【正文】 可以產(chǎn)生多種波形輸出，使系統(tǒng)成為有一定驅(qū)動(dòng)能力的信號(hào)源（3）顯示部分方案一、二中的顯示輸出是對(duì)電壓的量化值直接進(jìn)行譯碼顯示輸出，顯示值為 D/A 變換的輸入量。在這一系列過程中參考電壓的來源是通過按鍵在單片機(jī)中設(shè)置參考電壓的數(shù)字量，在經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 轉(zhuǎn)換為模擬量后經(jīng)放大得到所需要的參考電壓的大小。同樣，在負(fù)載電阻上得到一個(gè)半波電壓。在 U 的下一個(gè)正半周內(nèi)，當(dāng) UUc時(shí)，二極管再行導(dǎo)通，電容器再被充電，重復(fù)上述過程。式中 T 是電源交流電壓的周期。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變化而變化。一般情況下，它包括調(diào)整管、取樣電路、基準(zhǔn)電壓源及誤差比較放大等主要部分。 電源電路設(shè)計(jì)+5V 電源電路設(shè)計(jì)如圖 44 所示，本次設(shè)計(jì)的 0→15V 串聯(lián)穩(wěn)壓電源中單片機(jī)、DAC083ICL7107 的電源則由以上電路供給。177。Ci 一般在 ～1uF 之間；Co可用 1uF。假如由于負(fù)載電阻 減小，使輸出電壓 有所降低，調(diào)整LRoU元件的動(dòng)態(tài)電阻便會(huì)自動(dòng)變小，從而使調(diào)整元件兩端的壓降降低，確保輸出電壓趨于原來的數(shù)值。當(dāng)輸出電流過大或發(fā)生短路時(shí)，調(diào)整管會(huì)因電流過大或電壓過高而損壞，所以需要對(duì)調(diào)整管加以保護(hù)。 串聯(lián)穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。RLC 大一些，脈動(dòng)就小一些。電源電壓 U 達(dá)到最大值，Uc 也達(dá)到最大值。在電壓 u 的負(fù)半周時(shí)，變壓器副邊的極性為上負(fù)下正，即 b 點(diǎn)的電位高于 a點(diǎn)。在輸出前先對(duì)輸出電壓采樣后與參考電壓比較在經(jīng)過反饋放大來控制穩(wěn)壓管從而最終锝到所需要的 0～15V 的電壓。（2）輸出部分方案一、二中采用線形調(diào)壓電源，以改變其基準(zhǔn)電壓的方式使輸出步進(jìn)增加/減小?？驁D如圖 31 所示。需在程序的控制下，先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入輸入緩存器，然后在某個(gè)時(shí)刻再啟動(dòng) D/A 轉(zhuǎn)換。(6)、Vcc ：芯片供電電壓，范圍為(+5～15)V。此后，當(dāng) /WR1 由低電平變高時(shí)，控制信號(hào)成為低電平，此時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù) DB 的變化而變化。 DAC0832 介紹DAC0832 是一款能夠?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)的芯片，它是 8 位分辨率 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片，與處理器完全兼容，其價(jià)格低廉，接口簡單，轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。(2) 存儲(chǔ)器：MCS51 系列單片機(jī)在物理上有 4 個(gè)存儲(chǔ)空間，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。P3 口（～）：P3 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。(4) 輸出引腳 ～，～，～ 和 ～。該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條 MOVX 或 MOVC 指令期間，ALE 才會(huì)被激活。(3) 或與其他電源復(fù)用引腳 RESET/VPD，ALE/ ， ， /VPPPROGSENARESET/VPD：當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位；VCC 掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失；當(dāng) VCC 掉到低于規(guī)定水平，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍（ 5+ 或 5）內(nèi)，VPD 向內(nèi)部 RAM 提供備用電源。圖 22 MCS51 系列單片機(jī)引腳圖(1) 主電源引腳VCC：電源端。(11) 有布爾處理（位操作）能力。 (3) 可以尋址 64KB 的片外程序存儲(chǔ)器。Intel 公司的單片機(jī)是目前世界上一種獨(dú)具特色而性能卓越的單片機(jī)。(5) FlashROM（MTPROM）類：可多次編程寫入的存儲(chǔ)器，如 89C589C52，其成本低開發(fā)調(diào)試方便，在惡劣環(huán)境下可靠性不及 OTPROM 單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī) SCM，即 MicroController，是把微型計(jì)算機(jī)主要部分都集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。(1) 按應(yīng)用領(lǐng)域可分為：家用類、工控類、通信類、個(gè)人信息終端等。I/O 是單片機(jī)的重要資源，也是衡量單片機(jī)功能的重要指標(biāo)之一。Flash 型（閃速型）單片機(jī)允許用戶使用編程工具或在線快速修改程序代碼，且可反復(fù)使用，故一推出就受到廣大用戶的歡迎。例如:單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合后簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)控制智能化，成為新一代的機(jī)、電一體化產(chǎn)品。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系，硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度 B 來表示，一般黑鐵片的 B 值為 60008000、低硅片為900011000，高硅片為 1202216000，2 繞制變壓器通常用的材料有 漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。 