【正文】 49 短路和過流保護電路此電路中 9013 三極管與 R22 電阻組成了過短路和流保護電路，當(dāng)負載電流小于 1A 時，R22 電阻上的電壓小于 ，小于發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓,9013 三極管截止，負載電流工作在安全范圍內(nèi)：當(dāng)負載電流大于 1A 時，R22 電阻上的第 15 頁 共 40 頁電壓大于 ，大于發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓,9013 三極管導(dǎo)通，其集電極電流為調(diào)整管的基極電流分流，使調(diào)整管基極電流、集電極電流及輸出電流相應(yīng)減小，從而起到限制作用。+15V 主要是為 DA 轉(zhuǎn)換芯片外圍電路中運放供電，電流較小。5 軟件設(shè)計 概述該系統(tǒng)是數(shù)控電源，而且在設(shè)計中使用了單片機，所以需要軟件的編寫。由于是 D/A 芯片提供基準(zhǔn)電壓，所以只需將 D/A 輸入的二進制數(shù)相應(yīng)的+ +1 即可，程序流程圖如下圖 52 所示。 } } else { while(key2 == 0)。第 20 頁 共 40 頁 else DAC0832 = DAC0832。 b =。 disbuf[0] = c%10。第 21 頁 共 40 頁 P2_6 = 1。 delay()。 P2_5 = 0。 P2_7 = 1。 P2_4 = 1。cs = 1。rd = 1。如圖 57 所示是軟件實現(xiàn)過流短路檢測的流程圖。圖 61（b）是電源輸出最大電壓 9V 時的狀態(tài)。可以看出紋波電壓在 5mV 以內(nèi)，滿足設(shè)計要求。圖片中四個按鍵是設(shè)置輸出電壓作用，依次為+1V、+ 、 1V、。圖 61（d）是電源短路時的狀態(tài)，LED 燈被點亮。 /* 口賦成高電平時，蜂鳴器響、LED 燈亮*/else P2_3 = 0。流程圖如圖 56 所示。while(int01)。以下為 A/D 轉(zhuǎn)換程序。 P2_5 = 1。 delay()。 P2_6 = 1。 P2_4 = 1。 P2_7 = 0。*/ /*由于經(jīng)過放大（當(dāng)a=50 時，輸出電壓為 5V。電壓范圍 ~16V */DAC0832 = 45。 } } else { while(key1 == 0)。以下是按鍵掃描部分程序：void key(void) /*按鍵掃描程序*/{ /* key1：+ a+=1 */ /* key2：+1V a+=10 */ int a。該系統(tǒng)中很多功能必須在軟件的幫助下才能完成。15V 主要是給運放做負電源，該電流較小，不超過 50mA。由于 JC 端口輸出電壓為 3V 至 17V，不符合單片機接口電壓范圍，所以必須進行電平轉(zhuǎn)換電路，運放輸出電壓轉(zhuǎn)換到單片機能直接檢測的電壓范圍內(nèi)，電平轉(zhuǎn)換電路如圖 410 所示,如圖 411 所示聲光提醒電路。第 14 頁 共 40 頁 電壓調(diào)整電路設(shè)計基于設(shè)計要求本次設(shè)計需要，電壓調(diào)整電路采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 [11]，采用復(fù)合管作為調(diào)整管，運放 OP07 作為反饋運放。 單片機與 DA 接口電路設(shè)計由于本次設(shè)計需要一個能調(diào)壓的基準(zhǔn)電源，所所以在設(shè)計的時候采用了DAC0832 單片控制輸出基準(zhǔn)電壓。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 8Jun2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\ By:Y30112MHzC3122PC3222PX1X2圖 42 單片機振蕩電路該振蕩電路時采用的單片機內(nèi)部時鐘方式，是直接在引腳 XTAL1 和 XTAL2兩端接晶振，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號直接送入內(nèi)部時鐘電路。復(fù)位通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和手動復(fù)位。OP07 同時具有輸入偏置電流低（OP07A為177。/INTR：中斷請求信號輸出，低地平動作。運行時的最佳電壓是 15V。這個片內(nèi)電阻應(yīng)始終使用（而不是外部電阻器） ，因為它與所用的芯片的 R 2R 介變電阻匹配并跟蹤這些電阻溫度。XFER：傳送控制輸入線，低電平有效，使 WR2 工作。雙緩沖可以使這些 D/A 轉(zhuǎn)換器在獲取下一個數(shù)位字時輸出相應(yīng)一個數(shù)位字的電壓。系統(tǒng)設(shè)計要求步進為 ，在 5~15V 中有 101 個步進點，DAC0832 最小步進電壓為 ，經(jīng)過 倍的放大，即可實現(xiàn) 的步進。采用軟件方法來解決電壓的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用 51 系列單片機為主控制器，通過按鍵來設(shè)置直流電源的輸出電壓，設(shè)置步進為 ，并可由數(shù)碼管顯示實際輸出電壓值和電壓設(shè)定值。根據(jù)原理框圖 22 所示的基本原理設(shè)計的具體線性電路如圖 23（a）、（b）所示。本設(shè)計將實現(xiàn)電源輸出電壓的的數(shù)控加減，還能提供過流短路短路作用。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進出的通行證。 關(guān)鍵詞：單片機；數(shù)字控制；穩(wěn)壓電源；D/A轉(zhuǎn)換器；D/A轉(zhuǎn)換器The Design and Implement of Simple Numerical linear DC Power SupplyAbstractThe design is a digital production of linear DC power. The linear DC power can convert 220V, 50HZ AC into 5V ~ 15V DC which is adjustable. The system consists of transformer, rectifier, filter and regulator. The regulator is designed based on the enlarged part of a series regulator. In order to achieve the power’s digital regulation, the SCM digital control technology, which used STC89C52 microcontroller for digital DC power supply regulation and control, is applied here. Meanwhile it takes advantages of D/A, A/D chip to connect digital circuit and analog