【文章內容簡介】 CH0引腳的信號， LTC1865采樣的范圍為 Vref到 Vcc，其中 Vref的電壓由引腳 Vref決定，可以通過硬件配置為 1V~Vcc。 表 32 通道配置字選擇 引腳功能： CONV：轉換開始輸入端。 CH0： 模擬輸入通道 0。 CH1： 模擬輸入通道 1。 GND：接 地 端 。 SDI：串行 數據輸入。 SDO：串行 數據輸出。 SCK 串行時鐘輸入端 。 VCC： 電源輸入 端 。 LTC1865 與單片機連接 通過穩(wěn)壓控制 電路處理 的模擬電壓經過 LTC1865轉換為數字電壓，然后傳輸給單片機，經處理后在 LCD上面顯示出來 。 圖 310 LTC1865與單片機連接圖 穩(wěn)壓控制與輸出模塊 單運算放大器 UA741 UA741作為運算放大器中最被常用使用的一種，擁有反相和非反相兩輸入端， 由輸入端輸入欲被放大的電流或電壓信號，經放大后由輸出端輸出。放大器工作時的最大特點是需要一對同樣大小的正負電源，其值由177。 12Vdc至177。 18Vdc不等，而一般使用177。 15Vdc的電壓。用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應用 .這類單片硅 集成電路器件 提供輸出短路保護和閉鎖自由運作。芯片引腳圖如下： 圖 311 UA741引腳圖 芯片 引腳 功能 說明： 5為偏置 (調零端 )， ， ， ， ， UA741運算放大器使用時需于 4腳位供應一對同等大小的正負電源電壓 +Vdc與 Vdc，一旦與 3腳位即兩輸入端間有電壓差存在，壓差即會被放大于輸出端，唯 op放大器具有一特色，其輸出電壓值絕不會大于正電源電壓 +Vdc或小于負電源電壓 Vdc，其輸入電壓差經放大后若大于外接電源電壓 +Vdc至 Vdc之范圍，其值會等于 +Vdc或 Vdc，故一般運算放大器輸出電壓均具有 如 圖 312之特性曲線，輸出電壓到達 +Vdc和 Vdc后會呈現飽和現象。 圖 312放大器輸出輸入電壓關系圖 反相放大電路 反相放大電路之接法如圖 313，同樣是使用負反饋電路方式作用，只是此時信號由反相端輸入，故會得到與輸入端反相之輸出，當輸入電壓 V1增大時會使得輸出電壓 Vo下降，此電路可以得到（ R1/R2）倍的輸出，當 a點電位為 0V時，其輸出電流為 V1/R2，則 Vo=IR1=（ R1/R2） *V1 圖 313 反相放大電路 運算放大器 TLE2022 TLE2022是精密 、高速、低功耗雙運算放大器，它使用了德州儀器公司增強工藝。他把OP221的最佳特性與大大改進的斜升率（轉換速率）和單位增益帶寬組合在一起。他的引腳圖如下： 圖 314 TLE2022 引腳圖 特點 ： 電源電流 ： 500uA Max。 高單位增益帶寬 ： Typ。 高升斜率 ： 。 在軍用溫度范圍內電源電流的變化差 ： 37uA Typ。 可用 5V單電源和177。 15V電源工作 。 相位反轉保護 。 離開環(huán)增益 ： 10V/uV 140dB Typ。 低失調電壓 ： 150uV Max。 失調電 壓隨時間的漂移 ： 。 低輸入偏置電流 ： 50nA Max。 低噪聲電壓 ： f=10HZ時為 19nV/ Hz Typ。 器件的大信號差分電壓放大量和相移與頻率的關系如下圖所示。 圖 315 頻率特性 應用簡介 ： TLE2022 高精度運算放大器具有極低的輸入失調電壓，極低的失調電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電壓幅度及長期穩(wěn)定等特點?？蓮V泛應用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比較器及微弱信號的精確放大，尤其適應于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器儀表中。 