變壓器的損耗當(dāng)變壓器的初級(jí)繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng)，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電勢(shì)在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好象一個(gè)旋渦所以稱為“渦流 ”。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵心形狀一般有 E 型和 C 型鐵心。同樣在下一瞬時(shí)，單獨(dú)顯示下一樣，這樣依次輪流顯示，循環(huán)掃描。靜態(tài)顯示方式編程較簡單，但占用 I/O 口線多，即軟件簡單、硬件成本高，一般適用顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。共陰型是將各數(shù)碼發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端 COM 接地，某筆段通過限流電阻接高電平時(shí)發(fā)光。 量程了。 ，也沒有“短路”或者“開路”故障，那么，電路就應(yīng)該可以正常工作了。 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，它們是 ,47K, 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個(gè)元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用瓷片電容。許多廠家會(huì)在第一腳旁邊打上一個(gè)小圓點(diǎn)作為標(biāo)記。R2 使基準(zhǔn)電壓 V=1V（3） RC3 為輸入端阻容濾波電路，以提高電壓表的抗干擾能力，并能增強(qiáng)它的過載能力。 ICL7107 引腳及各引腳的功能ICL7107 型 A/D 轉(zhuǎn)換器是把模擬電路與數(shù)字電路集成在一塊芯片上的大規(guī)模的 CMOS 集成電路，它具有功耗低、輸入阻抗高、躁聲低，能直接驅(qū)動(dòng)共陽極 LED顯示器，不需另加驅(qū)動(dòng)器件，使轉(zhuǎn)換電路簡化等特點(diǎn)。LM324 的引腳排列見圖 12。 實(shí)際選擇集成運(yùn)放時(shí),除優(yōu)值系數(shù)要考慮之外,還應(yīng)考慮其他因素。三、在集成電路中，比較適合的阻值大致為 100Ω～30kΩ。（3）中間級(jí)：采用一至兩級(jí)直接耦合放大器，提供足夠的電壓放大倍數(shù)。當(dāng)晶體管因受熱而引起參數(shù)變化不超過允許值時(shí)，集電極所消耗的最大功率，稱為集電極最大允許耗散功率 PCM。在飽和區(qū)，IB 的變化對(duì) Ic 的影響較小 ，兩者不成正比，放大區(qū)的 β 不能適用于飽和區(qū)。在放大區(qū)，Ic=βIB。 半導(dǎo)體三極管 三級(jí)管工作原理半導(dǎo)體三極管（簡稱晶體管）是最重要的一種半導(dǎo)體器件。穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。二極管被擊穿后，一般不能恢復(fù)原來的性能，便失效了。當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值后，內(nèi)電場(chǎng)大大削弱，電流增長很快。針對(duì)以上問題, 我設(shè)計(jì)了一套以單片機(jī)為核心的智能化直流電源。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn),現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領(lǐng)域 ,急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。這樣, 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí) (如 1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是采用單片機(jī) 8051 和數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832 組成數(shù)控控制系統(tǒng)對(duì)竄聯(lián)穩(wěn)壓電路進(jìn)行控制，在電路中設(shè)置了過流保護(hù)、數(shù)字顯示等功能。此外，輸出電壓的大小可以通過按鍵在單片機(jī)中進(jìn)行預(yù)制，每次可以步進(jìn) 。在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。早在 90 年代中，半導(dǎo)體生產(chǎn)商們就開發(fā)出了數(shù)控電源管理技術(shù)，而在當(dāng)時(shí)，這種方案的性價(jià)比與當(dāng)時(shí)廣泛使用的模擬控制方案相比處與劣勢(shì)，因而無法被廣泛采用。工作過程中 , 穩(wěn)壓電源的工作狀態(tài)(輸出電壓、電流等各種工作狀態(tài)) 均由單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng) LED 顯示,由鍵盤控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)邏輯切換。在二極管上加反向電壓時(shí)，由于少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)，形成很小的反向電流。面接觸型二極管的最大整流電流較大。此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。不論平面型或合金型，都分有 NPN 或 PNP 三層，因此又把晶體管分為 NPN 型和 PNP 型兩類。（2）截止區(qū)IB=0 的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)?！鱅c 與△IB 的比值稱為動(dòng)態(tài)電流（交流）放大系數(shù)β=△Ic/△IB (公式 11) 集基極反向截止電流 ICBOICBO 是當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)由于集電結(jié)處于反向偏置，集電區(qū)和基區(qū)中的少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流。集成運(yùn)算放大器的種類非常多,可適用于不同的場(chǎng)合。而運(yùn)算放大電路各級(jí)之間都采用直接耦合，基本上不采用電容元件，因此適合于集成化的要求。必須用直流高阻值電阻時(shí)，也常采用外接方式。環(huán)境條件,集成運(yùn)放允許工作范圍、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求。