基于單片機(jī)的直流穩(wěn)流電源設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-23 15:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作用是脈動(dòng)電壓U3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓U4。穩(wěn)壓電路：由于得到的輸出電壓U4受負(fù)載、輸入電 壓 和 溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓U0。圖32 電源波形圖 具體電路設(shè)計(jì)如圖33所示，+5V其中+5 V給AD0832供電以及單片機(jī)（AT89C52）、數(shù)碼顯示（包括74LS595,ICL7107）、鍵盤(pán)；5V為AD0832參考電壓。由于要求輸出的電流最大值為500mA，通過(guò)計(jì)算5伏的電壓足夠?qū)崿F(xiàn)上述要求。提供的21V的電源用于LM358和 VCC . 由于為了保證電路的性能采用線性穩(wěn)壓、濾波方式，從電路的可靠性以及性價(jià)比考慮采用標(biāo)準(zhǔn)的7812擴(kuò)流輸出方案。圖33 電源模塊原理圖電源模塊為整個(gè)電路提供電源，具有電流大，發(fā)熱高的特點(diǎn)，所以在pcb設(shè)計(jì)時(shí)采用的較粗的導(dǎo)線，并在大電流的地方渡錫處理。具體模辦設(shè)計(jì)如圖34所示。圖34 電源模塊PCB圖 單片機(jī)主控模塊在電路設(shè)計(jì)中我選擇最常見(jiàn)的ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)。此單片機(jī)與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容，由8K字節(jié)可重擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器，256*8字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)可編程I/O口線，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和6個(gè)中斷源。并且該單片機(jī)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使用廣泛。AT89C52單片機(jī)的最高時(shí)鐘脈沖頻率已經(jīng)達(dá)到了24MHz ，它內(nèi)部已經(jīng)具備了振蕩電路，只要在AT89C52的兩個(gè)引腳（即118腳）連接到簡(jiǎn)單的石英振蕩晶體的2端即可，晶體的2個(gè)管腳也要用30pF的電容耦合到地。89C52的復(fù)位引腳（Reset）是第9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過(guò)2個(gè)機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位的動(dòng)作。以12MHz的時(shí)鐘脈沖為例，每個(gè)時(shí)鐘脈沖為1μs，兩個(gè)機(jī)器周期為2μs，因此，在第9腳上連接一個(gè)4μs的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。最簡(jiǎn)單的就是只要一個(gè)電阻跟一個(gè)電容的復(fù)位電路。圖35主控電路原理圖 D/A轉(zhuǎn)換模塊由于采用了粗調(diào)和細(xì)調(diào)分段控制使得系統(tǒng)，以及軟件修正，使得電流輸出精度大大提高，從成本和元件采購(gòu)方面綜合考慮，采用DAC0832電路作為D/A轉(zhuǎn)化電路。 DAC0832簡(jiǎn)介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20mA。，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36所示。 圖36 DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖該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。(4)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。(5) WR2 ——第2寫(xiě)信號(hào)(輸入),: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。 (6)XFER——數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)(輸入),低電平有效 。 (7)Iout2——電流輸出“1”。當(dāng)數(shù)據(jù)為全“1”時(shí)，輸出電流最大；為全“0”時(shí)輸出電流最小。(8)Iout2——電流輸出“2”。DAC轉(zhuǎn)換器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常數(shù)。(9)Rfb——反饋電阻端即運(yùn)算放大器的反饋電阻端，電阻（15KΩ）已固化在芯片中。因?yàn)镈AC0832是電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，為得到電壓的轉(zhuǎn)換輸出，使用時(shí)需在兩個(gè)電流輸出端接運(yùn)算放大器，Rfb 即為運(yùn)算放大器的反饋電阻。(10)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.(11)DGND——數(shù)字地(12)AGND——模擬地DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信號(hào)可以構(gòu)成三種不同的工作方式。1) 直通方式—— WR1= WR2 =0時(shí)，數(shù)據(jù)可以從輸入端經(jīng)兩個(gè)寄存器直接進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器。2)單緩沖方式—— 兩個(gè)寄存器之一始終處于直通，即WR1=0或WR2=0，另一個(gè)寄存器處于受控狀態(tài)。3)雙緩沖方式—— 兩個(gè)寄存器均處于受控狀態(tài)。這種 工作方式適合于多模擬信號(hào)同時(shí)輸出的應(yīng)用場(chǎng)合。 具體電路設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中采用直通方式，電路圖如37所示。圖37 D/A轉(zhuǎn)化電路其中Vx、Vy分別
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