【正文】 電平。當(dāng)輸入數(shù)字為：全” 1”時(shí) , 輸出電流最大，約為255VREF/256REB 全” 0”時(shí) , 輸出電流為 0 IOUT2：模擬電流輸出端 2， IOUT1 + I OUT2 = 常數(shù) RFB：反饋電阻引出端 , 此端可接運(yùn)算放大器輸出端 VREF：參考電壓 , 10V～ +10V Vcc ：芯片電源 電壓 , +5V～ +15V AGND：模擬信號(hào)地 DGND：數(shù)字信號(hào)地 DI7 DI0：數(shù)字量輸入信號(hào)， 其中 : DI0 為最低位， DI7 為最高位 圖 36 D/A 轉(zhuǎn)換部分 12 系統(tǒng)設(shè)置 D/A 轉(zhuǎn)換接口，采用 8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 DAC0832。 運(yùn)放 LM324 LM324 是四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。穩(wěn)壓輸出電路采用的是串聯(lián)式反饋穩(wěn)壓電路（如圖 310），在電路中， U5A— LM324 為比較放大器， U5B— LM324 為運(yùn)算放大器， D/A 轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓 OUT2 接到 U5A —LM324 的同向（ LM324 的第 2 腳）， U5A— LM324 運(yùn)放的輸出端（ LM324 的第 5 腳）輸出的電壓一邊送到運(yùn)放 U6A — LM324 的同向端（ LM324 的第 1 腳），一邊反饋回 DAC0832的 RFE1 基準(zhǔn)電壓。 ? DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 圖 312 閉環(huán)反饋電路 15 ADC0832 是一個(gè) 8 為的逐次逼近型 ADC，它 與一個(gè)兩通的模擬器連接，能對(duì)來自端口的兩路單端輸入電壓經(jīng)行采樣，其中單端電壓輸入以 0V（ GND）為基準(zhǔn)，對(duì) ADC 的說明：以輸入電壓為準(zhǔn)，如果輸入電壓大于設(shè)定的電壓值，則減少 DA 輸出電壓以為數(shù)值，在采樣 回為比較，如此循環(huán)，則直到輸入電壓等于設(shè)定的電壓值或者接近設(shè)定的電壓值（有時(shí)不可能完全相同），同理，如果輸入電壓小于設(shè)定的電壓，則增大 DA 輸出電壓一位數(shù)值，再采樣回為比較如此循環(huán)直到輸入的電壓等于設(shè)定電壓值或者接近電壓值，這樣就能達(dá)到 圖 312 閉環(huán)反饋電路 的目的。 電源模塊 利用三端穩(wěn)壓器 780 7812 產(chǎn)生所需的電源電壓以供集成芯片和單片機(jī)使用。 圖 314 電源模塊圖 18 第四章 系統(tǒng)軟件部分 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程 及說明 首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，讀取預(yù)存儲(chǔ)的電壓值，本次設(shè)計(jì)中預(yù)存儲(chǔ)電壓值為 10V，并將其發(fā)送給 LCD 顯示電壓值； 之后在判斷是否有鍵按下， 當(dāng)有鍵盤有按鍵按下時(shí)，接收來自鍵盤的電壓輸入值，并通過 D/A 把輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓值，控制輸出電壓的大小。實(shí)現(xiàn)功能： 掃描處理子程序如圖 42 所示， 鍵 K1K9 為對(duì)應(yīng)的數(shù)字 09， K00 表示位選擇鍵（十位或各位）進(jìn)行初始化 ,K11 是確定鍵。 LCD 子程序流程圖如圖 43。 圖 51 選擇芯片界面設(shè)置 程序代碼編寫完后需要編譯鏈接生成目標(biāo)代碼，然后進(jìn)行硬件調(diào)試或模擬仿真，編譯代碼可以點(diǎn)擊 或鍵盤的快捷鍵 F7。從表 ，負(fù)載調(diào)整率 Sv =ΔVo /Vo = (10. 000 9. 900) /10 = 1%。如圖 54，圖 55 所示仿真用 LM324 的比較放大作用很容易就驗(yàn)證了此穩(wěn)壓輸出電路的可靠性。在調(diào)試軟件的時(shí)候，要有足夠的耐 心 。 但是本設(shè)計(jì) 在功能上還不夠強(qiáng)大 ,由于制作過程中遇到的一些問題。 : 小于 。 在此次畢業(yè)設(shè) 計(jì)過程中，特別要感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師梁建華副教授 !感謝您在這段日子里對(duì)我的悉心指導(dǎo)以及提供其它的幫助，由于自己自身知識(shí)有限，所以從課題的選擇到論文最終定稿這個(gè)過程中遇到了不少困難，在梁老師的耐心指導(dǎo)和督促之下，本論文經(jīng)過修改終于如期完成，這個(gè)過程由始到終都離不開老師的幫助。 sbit key04=P2^1。 sbit DAC_CS=P3^2。x) for(y=110。 delay(5)。 en=0。 //lcd DDRAM 設(shè)置 for(num=0。 delay(50)。 DAC_CS=1。write_voltage()。 //置數(shù)據(jù)顯示地址 write_(0x0f)。 while(!key1)。 delay(5)。 P0=dadata。 } write_(0x80+0x40)。 //置地址 write_(0x0c)。 P0=date。 en=0。 //初始化電源 uchar s1,s2,keynum,volt。 sbit key08=P2^5。 //端口定義 sbit key2=P1^1。為了提高自己的綜合解決問題以及應(yīng)用知識(shí)的能力，利用單片機(jī)和 C語言，以開發(fā)“數(shù)控直流穩(wěn)壓電源”為例，作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 “ C”源代碼 。程序?qū)懙倪€不 夠嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范。穩(wěn)壓輸出只能在 5V 到 10V 之間。使得本次設(shè)計(jì)中硬件仿真變的就比較簡單，因?yàn)橛辛擞布抡婀ぞ呔涂梢噪S時(shí)修改程序，通過一步一步的調(diào)試來達(dá)到最后的目的，同時(shí)尤其學(xué)會(huì)了分部調(diào)試的思想，這就使得當(dāng)遇到問題時(shí)不會(huì)覺得無從下手，不會(huì)覺得那么迷茫，使調(diào)試變得比較有條理。 圖 53 STC 程序下載界面 23 測試結(jié)果 對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行性能指標(biāo)仿真測試 ,其中數(shù)字控制量和空載輸出電壓關(guān)系如表 所示。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。間接訪問方式是指把 LCD 顯示模塊作為外設(shè)接在并行接口上，通過對(duì)并行接口的操作間接控制液晶顯示模塊。 圖 41 主程序流程圖 19 鍵盤子程序設(shè)計(jì)流程及說明 鍵盤掃描處理子程序 軟件要實(shí)現(xiàn)的功能是：鍵盤對(duì)單片 機(jī)輸入數(shù)據(jù)，單片機(jī)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，再送入顯示器顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的控制。 LM7805 的輸入電源直接由 LM7812產(chǎn)生的 12V 直流電提供，其輸出電壓也是通過電容 C C8進(jìn)行濾波。通過單片機(jī)編程控制第 4腳 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇段（ H/L），第 5腳 R/W 讀寫選擇端（ H/L），第 6 腳 E使能端，從而實(shí)現(xiàn)顯示效果，它的顯示運(yùn)行原理如下： ? 讀狀態(tài)輸 入： RS=L, RW=H, E=H，輸出： D0~D7=狀態(tài)字 ? 寫指令輸入： RS=L, RW=L， D0~D7=指令碼， E=高脈沖；輸出：無 ? 讀數(shù)據(jù)輸入： RS=H, RW=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出：無 LCD1602 主要管腳介紹 顯示模塊為本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)模塊，用于實(shí)時(shí)顯示輸出電壓值。 STC89C52RC 的 P1 口有八位精度高的高速 A/D 轉(zhuǎn)換器，可做按鍵掃描，電壓 、電流取樣檢測等。 ADC0832 引腳圖如 311所示 14 圖 311 A/D 轉(zhuǎn)換 ADC0832 引腳 芯片接口說明： ? CS 片選使能，低電平芯片使能。 圖 38 LM324 同向輸入與反向輸入 圖 39 LM324 引腳圖 13 由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 8位字長的 D/A 轉(zhuǎn)換器具有 256 種狀態(tài)。各按鍵分別一端接地，一端接單片機(jī)引腳。由于 R2R1,因此 RST 引腳為高電平，CPU 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器實(shí)際上是一個(gè)二分頻的觸發(fā)器，該二分頻為單片機(jī)提供一個(gè)二相的時(shí)鐘信號(hào) 9 即相位信號(hào) 1（ P1）和相位信號(hào) 2（ P2），驅(qū)動(dòng) CPU 產(chǎn)生執(zhí)行指令功能的機(jī)器周期。 XTAL1（ 19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流。對(duì)端口寫入 1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。 P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口。 