基于單片機的數(shù)控電源設(shè)計本科(編輯修改稿)
2025-01-11 01:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 7 口線，用于數(shù)據(jù)輸入 ， RS、 R/W、 EP 口線分別接 ～ 接口 [4]。 其中第一行顯示電流，顯示范圍為 0～ ，第二行顯示電壓，顯示范圍為 ～ 24V。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達 256 級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～ 5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32μS， 具 有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。 ADC0832 芯片接口說 明： CS 片選使能 端 ,未工作時其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用， CLK 和DO/DI 的電平可任意。當要進行 A/D 轉(zhuǎn)換時，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 圖 31 ADC0832A 芯片管腳 基于單片機的數(shù)控電源設(shè)計 9 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使 用。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控 制。 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 本設(shè)計選 CH0 通道為采樣電流值轉(zhuǎn)換為電壓值的模擬量輸入通道， CH1 通道為采樣電壓值的模擬量輸入通道。 報警電路 當出現(xiàn)負載電流超過 時，單片機相應(yīng) 外部中斷 ， 口輸出高電平， NPN管 9014 導(dǎo)通，蜂鳴器報警。 R13R1412Y1C9 30pFC8 30pFS3S4R1010KGNDP01P02P03P04P05P07P06P00P01P02P03P04P05P06P07P08P10P09P08P09P10Vcc403938373635343332EA/Vpp31ALE/PROG30PSEN29WR/1628RD/1712345MOSI/6MOSO/7SCK/8RST9TXD/11INT0/12INT1/13XTAL218XTAL119Vss20T0/14RXD/10T1/1523242225262127AT89S5110KR111KR12C710μFS2S5GNDGNDVCCVCCVCCTextVCCDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6EPR/WRSDB7VDDVSSBLKBLAVLLCD1602VCCCLKDODICSCH0CH1GNDADC0832ATextP00VCCGNDGNDADIADUGNDSCLSDAGND1KR15Speaker9014VCC 圖 32 單片機 控制 系統(tǒng)及按鍵、顯示、報警 電路 直流 穩(wěn)壓 電路 LM2596 控制電路 LM2596 是降壓型 開關(guān)穩(wěn)壓芯片 ，能夠輸出 3A 的驅(qū)動電流，同時具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性， 且 當 電路 的震蕩頻率及輸入電壓 改變時 ,而 其他外圍元件不改變 ,輸出電壓會有較大變化 ，而 LM2596 在設(shè)計時 ,采用了隨著外部條件的變化 ,內(nèi)部增益基于單片機的數(shù)控電源設(shè)計 10 自動補償這一新技術(shù) 。 固有輸出版本 有 、 5V、 12V，可調(diào)輸出版本可以輸出小于 37V 的各種電壓 ， 輸入電壓可高達 40V,頻率為 150KHZ， 與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器比較，可以使用更小規(guī)格的 濾波元件 。 由于該器件只需 4 個外接元件 [7]，可以使用通用的標注電感 ， 這更優(yōu)化了 LM2596 的使用，極大地簡化了開關(guān)電源電路的設(shè)計。在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在 177。4%的范圍內(nèi)，震蕩頻率誤差 在 177。15%的范圍內(nèi)，可以用僅 80μA 的待機電流，實現(xiàn)外部斷電，具有自我保護電路 （一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電 的過溫完全 保護電路 ） [8]。 Vin1FB4Output2ON/OFF5GND3LM2596R1GNDD1CoutCinVIR2L1VO 圖 33 LM2596 可調(diào)輸出電路應(yīng)用 圖 FeedBack 反饋端， 這個管腳把輸出端的電壓反饋到閉環(huán)反饋回路。 /ON OFF 這個管腳 利用邏輯電平把 LM2596 切斷，使輸入電流就降到大約 80μA。將這個管腳的電壓下拉到低于大約 時， LM2596 就被打開；而上拉到高于 （最大到 25V）時， LM2596 就被關(guān)斷 。 LM2596 內(nèi)部包含 150KHZ 振蕩器、 基準穩(wěn)壓電路、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、 放大 器 、 比較 器 和內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。為了產(chǎn)生不同的輸出電壓通常將比較器的負端接基準電壓（ ），正端接 外部 分壓電阻網(wǎng)絡(luò)。將輸出電壓的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出同內(nèi)部基準穩(wěn)壓值 進行比較，若電壓有偏差，則可用放大器控制內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。 對于可調(diào)輸出電路，輸出電壓的計算如下： 21(1 )O REFRVV R? ? ? REFV = （ 31） 本文用 LM2596 芯片作為數(shù)控電源 DCDC 變換部分的主控芯片，共用兩片LM2596，一片用于單片機等數(shù)字控制系統(tǒng) +5V 供電 [9]，另一片用于 ～ 24V 可調(diào)輸出。 基于單片機的數(shù)控電源設(shè)計 11 220V 28VVD1~VD4 IN4004C12200μFC2Vin1FB4Output2ON/OFF5GND3LM259668μHL1GND+5VVCCD1IN5825C5220μFC4470μFVI 圖 34 +5V 供電電路 Vin1FB4Output2ON/OFF5GND3LM2596HA1WA2LA3HB4WB5LB6WP7SCL13VDD14SDA12A011A110A29GND8MAX5478R168μHL2GNDVCCSCLSDAIN5825D2C3470μFC6220μFVI 圖 35 LM2596 可調(diào)輸出 穩(wěn)壓電路 本系統(tǒng)中 R1=， R2 為 MAX5478 的輸出 阻值 。 且確?！癌€ ” 、“﹣ ” 鍵 每按下一次， MAX5478 的輸出 電阻 僅改變 ，步進值 改變 。 MAX5478 數(shù)字電位器 MAX5478端到端阻值為 50kΩ[10]， 通過連接高端 、 低端和滑動端可以構(gòu)成標準分壓器 ， 只要保證各端電壓在 GND和 VDD之間 ， H_、 L_和 W_端可以任意配置 。 簡單的 2線 I2C兼容串行接口可以在 256級抽頭間 調(diào)節(jié)滑動端 ,非易失存儲器存儲滑動端位置并在上電時恢復(fù)滑動端的位置 [11]。 滑動端位置的選擇通過 I2C接口對電位器編程實現(xiàn)， 每個電位器通過一個地址字節(jié) ， 一個命令字節(jié)和 8位數(shù)據(jù)設(shè)置滑動端位置。 基于單片機的數(shù)控電源設(shè)計 12 圖 36 MAX5478內(nèi)部 結(jié)構(gòu) 框圖 HA A電位器高端； WA A電位器滑動端； LA A電位器低端； WP 寫保護輸入 ， 接 GND允許更改滑動端位置以及在 E
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