【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 7 k? 1 5 VI C 2A+ 1 5V6 ?6 . 8 kR 1?1 0 kR 2?9 . 1 kR 3R p 1?1 0 k?3 3 0 kR 4?3 3 0 kR 5?3 kR 6 ?3 kR 7V 1V 2V T 1V T 2T I P 1 2 2T I P 1 2 7+ 1 5 V 1 5 VR 8D A C 0 8 3 2+ 1 5 V+ 1 5 V235 vU 1 圖 7 穩(wěn)壓輸出電路 原理圖 主要器件功能 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器芯片 DA0832 DAC0832 是一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器芯片，單電源供電，從 +5V~+15V 均可正常工作，基準(zhǔn)電壓的范圍為 177。10V，電流建立時(shí)間為 1181。s， CMOS 工藝，低功耗 20mW。它由 1 個(gè) 8 位輸入寄存器、 1 個(gè)8 位 DAC 寄存器和 1 個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器組成和引腳排列 如圖 8 所示。 8 CS1WRA G N Dd 3d 2d 1d 0V e d fR fD G N DV D DI LW RX F E Rd 4d 5d 6d 7I o u t 2I o u t 1D A C 0 8 3 2 圖 8 DAC0832 引腳圖 該 D/A 轉(zhuǎn)換器 為 20 引腳雙列直插式封裝，各引腳含義如下： （ 1） D7～ D0轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入 ； （ 2） /CS—片選信號(hào)（輸入），低電平有效 ； （ 3） ILE—數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)（輸入），高電平有效 ； （ 3） /WR1—第一信號(hào)（輸入），低電平有效。該信號(hào)與 ILE 信號(hào)共同控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式；當(dāng) ILE=1 和 /XFER=0 時(shí)，為輸入寄存器直通方式；當(dāng) ILE=1 和 /WR1=1時(shí)，為輸入寄存器鎖存方式 ； （ 4） /WR2—第二信號(hào)（輸入），低電平有效，該信號(hào)與信號(hào)合在一起控制 DAC 寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存 方式：當(dāng) /WR2=0 和 /XFER=0 時(shí)，為 DAC 寄存器直通方式；當(dāng) /WR2=1 和/XFER=0 時(shí)，為 DAC 寄存器鎖存方式 ； （ 5） /XFER—數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)（輸入），低電平有效 ； （ 6） Iout2—電流輸出 “1”。當(dāng)數(shù)據(jù)位全 “1”時(shí)，輸出電流最大；為全 “0”時(shí)輸出電流最小 ； （ 6） Iout2—電流輸出 “2”。 DAC 轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)之一是： Iout1+Iout2=常數(shù) ； （ 6） Rfb—反饋電阻端。 即 運(yùn)算放大器的反饋電阻，電阻（ 15kΩ）已固化在芯片中。 （ 7） Vref—基準(zhǔn)電壓，是外加高精度電壓源，與芯片內(nèi)的電 阻網(wǎng)絡(luò)相連接，該電壓可正可負(fù)，范圍為 10V～ +10V。 （ 8） DGND—數(shù)字地 （ 9） AGND—模擬地 高精度運(yùn)算放大器 OP07 OP07 具有極低的輸入失調(diào)電壓，極低的失調(diào)電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電壓幅度及長(zhǎng)期穩(wěn)定等特點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密絕對(duì)值電路、比較器及微弱信號(hào)的精確放大，尤其適應(yīng)于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器表中。 其引腳圖如圖 9 所示。 9 V o sI N I N +V V o sV +O U TN C12345678 圖 9 OP07 引腳圖 DAC0832 與 OP07 的接線圖如 圖 7 原理圖 所示。 穩(wěn)壓輸出 電路 參數(shù)計(jì)算 根據(jù)題目要求， 電壓輸出范圍 0～ 10V，步長(zhǎng) ， 共 200 種狀態(tài)， 8 位字長(zhǎng)的 D/A 轉(zhuǎn)換器具有 256 種狀態(tài)，能滿足要求。設(shè)計(jì)中用兩個(gè)電壓控制字代表 ， 當(dāng)電壓控制字從 0， 2， 4， ，200 時(shí)，電源輸出電壓為 ， ， ， ， 10V。 DAC0832 屬于電流輸出型 D/A，輸出的電流隨輸入的電壓控制字線性變化 ， 需外接一片 OP07電流到電壓的轉(zhuǎn)換。 DAC0832 需外接基準(zhǔn)電壓，此基準(zhǔn)電壓的性能決定了輸出電壓的性能，要求基準(zhǔn)電壓具有高穩(wěn)定和低紋 波，故選取 LM336 作為基準(zhǔn)源。當(dāng) DAC0832 采用 5V 基準(zhǔn)電壓時(shí)， D/A 轉(zhuǎn)換電路的滿幅輸出為 （電壓控制字為 255 時(shí)）。由于實(shí)際用到的最大電壓控制字為 200，因此 D/A 轉(zhuǎn)換部分最大輸出電壓為 Ｕ imax=255200 = （ 公 式 8） Ｕ imax=128REF U200= （ 公 式 9） 將它寫成通式，即 Ｕ imax=128REF U ???70i iiD2 （ 公 式 10） D/A 轉(zhuǎn)換輸出電壓Ｕ i 作為電源功放級(jí)的輸入電壓。