【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)以AT89C52單片機(jī)為核心控制芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)控直流電源功能的方案。大紋波只有10mV，具有較高的精度與穩(wěn)定性。另外該方案只采用了4個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)輸出。和5V電源為系統(tǒng)供電。該電路的原理是通過MCU控制DA的輸出電壓大小，通過放大。利用5個(gè)按鈕調(diào)整電壓、并且通過共陰極三位一體LED顯示輸出的電壓值。動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式。與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比具有操作方便，電源穩(wěn)定性高以及其輸出。研究背景及意義···············································&#1

　　

【正文】 0 設(shè)計(jì)成控制 IAdj 小于 圖 LM350 基本電路工作原理圖 100 微安并使這之保持恒定。為達(dá)到這一點(diǎn)，所有靜態(tài)工作電流都返回到輸出端。這樣就需要最小負(fù)載電流表。如果負(fù)載電流小于最小值，輸出電壓會(huì)上升。 因?yàn)?LM350 是浮動(dòng)穩(wěn)壓器，所以只有電路兩端電壓差對(duì)性能是重要的，工作對(duì)地呈高電壓也就成為可能。 （ 3） 負(fù)載調(diào)整率 LM350 能提供極良好的負(fù)載調(diào)整率，但為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能需要注意幾點(diǎn)。編程電阻（ R1）應(yīng)盡可能連接在與穩(wěn)壓器靠近處，以使與參考電壓有效串聯(lián)線路壓降最小，避免調(diào)整率變差。 R2 接地端可以回到靠近負(fù)載接地端處，以提供遠(yuǎn)程接地取樣并改進(jìn)提高負(fù)載調(diào)整率。 集成運(yùn)放 OP07 oop07的功能介紹： Op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于 OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于 OP07A 最大為 25μ V），所以 OP07在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。 OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低（ OP07A 為177。 2nA）和開環(huán)增益高（對(duì)于 OP07A 為 300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得 OP07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。 圖 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 18 第 5 章 數(shù)控電壓源的軟件系統(tǒng) 主程序 主 程序流程框圖 如圖 所示： 主程序的源程序見附錄 2。 圖 主程序流程圖 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 19 子程序 外中斷 1 子程序 外 中斷 1子程序流程框圖 如圖 所示 : 外中斷 1子程序的源程序見附錄 3。 圖 外 中斷 1 子程序流程圖 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 20 顯示子程序 顯示子程序流程框圖如圖 所示： 顯示子程序 的源程序見附錄 4。 圖 顯示子程序流程圖 開 始初始化暫存顯示的電壓值查表取段控碼段控碼送P2口位控碼送P1口修改位控碼修改段控碼？3位掃描完 調(diào)延時(shí)子程序返 回YN西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 21 鍵掃子程序 鍵掃子程序流程框圖如圖 ： 鍵掃子程序 的源程序見附錄 4。 圖 鍵掃子程序流程圖 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 22 第 6 章 電路 的 調(diào)試 硬件的調(diào)試 硬件 的 調(diào)試過程 電路調(diào)試過程中遇到的問題和解決辦法： (1).電路線路比較多，容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，數(shù)碼顯示由于短路出現(xiàn)顯示不正常顯示，整理線路后能夠正常顯示。 (2).制作和測(cè)試－ 15V 電源時(shí)，由于沒有認(rèn)真參考整流管的接法和 7915的芯片資料，出現(xiàn) 一 次整流電容爆裂。 (3).穩(wěn)壓管 7815 的輸出端輸出電壓，檢查電路，發(fā)現(xiàn)輸出端需要增加一個(gè)電容，增加后問題得到解決。 電路數(shù)據(jù)的測(cè)試 (1).電壓輸出范圍的測(cè)試 主要測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表 ① 設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi) ， 通過程序電壓極值 ， 先設(shè)最低值，再設(shè)最高值 ， 用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量相 應(yīng) 的輸出電壓 ， 重復(fù)測(cè)試三次 ， 具體測(cè)試數(shù)據(jù)如表 ： 表 電壓輸出范圍測(cè)試數(shù)據(jù) 次數(shù) 第一次 第二次 第三次 極值 Vmin(0V) Vmax() Vmin Vmax Vmin Vmax 設(shè)定值 0 0 0 實(shí)測(cè)值 0 0 0 試驗(yàn)誤差 0 0 0 (2).步進(jìn)控制測(cè)試： 主要測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表 ① 在規(guī)定的范圍內(nèi)，先設(shè)定一個(gè)初始值（若不設(shè)定，則系統(tǒng)默認(rèn)為 ）。 然后通過功能鍵在初始值的基礎(chǔ)上進(jìn)行先步進(jìn)控制，然后再步減。測(cè)試五組數(shù)據(jù)如 表 : 表 步進(jìn)控制測(cè)試數(shù)據(jù) 次數(shù) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 初始值 步進(jìn) 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 23 步減 步進(jìn)誤差 0 步減誤差 0 0 ②誤差分析 分析上表，在中 間 段誤差較小，兩端誤差變大，這一方面與電源部分影響有關(guān) ，另 外 受運(yùn)放比較精度 及 0832的基準(zhǔn)電壓和 0832的量化誤差的 影響 。 