它包含 3 1/2 位數(shù)字 A/D 轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)調(diào)零功能等。PM 為低電位時(shí)顯示負(fù)號(hào)INT 積分器輸出端，接積分電容BUF 緩沖放大器的輸出端，接積分電阻AZ 積分器和比較器的反相輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容IN+、IN 模擬量輸入端，分別接輸入信號(hào)的正端與負(fù)端COM 模擬信號(hào)公共端，即模擬地C 外接基準(zhǔn)電壓端基準(zhǔn)電壓的正端和基準(zhǔn)電壓的負(fù)端TEST 測(cè)試端。（6） CC7107 的第 21 腳（GND）為邏輯地，第 37 腳（TEST）經(jīng)過芯片內(nèi)部的500Ω 電阻與 GND 接通。 ：芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。：負(fù)電壓電源可以從電路外部直接使用 7905 等芯片來提供，但是這要求供電需要正負(fù)電源，通常采用簡單方法，利用一個(gè) +5V 供電就可以解決問題。 ：把 31 腳與 36 腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號(hào)輸入到芯片的信號(hào)端，這時(shí)候，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是 ，通常在 － 之間，越接近 越好。因此這種 LED 顯示器稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)數(shù)碼。靜態(tài)顯示時(shí)取 10mA 為宜，動(dòng)態(tài)掃描顯示可加大，可脈沖電流，但一般不超過 40mA。這種連接方式由于將多位字段線連在一起，當(dāng)輸出字段碼時(shí)，由于多們同時(shí)選通，每一位將顯示相同的內(nèi)容。顯示器由 5 個(gè) LED 數(shù)碼管組成。為了保持磁通 ф1 的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時(shí)次級(jí)沒接負(fù)載，初級(jí)線圈中仍有一定的電流，這個(gè)電流我們稱為“空載電流” 。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損” 。3 絕緣材料在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成目前，單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩種類型：一種是將程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開使用，即哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，當(dāng)前的單片機(jī)大都是這種結(jié)構(gòu)。單片機(jī)通常還有特殊寄存器和通用寄存器，它們是單片機(jī)中存取速度最快的存儲(chǔ)器，但通常存儲(chǔ)空間很小。不同的單片機(jī)可能提供不同標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口，如USART、SPI、I2C、MicroWire 等。單片機(jī)的供應(yīng)狀態(tài)按提供的存儲(chǔ)器類型可分為以下五種狀態(tài)。例如:單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合后簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)控制智能化，成為新一代的機(jī)、電一體化產(chǎn)品。它們的基本組成和基本性能都是相同的。(6) 一個(gè)全雙工的異步串行口?？删幊檀锌?，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，這個(gè)構(gòu)成片內(nèi)振蕩器。ALE（地址鎖存允許）將 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存，從而實(shí)現(xiàn)低位地址與數(shù)據(jù)的分離。當(dāng)PSENPSENAT89C51/LV51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效（即輸出 2 個(gè)脈沖） 。P0 口能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 輸入。MCS51 系列單片機(jī)也是有由中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口三大部分組成。(3) 并行 I/O8051 中有 4 個(gè) 8 位并行輸入/輸出端口，記作 P0、PP2 和 P3，共 32 根線。圖 23 和圖 24 分別為 DAC0832 的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。(2)、IOUT1 ：模擬電流輸出端 1，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 1 時(shí)，輸出電流最大，當(dāng) DAC 寄存器中數(shù)據(jù)全為 0 時(shí)，輸出電流為 0。圖 24 DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DAC0832 的工作方式DAC0832 可處于三種不同的工作方式：直通方式 ：當(dāng) ILE 接高電平， 、 、 和 都接數(shù)字地時(shí)，CS1WR2XFERDAC 處于直通方式，8 位數(shù)字量一旦到達(dá) DI7～DI0 輸入端，就立即加到 8 位 D/A轉(zhuǎn)換器，被轉(zhuǎn)換成模擬量。先用 3 條輸出指令選擇 3 個(gè)端口，分別將數(shù)據(jù)寫入各 DAC 的輸入寄存器，當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，再執(zhí)行一次寫操作，使 變低同時(shí)選通 3 個(gè)XFERD/A 的 DAC 寄存器，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)換?？驁D如圖 32 所示。由于 D/A 變換與功率驅(qū)動(dòng)電路引入的誤差，顯示值與電源實(shí)際輸出值之間可能出現(xiàn)較大偏差。在穩(wěn)壓電源的電路中我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)過流保護(hù)電路當(dāng)輸出短路或電流過大時(shí)保護(hù)電路會(huì)在段時(shí)間內(nèi)控制穩(wěn)壓管使其不工作，從而保護(hù)了大功率穩(wěn)壓管的安全。電容濾波電