主控制 STC89C52RC STC89C52 為八位單片機(jī)，程序存儲(chǔ)器為 8K，外部可擴(kuò)展至 64K，內(nèi)部 RAM 為 512B,可擴(kuò)展至 64K,正常工作電壓 5V，支持最高時(shí) 鐘頻率為 80MHz，內(nèi)置看門狗電路，支持ISP/IAP。 方案二 使用運(yùn)算放大器對(duì)電壓的比較放大 由于運(yùn)算放大器具有很大的電源電壓抑制比，可以大大減小輸出端的紋波電壓。本方案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展， 對(duì)信號(hào)處理比較困難。電源變壓器的作用是將電網(wǎng) 220V的交流電壓變成整流電路所需要的電壓 U2。 （ 5） 效率 4 電源效率是指穩(wěn)壓電源的整機(jī)電能利用率，也就是穩(wěn)壓電源 輸出有功功率和輸入有功功率 兩者之的比值。 ? 可用鍵盤設(shè)定輸出電壓值，也可步進(jìn)調(diào)節(jié)輸出電壓。該電源采用薄膜輕觸鍵盤 , 可對(duì)輸出電壓進(jìn)行設(shè)置 , 輸出由單片機(jī)通過 D/A , A/D 電流電壓取樣等控制驅(qū)動(dòng)模塊輸出一個(gè)穩(wěn)定電壓。 直流穩(wěn)壓電源可廣泛應(yīng)用于國防、科研、大專院校、實(shí)驗(yàn)室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、直流電機(jī)、充電設(shè)備等 。 傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié) ,并由電壓表指示電壓值的大小 . 因此 ,電壓的調(diào)整精度不高 ,讀數(shù)欠直觀 ,電位器也易磨損 .而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上 傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多 , 但均存在以下二個(gè)問題 : 1) 輸出電壓是通過粗調(diào) (波段開關(guān) ) 及細(xì)調(diào) (電位器 )來調(diào)節(jié)。 2020 屆 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 資料 第一部分 畢業(yè)論文 （ 2020 屆） ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 電子 092 學(xué)號(hào) 09301930211 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 副教授 最終評(píng)定成績 2020 年 5 月 I 摘 要 本設(shè)計(jì)以直流電壓源為核心， STC89C52RC 單片機(jī)為主控制器， 單片機(jī)系統(tǒng)是數(shù)控電源的核心。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 ～ ) ,困難就較大。 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。 課題研究設(shè)想及方法 目前，市場上各種直流電源的基本環(huán)節(jié)大致相同，都包括交流電源、交流變壓器、整流電路、濾波穩(wěn)壓電路等。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) LCD 顯示 ,多種顯示模式間 , 由鍵盤控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)邏輯切換。 ? 用數(shù)碼管或 LCD 顯示輸出電壓和輸出電流的大小。這個(gè)數(shù)值和穩(wěn)壓電源電源設(shè)計(jì)線路有密切的關(guān)系，高效率的電源可以提高電能的使用效率 。 整流電路的作用是將交流電壓 U2，變換成脈動(dòng)的直流 Uo，它主要有半波整流、全波整流方式，可以由整流二極管構(gòu)成整流橋堆來執(zhí)行，常見的整流二極管有1N400 1N5148 等，橋堆有 RS210 等。 6 方案二：采用 STC89C52 單片機(jī)作為這個(gè)系統(tǒng)的控制單元，可以通過 DAC0832的數(shù)據(jù)采樣和 LM324 的電壓調(diào)整可以改變系統(tǒng)輸出電壓的大小。在方案一中輸出的電壓很難跟蹤電壓的快速變化，而方案二中的輸出電壓波形與 DAC0832 的輸出波 形相同，不僅可以輸出直流電平，而且只要預(yù)先生成產(chǎn)生波形的量化數(shù)據(jù)，便可以輸出多種波形，使系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)源有一定的驅(qū)動(dòng)能力。 圖 31 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 主要 引腳功能說明 ： VCC（ 40 引腳）：電源電壓 。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。 P2 作為輸入口使用 時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 RST（