穩(wěn)壓控制輸出 電路 首先通過 UA741將 DA 轉換 器 LTC1655得到的模擬電壓 進行差模處理并使之 穩(wěn)定 ，然后通過運算放大器 TLE2022和 TIP122 實現高斜升率 和高增益帶寬， 使相位反轉、低失調電壓并 輸出 穩(wěn)定 放大的 電壓 。 圖 316 穩(wěn)壓控制與輸出電路 輸出短路保護電路模塊 將 220V的交流電通過二極管整流橋后整流得到正負 40V 的直流電壓 ，然后又通過三端穩(wěn)壓器 7815和 7915得到正負 15V的直流電壓，在通過 7805得到正 5V的直流電壓，為系統(tǒng)中的電源供電。后面部分是模擬單片機短路的情況， 正常時 D1 亮（綠色）表示系統(tǒng)正常工作， MCU短路時，此時 D2亮（紅色）。 圖 317 MCU短路保護 電路 第四章 系統(tǒng)的軟件設計 軟件設計思路 當系統(tǒng)上電，立刻進行初始化，分別是端口初始化， D/A、 AD初始化，定時器初始化；然后系統(tǒng)默認電壓，默認電流?；舅悸罚喊存I掃描 → D/A 轉換、電壓 /電流數值顯示 → 讀 A/D轉換并比較糾正電壓 /電流數值顯示 → 按鍵掃描，按前述循環(huán)。 系統(tǒng)軟件流程 軟件 流程圖如圖 41 示，負責與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號。程序運行后，開始檢測是否有鍵按下，若有則進入設定 按鍵功能。液晶 LCD1602 直接顯示 CPU 設定的數值，使 CPU資源得到充分利用。同時系統(tǒng)不斷采集外部數據，經過相關運算、分析，然后發(fā)出命令對實際值進行相應的修正，控制輸出電壓可調、穩(wěn)定。 圖 41 軟件 流程圖 第五章 系統(tǒng)測試與誤差分析 系統(tǒng)測試 軟件測試 在 測試軟件 keil uvision3中 編制完 C語言后， 編譯結果如下： 系統(tǒng)初始化 按鍵檢測 粗調 ？ 細調 ？ N Y 粗 調加？ Y D/A 子程序 粗調加子程序 N 粗調減子程序 細 調加？ Y 細調加子程序 Y N 細調減子程序 N A/D 子程序 顯示 結果顯示 ，程序 沒有 錯誤， 有 4個警告， 加以改正，再次進行調試。通過上述簡單的測試，證明此次設計的程序基 本上正確無誤。然后，將程序的 hex文件加載到仿真電路 單片機AT89C52中，查看系統(tǒng)電路的運行情況；如果程序邏輯有問題可進一步修改，直到系統(tǒng)正常運行。 硬件仿真測試 測量結果 第一行顯示： V:00:000 A:00:000,表示現實的當前電壓值與電流值 第二行顯示： W： 00： 000 power/CUadjust/XIadjust W:表示當前的功率 Power:表示系統(tǒng)上電開始工作 CUadjust：表示系統(tǒng)處于粗調模式 XIadjust：表示系統(tǒng)處于細調模式 表 51 電壓測試表 顯示電壓值（ V） 實測電壓值（ V） 誤差（ V） 0 0 系統(tǒng)由于剛開啟時在電壓方面不穩(wěn)定，存在一定誤差，但是單片機立刻會對其進行控制，使系統(tǒng)再次穩(wěn)定。 誤差 分析 從電路的原理框圖可以看出，系統(tǒng)的誤差 來源可能與 器件和線路 的 溫漂、不穩(wěn)定等 因素 引起。 絕對誤差：△ U=（ +） /9= 相對誤差： ra=△ U/U=(+)=% 線性度： rl=△ Lmax/Y=第六章 結論 經過 這段時間 的艱苦奮戰(zhàn)，我最終完成了畢業(yè)設計的基本要求。雖然過程是艱苦的，但最終成功的喜悅同樣令我快樂。此設計用 D/A和運算放大器做電源，即采用 D/A輸出調節(jié)晶體管的偏值電流（電壓）。采用此方案能有效的縮短調節(jié)時間， 并能提高輸出精度，經計算需要采用 8 位的 D/A芯片。 為了爭取時間，降低成本，我們的解決方案是采用的 AT89C52 單片機。