數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)新(編輯修改稿)
2024-08-25 06:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)成復(fù)位電路，連接到單片機(jī)的復(fù)位端。當(dāng)按鍵S5按下后，復(fù)位端通過(guò)R5與+5V電源接通，電容迅速放電，使RST管腳為高電平；當(dāng)復(fù)位按鍵S5彈起后，+5V電源通過(guò)R6對(duì)電容C4重新充電，RST管腳出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。方案一：采用矩陣鍵盤(pán)，由于按鍵多可實(shí)現(xiàn)電壓值的直接鍵入。方案二：采用一般的電平判鍵按鈕，實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，但一個(gè)端口最多只實(shí)現(xiàn)8個(gè)按鍵。由于本數(shù)控電源需要用的按鍵不多，要實(shí)現(xiàn)步進(jìn)為1V的設(shè)計(jì)要求，只需用一個(gè)“+”和一個(gè)“”按鍵，另外再加兩個(gè)按鍵用于實(shí)現(xiàn)固定電壓輸出，按鍵時(shí)可直接輸出相應(yīng)電壓。4個(gè)按鍵就可實(shí)現(xiàn)本題的設(shè)計(jì)要求，固采用方案二。該部分主要由四個(gè)鍵組成，分別實(shí)現(xiàn)的是“+”、“”、“開(kāi)始”、“切換”功能，、控制AT89C51單片機(jī)，達(dá)到對(duì)數(shù)字的控制，可以通過(guò)按鍵對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整，按照實(shí)際需要可以通過(guò)按鍵得到所需的電壓，調(diào)節(jié)范圍是0～ V。4個(gè)獨(dú)立按鍵S1~～，獨(dú)立按鍵S1為電壓調(diào)整按鈕，S2為電壓加一按鈕，S3為電壓減一按鈕，S4為D/A轉(zhuǎn)換確認(rèn)鍵。S1~S3按鍵的作用是通過(guò)程序控制對(duì)輸入的電壓隨時(shí)可調(diào)。S4鍵的作用是按下啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)化，將單片機(jī)的預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)化為模擬量輸出。按鍵與單片機(jī)的連接圖見(jiàn)圖28。圖28 鍵盤(pán)電路 此在系統(tǒng)中要顯示數(shù)值或文字，就必需有顯示器件，目前市場(chǎng)上顯示元器件很多,有LED數(shù)碼管、點(diǎn)陣顯示等。 方案一：選用數(shù)碼管顯示，用普通的數(shù)碼管顯示簡(jiǎn)單的數(shù)字、符號(hào)、字母。 采用數(shù)碼管作為顯示器件，數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。 方案二，采用LCD液晶顯示。字符型液晶顯示模塊是專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。 方案二與方案一相比，有更高的精度和顯示多數(shù)據(jù)，比較符合本設(shè)計(jì)所需要，綜上所述采用方案二。雖然LED數(shù)碼管在價(jià)格方面占有一定的優(yōu)勢(shì)，但考慮到顯示文字以及美觀自然的效果，選擇LCD1602液晶顯示器。LCD1602是工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平選數(shù)據(jù)寄存器、低電平選指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光電源正極。第16腳：背光電源負(fù)極。液晶顯示器接口信號(hào)說(shuō)明如表21。表21 液晶接口說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)輸入D2端2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)輸入D3端3VL液晶顯示偏壓信號(hào)11D4數(shù)據(jù)輸入D4端4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5數(shù)據(jù)輸入D5端5R/W讀/寫(xiě)選擇端（H/L）13D6數(shù)據(jù)輸入D6端6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)輸入D7端7D0數(shù)據(jù)輸入D0端15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)輸入D1端16BLK背光源負(fù)極液晶LCD1602與STC單片機(jī)的連接電路圖如圖29。LC1602D的8位數(shù)據(jù)接口與單片機(jī)的P0口相連，由于STC單片機(jī)P0口沒(méi)有內(nèi)接電阻，為此外接了10K上拉排阻。這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)P口的輸出電流非常微弱，不足以驅(qū)動(dòng)液晶顯示數(shù)據(jù)而連接的。1602的控制端RS、R/W、E端分別與STC的PP2P22連接[9]。VCOM為液晶顯示亮度調(diào)整端，外接10K的電位器。BLA和BLA+分別為液晶背光源正極和負(fù)極，BLA接地，BLA+接+5V。液晶的顯示由單片機(jī)的程序去控制。圖29 LCD1602與單片機(jī)連接電路圖 D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)平時(shí)的使用習(xí)慣和相關(guān)資料，使用的D/A轉(zhuǎn)換一般有下列兩種方案： 方案一：采用MX7541 是高速高精度 12 位數(shù)字 / 模擬轉(zhuǎn)換器芯片，功耗低，而且其線性失真可低達(dá) % ，特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。 方案二：采用DAC0832，DAC0832是一種常用的8位的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換芯片。 本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的數(shù)控電源的設(shè)計(jì)，而MX7541 是 12 位數(shù)字 輸入的 ，因此須用鎖存器。而此數(shù)控電源要求單步1V， 2～15 .0V只需區(qū)分14個(gè)點(diǎn)，DAC0832完全可以達(dá)到，故選擇常用的DAC0832。當(dāng)其與單片機(jī)進(jìn)行相連時(shí)，電路也簡(jiǎn)單，只需把單片機(jī)的數(shù)據(jù)線與DAC0832的輸入端直接相連即可，程序也很簡(jiǎn)單，只需向其送數(shù)據(jù)即可。DAC0832的管腳圖如圖210所示：圖210 DAC0832管腳圖管腳的具體名稱(chēng)和用法 D0 ～ D7：數(shù)字量輸入端； ：片選信號(hào)，低電平有效； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)，高電平有效； ：第1寫(xiě)信號(hào)，低電平有效； ：第2寫(xiě)信號(hào)，低電平有效； ：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，低電平有效； ：電流輸出端1； ：電流輸出端2； ：反饋電阻端； ：基準(zhǔn)電壓，基電壓范圍為10V ～ +10V； GND：數(shù)字地； AGND：模擬地 ； 單片機(jī)與DAC0832的接口可按二級(jí)緩沖器方式、單緩沖器方式和直通方式聯(lián)接。如上圖4的聯(lián)接方式是直通方式聯(lián)接方式。由OUT1腳輸出的為一個(gè)模擬電流值，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器后為一個(gè)電壓值，這電壓值輸入到后面的運(yùn)算放大部分，作為后面部分的輸入。D/A轉(zhuǎn)換器（DAC）輸入的是數(shù)字量，經(jīng)轉(zhuǎn)換輸出的是模擬量。DAC的技術(shù)指標(biāo)很多，如：分辨率、滿(mǎn)刻度誤差、線性度、絕對(duì)精度、相對(duì)精度、建立時(shí)間、輸入/輸出特性等[10]。 分辨率：DAC的分辨率反映了它的輸出模擬電壓的最小變化量。其定義為輸出滿(mǎn)刻度電壓與 的比值，其中 n 為DAC的位數(shù)。如：8位DAC的滿(mǎn)刻度輸出電壓為5V，則其分辨率為 ；10位DAC的分辨率為 ?？梢?jiàn)，DAC的位
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