circuit. The voltage can be preset and adjusted through buttons Unit, which is easy to use and low cost. Finally, the output voltage is displayed by the LED. In addition, the system also designed shortcircuits, over current protection circuit and alarm circuit, making the power can be applied in various occasions where higher accuracy requirements are demanded. At the same time, the control system which is based on SCM supports extensions of software development, and does not require additional hardware, thereby enhancing the general performance of the linear DC power. It is proven that the power supply’s load capacity is good after testing, so it will have a good usability.Key words：MCU；Numerical Control。其中穩(wěn)壓器是基于具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓原理進行設(shè)計。采用按鍵對電壓進行預(yù)置和調(diào)節(jié)，使用方便，且成本較低。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長足的發(fā)展。 課題要求本設(shè)計是線性數(shù)控直流電源，設(shè)計要求如下：在輸入電壓 220V、50Hz、電壓變化范圍+15%~20%條件；輸出電壓可調(diào)范圍為+5~+15V；最大輸出電流為 1A；負載調(diào)整率≦1%（最低輸入電壓下，從空載到滿載）；紋波電壓（峰峰值）≦5mV（最低輸入電壓下，滿載）；具有過流及短路保護功能；第 2 頁 共 40 頁 本課題研究方法和目標(biāo)數(shù)控電源的主要研究思路：硬件部分（1）單片機采用 STC89C52 最小系統(tǒng)方案，采用數(shù)碼管和按鍵做人機界面，采用 DA 、AD 芯片作為主要的單片機系統(tǒng)。線性穩(wěn)壓電源也成為串聯(lián)調(diào)整試穩(wěn)壓電源 [3]。線性直流穩(wěn)壓電源有以下一些特點：線性電源精度好（優(yōu)于開關(guān)電源 1~3 個數(shù)量級），紋波小，調(diào)整率好，對外干擾小，適用多種場合。由于 A/D、D/A 芯片占用 I/O 口比較多，而我們制作的是單層電路板，所以我們選用兩片單片機工作，這樣在制作的時候比較方便。圖 32 單片機引腳分布圖表 31 STC89C52 主要功能主要功能特性兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM3 個 16 位可編程定時/計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道2 個外部中斷源 共 6 個中斷源2 個讀寫中斷口線 3 級加密位低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能第 6 頁 共 40 頁 DAC0832 簡介DAC0832 是采用 CMOS 工藝制成的單片電流輸出型 8 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。DAC0832 具有以下幾個特點：（1）電流設(shè)置時間：1μs（2）分辨率：8 位（3）線性度：8，9 或者 10 位（保證溫度）（4）低功耗：20mW（5）單電源提供：直流 5~15V圖 33 DAC0832 引腳分布圖封裝引腳的定義：CS：芯片選擇（低電平工作）。當(dāng)數(shù)模轉(zhuǎn)換鎖存器全 1 或全 0 時，IOUT1 為最大值。VREF 的選擇范圍可以是 +10V 到10V 。它具有以下特點：（1）8 位 COMS 依次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器.（2）三態(tài)鎖定輸出（3）存取時間:135μS（4）分辨率：8 位（5）轉(zhuǎn)換時間：100μS（6）總誤差：正負 1LSB（7）工作溫度：ADC0804LCN0~70 度第 8 頁 共 40 頁圖 34 ADC0804 引腳分布圖封裝引腳的定義/CS：芯片選擇信號。VREF：輔助參考電壓。第 9 頁 共 40 頁圖 35 OP07 引腳分布圖1 和 8 為偏置平衡(調(diào)零端)，2 為反向輸入端，3 為正向輸入端，4 接負電源，5 空腳 6 為輸出，7 接電源正 。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 8Jun2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\ By:C4110uF/16VR4110KVCCRES圖 41 復(fù)位電路第 10 頁 共 40 頁 時鐘振蕩電路設(shè)計單片機的 CPU 實質(zhì)上是一個復(fù)雜的同步時序電路，它的工作都是必須在時鐘控制下進行的。 顯示電路設(shè)計第 11 頁 共 40 頁89 系列單片顯示通常采用的是 LED 數(shù)碼管顯示或 LCD 顯示，兩個顯示它們的接口方法是不同的。詳細電路圖如圖 46 所示。運放正向輸入端是D/A 給的基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓與采樣電壓進行比較放大后送給復(fù)合調(diào)整管，這樣就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的直流電源。這時單片機檢測并使 2T0 端口為高電平電平，LED 燈亮和蜂鳴器響?；倦娫措娐穲D如圖 412 所示。 主程序模塊設(shè)計由于采用兩塊單片機，所以各個單片機有自己的軟件流程圖。 a=4。 else if(a==2) DAC0832 += 10。 } 數(shù)碼管顯示處理子程序設(shè)計本系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示為動態(tài)掃描顯示，相對要簡單的多，以下是數(shù)碼管顯示部分程序。 disbuf[3] = c/1000。 P2_4 = 1。 P2_6 = 0。 P0 = discode[disbuf[2]]+0x80。 P2_5 = 1。 P2_7 = 1。cs = 0。第 23 頁 共 40 頁jieguo = P1。 /* DA 選片端口，低電平有效 */P1 = DAC0832。系統(tǒng)有兩個四聯(lián)數(shù)碼管顯示，可以將實習(xí)輸出電壓和期望輸出電壓進行比較。從以上測得的數(shù)據(jù)中也說明了該電源方案基本實現(xiàn)了設(shè)計要求