功放級(jí)由Ｕ 1 和 VT VT2 構(gòu)成閉環(huán) 推挽輸出電路。該電路屬于典型的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。于是輸出電壓 Uo 與輸入電壓 Ui 的關(guān)系式為： U0=(1+23p1RRR? )Ui （ 公 式 11） 10 將 Ui 代入得： U0=(1+23p1RRR? ) 128REF U ???70i iiD2 （ 公 式 12） 當(dāng) Ｕ i=， R2=10 kΩ， R3=9． 1 kΩ， Uo=10V，由上式可求得 Rp1=10 kΩ。實(shí)取 Rp1為 47 kΩ的精密多圈電位器。當(dāng) AT51 輸入電壓控制字 （ 11001000） 2=（ 200） 10 時(shí)， Uimax= V，調(diào)節(jié) Rp1使 Uo=10 V。 互補(bǔ)對(duì)稱功放電路中的 功率管選擇 如下 ： 根據(jù)題目要求，輸出電流至少為 500mA，故 要求功率管的集電極最大允許損耗功率 РCM 為 РCM＞ РC1m=15= （ 公 式 13） 為保證功率管不致被反向電壓所擊穿， 一般 要求三極管的 Ｕ CEO為 Ｕ CEO＞ （ ~2） 2Ｖ cc=215=30V （ 公 式 14） 要求功率管最大允許集電極電流 ΙCM 應(yīng)滿足： ΙCM＞ Ιcmm= RlVc =1A （ 公 式 15） 根據(jù)所得參數(shù)，查找器件手冊(cè)，選取三極管型號(hào)及主要參數(shù)為： Ｖ T1 管型 TIP122，類型 NPN， Ｕ CEO 為 100V， ΙCM 為 5A， РCM 為 65W； Ｖ T2 管型 TIP127，類型 PNP， Ｕ CEO為 100V， ΙCM 為 5A， РCM 為 65W。 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)控制電路主要由鍵盤 部分、 AT51 單片機(jī)部分、 顯示部分和 AD 轉(zhuǎn)換部分組成， 鍵盤部分主要設(shè)置控制字的輸入，由單片機(jī) 作為整機(jī)的控制單元 ， 通過改變鍵盤的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值（ 由 AD 轉(zhuǎn)換 后的電壓值），再由 LED 顯示部分顯示 ，如圖 10 所示 。 A T 8 9 C 5 1顯 示 模 塊D / A 轉(zhuǎn) 換 模 塊鍵 盤 模 塊電 壓 采 樣電 壓 采 樣A / D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 圖 10 單片機(jī)控制電路原理圖 11 單片機(jī) AT89C51 本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)， AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 (EPROM)和 128 bytes 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可提供高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。因此， 這里 選用 AT89C51 單片機(jī)來完成 ， AT89C51 單片機(jī)管腳圖 如圖 11 所示 。 2134567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 04 03 93 83 73 63 53 43 33 23 13 02 12 22 32 42 52 62 72 82 9P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N D( I N T O )( I N T 1 )( R X D )( T X D )` ( T 0 )( T 1 )( W R )( R D )V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7E A / V P PA L E / P R O GP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0A T 8 9 C 5 1 圖 11 AT89C51 單片機(jī)管腳圖 AT89C51 主要性能參數(shù) 為： （ 1） 與 MCS51 產(chǎn)品指 令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 4K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃存存儲(chǔ)器 （ 3） 1000 次擦寫周期 （ 4） 全靜態(tài)操作： 0hz24hz （ 5） 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 （ 6） 128x8 字節(jié)內(nèi)部 RAM （ 7） 32 個(gè)可編程 I/O 口線 （ 8） 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 9） 6 個(gè)中斷源 （ 10） 可編程串行 UART 通道 12 （ 11） 低功耗空閑和掉電模式 其各個(gè)管教及相應(yīng)功能為 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口味一個(gè) 8 為漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能 夠用于外部成語(yǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口試一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 為雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接受輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用