【正文】 ......................... 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 .................................................................................................... 25 1 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。 河北北方學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版， 2020。 北京：電子工業(yè)出版社． 2020． [2]王小明，盧志強。 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。 新趔穩(wěn)壓電源及應(yīng)用實例 [M]。 數(shù)控直流電源的研究 [J]。 論文闡明了軟硬件設(shè)計依據(jù)，給出了系統(tǒng)功能和性能測試結(jié)果，并附錄了詳細的設(shè)計資料。 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。 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。 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。表 21 列出了 MC7815 和 MC7915 的部分參數(shù)。 二 極 管 擊 穿 電 壓。 保護二極管的選擇（ D D9） 當輸入端意外短路時，保護二極管能給輸出電容 、 提供一個放電通路，防止穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)管擊穿。 當穩(wěn)壓器輸出離負載較遠時，器輸出端接電容用以改善輸出波紋特性并減小低頻干擾。最小系統(tǒng)由MCU、采樣輸入、控制輸出、鍵盤、顯示電路組成。 采用 7219 芯片電路作為顯示控制和驅(qū)動端，其優(yōu)點是顯示位數(shù)多，節(jié)約 I/O 端口，使用方便，價格合理。 如不需三角波， K1 上撥，將積分器短路，直接流過。在傳輸過程中，首先接收到的是 D15 位 與數(shù)碼管相接部分。 方波：按下，示波器顯示方波形電壓輸出。 主程序 主程序的主要工作是進行初始化，掃描鍵盤，并響應(yīng)鍵盤，設(shè)定電流值。 14 開 始N N 1啟 動 A/D轉(zhuǎn) 換定 時 器 中 斷 服 務(wù) 程 序返 回 圖 33 定時器中斷程序流程 ADC反饋調(diào)節(jié) 需要得到精確的電壓值，模擬功放電路部分終端會輸入一個反饋，單片機的 ADC 會進行采樣， 讀采樣數(shù)據(jù)， 并與 DAC 設(shè)定值 進行對比 ，若誤差 err=,則返回重新采樣；若 err=,進行 PID 線性校正 ,控制調(diào)整電壓和傳送顯示。對控制部分進行檢測，觀察顯示部分能正常工作和鍵盤按鍵功能能實現(xiàn)，且顯示與測量值基本一致 ,所以電路能正常工作。 21 極限參數(shù)測試 最大輸出電壓 范圍： 0～ ； 紋波電壓 ：開路時，紋波電壓小于 120mV； 負載 20Ω時，紋波電壓小于 10mV； 負載 50Ω時，紋波電壓小于 50mV。 [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， 2020 年 1 月第一版。 數(shù)控式步進可調(diào)穩(wěn)壓源 [J]。 uchar g_workmode。 //used in WK_PRESET unsigned int g_code。 // 7219 數(shù)據(jù)串行收入 sbit LED_PRESET = P0^0。 //直流輸出 sbit SQU = P3^0。 //數(shù)字 0 sbit NUM_1 = P3^7。 //數(shù)字 8 sbit NUM_9 = P2^7。 high = (dat 8) amp。 high = (dat 8) amp。 for(j = 0。 for(j = 0。 LOAD7219 = 1。 TL0 = 0xAF。 DisBuf[3]=Tab[vol%10]。 SetDAC0(g_code)。 31 DisBuf[3]=Tab[vol%10]。 TR1 = 1。 } /////////////////////////////////////////////////////////////////////// // ADC0 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷 /////////////////////////////////////////////////////////////////////// void ADCIntServe() interrupt 15 { 32 float vol=0。 //DisBuf[3] = (measureVol % 10)。 0x80) != 0x80) // 等待穩(wěn)定 { Delay(10)。 // 使能交叉開關(guān) , 弱上拉全局允許 P74OUT = 0x3C。 DisBuf[3] = 5。 // display 0, 1, 2, 3 Send7219(0x0C,0x01)。 } void ADC0Init (void) { REF0CN = 0x03。 // enable ADC interrupts } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 定時器 3 初始化 // // 定時器 3 用來定時啟動 ADC0 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// sfr16 TMR3RL = 0x92。 //所有定時器時鐘使用系統(tǒng)時鐘的 12 分頻 TMOD = 0x11。 SetDAC1(0)。 LED_TRI = 1。 //CLOSE TIMER1. TMR3CN|=0x04。 LED_AUTO_SCAN = 1。 ET1=1。 g_workmode=WK_SQU。 LED_AUTO_SCAN = 1。 ET1=1。 g_workmode=WK_TRI。 //close timer3. EIE2 amp。 LED_PRESET=0。 } } void scan_sub() { if(g_workmode==WK_DC||g_workmode==WK_SCANUP) { g_workmode=WK_SCANDOWN。 if (!INCREASE) { //==================================== if(g_workmode==WK_DC) { if (i99) i++。 } //==================================== while(!INCREASE)。 vol=g_code*。 Delay(200)。 Delay(200)。 else i=0。 SetDAC1(0)。 //open timer0 TR0=1。 ET0=1。 //close Timer0. DisBuf[2]=Tab[0]。 DisBuf[3]=Tab[14]。 DAC1L=0xFF。 //close timer3. EIE2 amp。 DisBuf[3]=Tab[14]。