫度變化的內部短路電流限制 ⑤ 輸出晶體管安全工作區(qū)補償 ⑥ 對高壓應用孚空工作 ⑦ 標準 3引腳晶體管封裝 ⑧ 避免置備多種電壓 圖 LM350 基本工作原理電路圖 9 LM350 是三端浮動穩(wěn)壓器 ， 其基本電路工作原理如圖 所示。此穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個外部電阻來設置輸出電壓。 （ 4）偏置電路 為各級提供合適的靜態(tài)工作點。 （ 2）中間放大級 由多級直接耦合放大器組成，以獲得足夠高的電壓增益。該電路采用 直通方式 ， DA的 CS 、 XFER 、 2WR 和 1WR 接地 ，讓 DA工作在 直通狀態(tài) 下 [1]。 DAC0832有兩個接地端，一般情況下，這兩個地端均并聯接地。 數模轉換器 DAC0832 DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉換集成芯片。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對端口 P2 寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時 可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。 P1口： P1 是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 6 4 個 TTL 邏輯門電路。 P0口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數據總線復用口。 它的特點是，擁有 8K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 ， 256*8 位內部 RAM，三 個 16 位定時器 /計數器， 8 個中斷源，擁有低功耗的閑置和掉電模式，以及片內震蕩器和時鐘電路。 方案中使用運算放大器放大電壓，由于運算放大器具有很大的電源電壓抑制化，可以大大減少輸出端的紋波電壓，避免了線性調壓電源整流濾波后的紋波對輸出的影響。通過運放 UA741將 DA的輸出電流轉化為電壓，再通過運放 UA741將電壓反相并放大。 該電路 具有 設計簡單 ， 應用廣泛，精度較高等特點 。 本 數控 直流 電 壓 源，可以達到每步 電壓調整 ，輸出 電壓范圍 ，電流可以達到 3A。 3 本課題研究內容 及方法 隨著時代的發(fā)展，數字電子 技術已經普及到我們生活、工作、科研等各個領域，本文將設計 一種數控直流電源，本電源由電源電路、顯示電路、控制電路、數模轉換電路 ， 電壓調整 電路五 部分組成，含有 單片機系統、鍵盤、數碼管顯示器、 D/A 轉換電路、 電壓反相放大電路 ， 穩(wěn)壓電路等幾部分 。隨著時間的推移，由于板載電源管理的更廣泛應用和行業(yè)能源節(jié)約和運行最優(yōu)化的關注，電源行業(yè)和半導體生產商們便開始共同開發(fā)這種名為 “數控電源”的新產品。新的變換技術和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用的集成電路、數字信號處理器件的研制應用，到 90年代，已經出現了數控精度達到 的數控電源，功率密度達到每立方英寸 50W的數控電源。在以后的一段 時間里，數控電源技術有了長足的發(fā)展。只有滿足產品標準，才能夠進入市場。當今電源技術融合了電氣、電子、系統集成、控制理論、材料等諸多學科領域。 而且成本小，經濟實惠，便于在大規(guī)模的社會生產中采用。 眾多家用電器以及各類電子電氣設備 均需要直流穩(wěn)壓電源對其進行供電。而普通的直流穩(wěn)壓電源或多或少存在這樣或那樣的問題，它們的電 壓輸出是通過波段開關和電位器來控制的，當輸出電壓需要精確輸出，或者 在一個小范圍內微調時，困難相對來說就很大；而且，隨著使用時間的增加，模擬電路元器件在使用過程中難免發(fā)生磨損，波段開關與電位器均會或多或少產生接觸不良現象，這會造成電壓輸 出的誤差。 設計使用 3 三位一體數碼管，可以顯示三位數，一個小數位，比如可以顯示 ，采用動態(tài)掃描驅動方式。另外該方案采用了兩個按鍵實現輸出電壓的方便設定， 具有微調整功能， 顯示部分我們采用了 LED 數碼管來動態(tài)顯示輸出電壓值。 設計采用 8 位精度的 DA 轉換器 DAC083三端可調穩(wěn)壓器 LM350 和 UA741 運算放大器構成穩(wěn)壓源，實現了輸出電壓范圍為＋ ～ +，電壓步進 的數控穩(wěn)壓電源，具有較高的精度與穩(wěn)定性。 利 用 兩個按鈕調整電壓、并且通過共陰極三位一體 LED 顯示輸出的電壓值。其中直流穩(wěn)壓電源是電子技術常用的設備之一，直流穩(wěn)壓電源有許多基本功能和要求， 例如輸出電壓值能夠在額定輸出電壓值以下 任意設定和正常工作；對輸出的電壓值要求精確的顯示和識別。 現當代社會是信息技術不斷發(fā)展的社會，模擬技術逐漸被更為優(yōu)越 方便的數字技術取代，大規(guī)模的社會化生產也要求更高的技術和效率。 基于單片機控制的數控直流電 壓源可以克服模擬穩(wěn)壓電源構成復雜，元器件磨損嚴重，穩(wěn)壓精度不高，讀數不方便等缺點，更穩(wěn)定更直觀的完成模擬穩(wěn)壓電源的任務。電力電子技術是電能的最佳應用技術之一。電源在使用時會造成很多不良后果，世界各國紛紛對電源產品提出了不同要求并制定了一系列的產品精度標準。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎。單片機技術及電壓轉換模塊的出現為精確數控電源的發(fā)展提供了有利的條件。 早在九十年代，半導體生產商們就開發(fā)出了數控電源管理技術，而在當時，這種方案的性價比與當時廣泛使用的模擬控制方案相比處于劣勢，因而無法被廣泛采用。但人們對它的要求也越來越高，要為現代人工作、科研、生活提供更好更方便的設施，就需要從數字電子技術入手，一切向數字化和智能化方向發(fā)展。 該數控直流穩(wěn)壓電源 與傳統的穩(wěn)壓電源相比具有 直觀，操作方便，電源穩(wěn)定性高以及 輸出電壓大小 可精細調節(jié)等 特點。工作過程中，單片機輸出驅動 LED顯示，通過鍵盤可設置和調整電壓值。 DA 的 8腳接參考電壓， DA 的 參考 電壓接 5V電源 ，所以在 DAC的 8 腳輸出電壓的分辨率為 5V/256 約等于 ，也就是說 DA輸入數據端每增加 1，電壓增加 。 89C52作為一個智能化的可編程器件，便于系統功能的擴展。 89C51單 片