可通過 調(diào)節(jié)電位器對(duì)數(shù)模輸出補(bǔ)償來(lái)減小誤差。 總體來(lái)說 基本上 達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 軟件調(diào)試 (1).主程序的調(diào)試 在調(diào)試主程序時(shí)，由于沒有調(diào)啟動(dòng) 0832 的程序， DA 轉(zhuǎn)換不能正常進(jìn)行，調(diào)用后能正常進(jìn)行 DA 轉(zhuǎn)換。 (2).顯示子程序的調(diào)試 在調(diào)試顯示子程序時(shí)，由于調(diào)用的延時(shí)時(shí)間不夠，數(shù)字在數(shù)碼管上顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，且閃爍頻率不一致，通過多次調(diào)試，改變延時(shí)時(shí)間，最終數(shù)字能穩(wěn)穩(wěn)地顯示在數(shù)碼管上。 (3).中斷子程序的調(diào)試 在調(diào)試中斷子程序時(shí)，開始我采用的是電平觸發(fā)方式，但達(dá)不到要求，按下調(diào)整按鍵沒有松開，中斷程序一直在執(zhí)行，也就是說中斷程序不只執(zhí)行一次，改為脈沖觸發(fā)方式后，能達(dá)到理想的效果。 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 24 第 7 章 數(shù)控電壓源 的使用說明 此數(shù)控電壓源輸出電壓值在 0V～＋ 。 A鍵用于電源步進(jìn)加或調(diào)整加 ；B鍵用于電源步進(jìn)減或調(diào)整減 ，每按一次分別加或減 ； C、 D鍵用于調(diào)整電壓的整數(shù)位， C鍵用于調(diào)整電壓加 1V， D 鍵用于調(diào)整電壓加 1V，每按一次分別加或減 1V。 使用該多功能數(shù)控電壓源操作簡(jiǎn)單。當(dāng)上電時(shí)， 電源會(huì)輸出設(shè)置的 0V 電源， 按下A鍵， 電壓加 ，按 B鍵 電壓減 ，按 C鍵 電壓加 1V，按 D鍵 電壓減 1V。 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 25 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)過程中 ， 對(duì)紋波也沒有提出 很 嚴(yán)格要求 ， 所以常用的穩(wěn)壓集成電路就可以滿足要求。在電路中采用了模擬器件和數(shù)字器件所以需要 +5V、和 ? 12V電源供電。本設(shè)計(jì)輸出的電壓穩(wěn)壓精度高，可以用在對(duì)直流電壓要求較高的設(shè)備上，或在科研實(shí)驗(yàn)室中當(dāng)作實(shí)驗(yàn)電源使用。 在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來(lái)，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過電路 以及在設(shè)計(jì)過程中用到的知識(shí)我學(xué)得不是很扎實(shí) ，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí) 和工作 中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來(lái)，這不論是對(duì)我們以后的就業(yè)還是學(xué)習(xí)，都會(huì)起到很大的促 進(jìn)和幫助 。 不過 本次設(shè)計(jì) 中仍有不足之處，其中主要的不足之處 誤差太大。其主要原因是設(shè)計(jì)條件不夠。 同時(shí)，通過本次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來(lái)；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測(cè)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的 工作 中得以改進(jìn)、提高；通過使用電路 CAD 軟件 Protel99se， 也讓我們了解到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)的智能化 ， 有利于提高工作效率。 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 26 參考文獻(xiàn) [1] 李廣弟等 .單片機(jī)基礎(chǔ) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [2] 何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [3] 李光飛 .51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例 . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [4] 張陵山，陳國(guó)平，楊子華 .C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) .長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社， 2020. [5] 馬忠梅，張凱 .單片機(jī)的 C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2020. [6] 何立明 .單片機(jī)程序設(shè)計(jì) .北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. [7] 謝維成 .單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì) .北京 :清華大學(xué)出版社 ， 2020. [8] 2020 年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽匯編 .