改變電壓的大小，當單片機通過閉環(huán)負反饋調節(jié)回路的 A/D轉換檢測到電壓沒達到設定值時，將再次對輸出電壓進行調制，直到輸出電壓達到設定值；電壓值理論上是線性變化的，不會產 生高次諧波，基本實現了任務書中的各項要求和目標，達到了此次畢業(yè)設計預期目的。但更重要的是培養(yǎng)了我的個人完成一個設計的能力，使我進一步了解畢業(yè)設計的基本知識，能領會和靈活運用畢業(yè)設計中目標任務、計劃、過程控制、總結反饋等各 個環(huán)節(jié)所涉及的內容，并且具備了迅速接受新知識的能力，對新挑戰(zhàn)具有一定的適應能力。 收集相關資料。一方面利用學校圖書館資源，另一方面利用網上資源。 提高設計效率，遇到不解的疑惑與老師、其他同學及時溝通，以迅速解決設計中遇 到的問題。 盡早落實工作，剩下時間專心致志做好畢業(yè)設計。 同學之間相互學習、溝通、鼓勵、支持。 本次設計過程中，對紋波也沒有提出嚴格要求，所以常用的穩(wěn)壓集成電路就可以滿足要求。本設計輸出的電壓穩(wěn)壓精度高，可以用在對直流要求較高的設備上，或在實驗室中當作試驗電源使用。本次設計的過程 中，我發(fā)現很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似原理比較簡單的電路，要動手把它給設計出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經常動手設計過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學習中，應該注意到這一點，更重要的是我們要學會把書本中學到的知識和實際的電路聯系起來，這不論是對我們以后的就業(yè)還是學習，都會起到很大的幫助，我相信，通過這次的畢業(yè)設計，鞏固了我們學習過的專業(yè)知識，也使我們把理論與實踐從真正意義上結合了起來；考驗了我們借助互聯網絡搜集、查閱相關文獻資料，和組織材料的綜合能力；從中 可以自我測驗，認識到自己哪方面有欠缺、不足，以便于再日后的學習中得以改進、提高。 致謝 語 大學四年就快畫上一個句號了，畢業(yè)設計是我在學校交的最后一份答卷。在論文完成之際，感受收獲的喜悅的同時，心中充滿了更是感激之情。 在此次畢業(yè)設計過程中，特別要感謝我的指導老師徐正坤老師！感謝您在這段日子里對我親切的關懷和悉心的指導。由于自己自身知識有限，所以從課題的選擇到論文最終定稿這個過程中遇到了不少困難。 在 徐 老師的耐心指導與督促之下，本論文經過多番修改終于順利地完成。這個過程由始至終都離不開老師的辛勤。借此機會， 我也感謝大學四年期間所有指導過我的老師，感謝他們對我無私的教誨和幫助，感謝他們的諄諄教導。 同時，感謝家中的親人對我的默默支持和無私奉獻。 最后還 要感謝一直陪伴在我身邊給予我精神支持和行動支持的同學們。正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑。同時在你們身上我也學到了不少受益的知識。 參考文獻 [1]鄒紅，數字電路與邏輯設計 [M]，北京：人民郵電出版社， [2]童詩白，華成英，模擬電子技術基礎 [M]，北京高等教育出版社， [3]劉文濤，單片機語言 C51典型應用技術 [M]，北京：人民郵電大學出版社， [4]胡松濤，自動控制原理 [M]，北京：科學出版報社， [5]用單片機制作的直流穩(wěn)壓可調電源，電子世界， 2020年 11期 [6]馬忠梅，單片機 C語言應用設計 [M]，北京：航天航空大學出版社， 2020 [7]王振紅，電子綜合設計實例集萃 [M]，化學工業(yè)出版社， 2020 [8]楊欣，電子元器件與電路設計 [M],北京：電子工業(yè)出版社， [9]Power Integration， semiconductior datasheets[R]， 2020 附錄一：系統(tǒng)整體原理圖 系統(tǒng)整體原理圖 附錄二：系統(tǒng)源程序 include include include //*******************主程序 **************************