【正文】 的電子儀器。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 從十九世紀(jì) 90 年代末起，隨著對系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新 推動(dòng)電源行業(yè)中交流 /直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。 第四部分主要闡述了數(shù)控直流電源的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和軟件 設(shè)計(jì)流程。 掉電存貯單元（ 24C02） LCD（ 1602）顯示單元 51 單片機(jī) （ 89S51） 電壓控制單元（ LM324） 按鍵電路 電壓 /電流采樣 輸出 電源電路 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 此外， AT89S51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)。每一組運(yùn)算放大器可用圖 1 所示的符號來表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中 “+”、 “”為兩個(gè)信號輸入端， “V+”、 “V”為 正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出端。電路的電壓放大倍數(shù) Av 也僅由外接電阻決定： Av=1+Rf/R4,電路輸入電阻為 R3。 該片邏輯輸 入滿足 TTL 電壓電平范圍，可直接與 TTL 電路或微機(jī)電路相接，下面是芯片電路原理圖 ： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 DAC0832 引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖 DAC0832 引腳功能說明： DI0~DI7：數(shù)據(jù)輸入線， TLL 電平。電源電壓為單一 +5V。 VREF/2（引腳 9）：參考電壓 VREF/2 可以有外部電路供給，從 “VREF/2”端直接送入， VREF/2 端的電壓值應(yīng)是輸入電壓范圍的二分之一。 如圖所示： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 電源模塊 電源模塊是讓 AC220V 電源通過變壓器降壓，整流濾波后得到要調(diào)節(jié)電壓輸入端；降壓為 AC15V 整流濾波后經(jīng)過三端穩(wěn)壓 781 7912 得到 DC177。檢查電路連接無誤后，即可試機(jī)。一方面利用學(xué)校圖書館資源，另一方面利用網(wǎng)上資源。 uchar code table3[]= Li Xiaojun。 uchar key,temp。 lcden=1。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 // yuy=uru。 write_(0x06)。num1++) { write_data(table2[num1])。 cs_ad=1。 } delay(3000)。 dagg=0。 write_(0x80+0x40+add)。 beep=1。//測量變量暫存地址 uchar num,num1,num2,num3,num4,num5。高精度數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的研制對準(zhǔn)了這個(gè)發(fā)展方向，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使之具有非常廣闊的發(fā)展空間。 為了爭取時(shí)間，降低成本，我的解決方案是采用 51 單片機(jī)。然后，將燒錄了程序的單片機(jī) AT89S51接到系統(tǒng)電路中，查看系統(tǒng)電路的運(yùn)行情況；如果程序邏輯有問題可進(jìn)一步修改，直到系統(tǒng)正常運(yùn)行。LCD1602 可以在 LCD 顯示屏上完整顯示 32 個(gè)英文字符和日文等一些字符，適合顯示英文文字信息量較小的地方，可以清晰顯示出 英文名稱和電壓 /電流單位，電壓（三位數(shù)字：十位、個(gè)位、小數(shù)位），電流（三位數(shù)字：個(gè)位，兩位小數(shù)）。對于差動(dòng)輸入，輸入電壓可以從非零開始，即 minV 到 maxV 。片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，與微處理器兼容，輸入方式為單通道，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100181。 此電路與各類傳感器配合使用 ,稍加變通 ,便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報(bào)警等。 Co 和 Ci 為耦合電容 。 此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第 ③ 腳相連。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。設(shè)計(jì)方案，其主要有微控制器模塊、穩(wěn)壓控制模塊、電壓 /電流采樣模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、電源模塊五部分構(gòu)成。如何有效地實(shí)現(xiàn)這些功能也是本課題所需研究解決的問題。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)，并有電壓表指示電壓值的大小。該系統(tǒng)原理是以 AT89S51 單片機(jī)為控制單元， 利用 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 輸出參考電壓 驅(qū)動(dòng)功率管穩(wěn)壓輸出，同時(shí) 輸出穩(wěn)壓、恒流 采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0804 對采樣的電壓、電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 ，再由程序?qū)?shù)據(jù)通過單片機(jī) 處理后送 LCD1602 顯示當(dāng)前電流。 文章最后對數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)進(jìn)行 了 測定和總結(jié)，并對其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。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。 性能指標(biāo) 輸出最大電壓： 25V 輸出最大電流： 電壓步進(jìn)： 電壓分辨率： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 論文的 總體結(jié)構(gòu) 第一部分簡要介紹課題的背景、意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹本文的主要研究內(nèi)容，包括實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)、功能的完備和性能指標(biāo)。 液晶屏顯示電路，該系統(tǒng)使用 LCD1602 液晶顯示屏，可以清晰地顯示分別組成顯示電路的十位、個(gè)位、小數(shù)點(diǎn)位，同時(shí)還能顯示英文名稱和電壓 /電流單位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 固定三端穩(wěn)壓器的類別 三端穩(wěn)壓器的通用產(chǎn)品有 78 系列（下電源）和 79 系列（負(fù)電源），輸出電壓由具體型號中的后面兩個(gè)數(shù)字代表，有 5V， 6V， 8V， 9V， 12 V，15V， 18 V， 24V 等檔次。這樣在 78**系列平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 中，散熱片和地相連接，而在 79**系列中，散熱片卻和輸入端相連接。 同相交流放大器 見附圖。 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 芯片內(nèi)有兩級輸入寄存器，使 DAC0832 具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要 (如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等 )。