北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 27 附 錄 附錄１： 整機(jī)電路原理圖 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 28 附錄 2： 元器件清單 表 1 元器件清單 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 封 裝 電解電容 2200μ F 2 個(gè) 22μ F 3 個(gè) 470μ F 2 個(gè) 電容 F 3 個(gè) 30pF 2 個(gè) 電阻 5 個(gè) 27Ω 1 個(gè) 5K 2 個(gè) 220Ω 1 個(gè) 2 個(gè) 1K 1 個(gè) 排阻 2 個(gè) SIP9 電位器 20k 1 個(gè) WR1 插針 AC220V IN 1 個(gè) SIP2 DC 5V IN 1 個(gè) SIP2 DC 15V IN 1 個(gè) SIP3 晶振 12MHz 1 個(gè) XTAL2 穩(wěn)壓管 78L15 1 個(gè) TO220A 79L15 1 個(gè) TO220A 單片機(jī) AT89C52 1 塊 DIP40 整流堆 BRIDGE1 1 個(gè) TO72 AD 轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 1 塊 DIP20 二極管 LED 2 個(gè) LED0 數(shù)碼管 LED_3 1 個(gè) LED_03 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 29 運(yùn)放 LM324 1 個(gè) DIP14 UA741 1 個(gè) DIP8 調(diào)整管 LM350 1 個(gè) TO220L 三極管 NPN 3 個(gè) TO92A 變壓器 TRANSCT 1 個(gè) TRAN5 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 30 附錄 3： 源程序清單 (1) 主程序 的源程序 清單 : /////////////////數(shù)控電源 /////////////////////////////////// include include include include define uchar unsigned char define DAC0832 XBYTE[0XEFFF] void delay(int)。 void adata(void)。 uchar biaozhi。 uchar key()。 float vol。 sbit CS=P3^4。 sbit e=P1^6。 sbit f=P1^5。 sbit g=P1^4。 uchar led[3]。 uchar t=0。 void put_on_leds ()。 //顯示輸出函數(shù) char code ledm[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80, 0x98,0x7f }。 /**********************************主函數(shù) ******************************* * 函數(shù)原型： main()。 * 功 能 : 調(diào)整電壓 ,調(diào)用 put_on_leds()函數(shù)顯示電壓 ***********************************************************************/ void main (void) { uchar keyzhiii。 biaozhi=0。 //次數(shù)初始化 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 31 EA=1。 //開總中斷 EX1=1。 //開外部中斷 1 IT1=1。 //設(shè)置外部中斷 1 為脈沖觸發(fā)方式 vol=。 //輸出 5 伏電壓 adata()。 //啟動(dòng) 0832 put_on_leds()。 //調(diào)顯示函數(shù) delay(100)。 //調(diào)延時(shí)函數(shù) while(1) { keyzhiii=key()。 //調(diào)鍵掃 switch(keyzhiii) //按鍵功能控制 { case 0: //沒鍵按下 ,等待 {put_on_leds()。 //調(diào)顯示函數(shù) delay(10)。 }break。 //調(diào)延時(shí)函數(shù) case 1: //A 鍵按下處理程序 { t=t+1。 //P0 口數(shù)據(jù)加 1 if(vol) vol=0。 else vol=vol+。 //輸出電壓增加 adata()。 }break。 case 2: //B 鍵按下處理程序 { t=t1。 //P0 口數(shù)據(jù)減 1 if(vol0) vol=15。 else vol=。 //B 鍵按下 adata()。 }break。 case 4: { 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 32 t=t+10。 //P0 口數(shù)據(jù)加 1 if(vol) vol=0。 else vol=vol+1。 //輸出電壓增加 adata()。 }break。 //C 鍵按下處理程序 case 8: //D 鍵按下處理程序 { t=t10。 //P0 口數(shù)據(jù)加 1 if(vol0) vol=。 else vol=vol1。 //輸出電壓增加 adata()。 }break。 } put_on_leds()。 //調(diào)顯示函數(shù) delay(10)。 //調(diào)延時(shí) } } /********************************************************************* * 函數(shù)原型： service_int1()interrupt 2 using 2。 * 功 能 : 記錄調(diào)整鍵按下的次數(shù) ,啟動(dòng) 0832 ************************************************************************/ void service_int1()interrupt 2 using 2//中斷模塊 { biaozhi++。 //調(diào)整鍵按鍵次數(shù)加 1 if (biaozhi%2==0) biaozhi=0。 //標(biāo)志位置 1 else { adata()。} //標(biāo)志位為 0,啟動(dòng) 0832 } /************************************************************************ * 函數(shù)原型： put_on_leds ()。 西安科技大學(xué)第 9 屆電子競(jìng)賽 33 * 功 能 : 顯示輸出函數(shù) . ************************************************************************/ void put_on_leds () { uchar i。 int k。 k=vol*100。 //電壓值 *100 led[0]=k%10。 //取電壓值小數(shù)點(diǎn)第二位 led[1]=k%100/10。 //取電壓值的小數(shù)第一位 led[2]=k/100。 //取電壓值的整數(shù)位 for(i=0。i3。i++) switch(i) { case 0: // 掃描到第 0 位 { P2=0。 //P2 口清零 P2=ledm[led[i]]。 // P2 口送段碼 g=0。 f=1。 e=1。 //P1 口送位碼，選中第一位 delay(700)。 //調(diào)延時(shí) } break。 case 1: // 掃描到第一位 { P2=0。 //P2 口清零