s。此時(shí) )(?INV 端應(yīng)接至等于 minV 的恒定電壓上，而輸入電壓 INV 仍加到 )(?INV 端上。通過單片 機(jī)編程控制第 4 腳 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端， 第 5 腳 R/W 讀 /寫選擇端，第 6 腳 E 使能信號，從而實(shí)現(xiàn)顯示效果。 硬件測試 電源部分提供整個(gè)電路所需各種電壓（包括 DAC 芯片所需的基準(zhǔn)穩(wěn)壓5V和 89S51 的 +5V），由電源變壓器和整流濾波電路及兩個(gè)輔助穩(wěn)壓輸出構(gòu)成，電源變壓 器的功率由需要輸出的電流大小決定，確保有充足的功率余量。改變電壓的大小， 當(dāng)單片機(jī)通過閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路的 A/D 轉(zhuǎn)換檢測到電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將再次對輸出電壓進(jìn)行調(diào)制，直到輸出電壓達(dá)到設(shè)定值；電壓值理論上是象形變化的，不會(huì)產(chǎn)生高次諧波，基本實(shí)現(xiàn)了任務(wù)書中的各項(xiàng)要求和目標(biāo)，達(dá)到了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。 參考文獻(xiàn) [1]鄒紅 .數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) [M]. 北京：人民郵電出版社， [2]李祥臣 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 .[M] 北京：清華大學(xué)出版社 . [3]童詩白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M] 北京：高等教育出版社， [4]邱關(guān)源 .電路（第四版） [M].北京：高等教育出版社， [5]李群芳，張士軍，黃建 . 單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)（第二版） [M].北京：電子工業(yè)出版社， [6]劉文濤 .單片機(jī)語言 C51 典型應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].北京：人民郵電出版社， [7]于永，戴佳，常江 .51 單片機(jī)實(shí)例精講 [M].北京：電子工業(yè)出版社， [8]曹鳳 .微機(jī)數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用 [M].四川：電子科技大學(xué)出版社， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 [9]胡壽松 .自動(dòng)控制原理 [M].北京：科學(xué)出版社， [10]潘永雄，沙河，劉向陽 .電子線路 CAD 實(shí)用教程（第二版） [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社， 附錄 1 系統(tǒng)整體原理圖 附錄 2 系統(tǒng)源程序 include //52 系列頭文件 define Disdata P0 //液晶數(shù)據(jù)端口 define uchar unsigned char //無符號字符 8 位 define uint unsigned int //無符號整數(shù) 8 位 uint data dis[4]={0x00,0x00,0x00,0x00}。 uchar shii,gei。 }void write_(uchar ) //液晶寫命令函數(shù) { lcdrs=0。 //設(shè)置顯示位置 write_data(0x30+shi)。 dass=0。 } //******************************* void scan1() { write_(0x80)。 //禁止 i/o clock 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 c。num116。 //初始化 1602 液晶 write_(0x0c)。 //送去液晶顯示個(gè)位 } //void write_da(uchar sps,uchar uru) //{ uchar yuy,rur。 delay(5)。 uchar dagg,dass。 //定義初始上電液晶默認(rèn)顯示狀態(tài) 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 uchar code table1[]=designed by :。 收集相關(guān)資料。也可使用廢舊萬用表上拆下來的電阻線。 S1 為復(fù)位鍵 ； S4 為翻頁按鍵，最近設(shè)置的電壓大小保存在 EEPROM 里面，比如 5 個(gè)電壓，按一下 S2，電壓變?yōu)橄乱粋€(gè)，省去了反復(fù)設(shè)置電壓的麻煩； S3 為電壓 +， S2 為電壓 ,按一下 S3，當(dāng)前電壓增加 ，按一下 S2，當(dāng)前電壓減小 。模擬地 AGND 和數(shù)字地 DGND 分別設(shè)置引入端，使數(shù)字電路的地電流不影響模擬平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 信號回路，一防止寄生耦合造成的干擾。1LSB。要是需要相應(yīng)的模擬信號，可通過一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)這個(gè)供功能。其中的 R R2 組成 1/2V+分壓電路 ,通過 R3 對運(yùn)放進(jìn)行偏置。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。 使用注意事項(xiàng) ： 在使用時(shí)必須注意： (VI)和 (Vo)之間的關(guān)系，以 7805 為例，該三端穩(wěn)壓器的固定輸出電壓是 5V，而輸入電壓至少大于 7V，這樣輸入 /輸出之間有 2－ 3V 及以上的壓差。另外，該引腳被略微拉高。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè) 引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 第三部分模塊化闡述了基于 51 單片機(jī)數(shù)控直流電源的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)框圖，包括數(shù)據(jù)單片機(jī)控制模塊、穩(wěn)壓控制模塊、電壓 /電流采樣模塊、電源模塊及鍵盤模塊。 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，而在一些高能物理領(lǐng)域，更是急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。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。該電源具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)調(diào)整、輸出的電壓信號和電流信號可同時(shí)顯示功能。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。 數(shù)控直流電源功能的完備 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源要實(shí)現(xiàn)電壓的鍵盤化控制，同時(shí)要具備輸出、過壓過流保護(hù)及數(shù)組存貯與預(yù)置等功能。 我設(shè)計(jì)出以下方案： 用 D/A 和運(yùn)算放大器做電流源， 即采用 D/A 輸出調(diào)節(jié)晶體管的偏置電流（電壓）；使用電壓 /電流采樣電路，通過 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6?？梢詰?yīng)用在計(jì)算器、頻率計(jì)、信號發(fā)生器、時(shí)鐘等產(chǎn)品上。對與 79**負(fù)壓系列，輸入為最低電位，自然是 ③ 腳，而地端為最高電位，即 ① 腳，如附圖所示。此電路輸入電阻為 Ri。若選擇 U1U2,則當(dāng)輸入電壓 Ui 越出 [U2,U1]區(qū)間范圍時(shí) ,LED 點(diǎn)亮 ,這便是一個(gè)電