【正文】 3P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN29ALE/P 30TXD1RXD10VC 40GND20DPJ2AT89C522P102P12P122P132P142P152P162P172T02T12INT12P02P012P022P032P042P052P062P072P202P212P22P231234567892KP11K2P02P012P022P032P042P052P062P07+5V2X12X22EA2RES2RD2WR 2ALE2PSEN2P242P252P262P27VCCS1 RD2 WR3 CLK IN4INTR5 V IN+6 V IN7 AGND8DGND10 Vref/29VC 20CLKR 19DB0 18DB1 17DB2 16DB3 15DB4 14DB5 13DB6 12DB7 1ADADC0804CS1 WR12 AGND3 D34D25 D16 D07 Vref8Rfb9 DGND10 Iout1 1Iout2 12D7 13D6 14D515D4 16XFER 17WR2 18ILE 74VC 75DADAC08322RD2WR2T11P101P11P121P131P171P161P151P141RD1WR+5V AR?LM358AR?LM358R?10KR?R?10KDA2P102P12P122P132P142P152P162P17R?10K +5C?150pF2INT0C?10nFAD1P01P011P021P031P041P051P061P071P27 1P26 1P25 1P24abfcgdeDPY742 05abcdefg3dpdpabfcgde dpabfcgde dpabfcgde dpC06 C28 C39 C412LED_DPY4DPY 4LEDDAAD515V圖 413 總電路圖第 17 頁(yè) 共 40 頁(yè)該中電路圖是在 Protel99se 軟件里完成的，在繪圖時(shí)采用的是分模塊設(shè)計(jì)，以便于理解和修改，各模塊又使用 NET 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接，這樣使得電路更加簡(jiǎn)明。5 軟件設(shè)計(jì) 概述該系統(tǒng)是數(shù)控電源，而且在設(shè)計(jì)中使用了單片機(jī)，所以需要軟件的編寫(xiě)。軟件的編寫(xiě)是實(shí)現(xiàn)該體統(tǒng)數(shù)字化、智能化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)中很多功能必須在軟件的幫助下才能完成。該系統(tǒng)的軟件主要分四個(gè)模塊：主程序模塊、D/A 模塊、A/D 模塊、按鍵處理模塊、短路或過(guò)流檢測(cè)模塊。其中 DA 模塊和按鍵處理模塊是在單片機(jī) 1 中完成，A/D 模塊、數(shù)碼管顯示模塊、短路或過(guò)流檢測(cè)模塊是在單片機(jī) 2 中完成 [13]。 主程序模塊設(shè)計(jì)由于采用兩塊單片機(jī)，所以各個(gè)單片機(jī)有自己的軟件流程圖。第 18 頁(yè) 共 40 頁(yè) (a) (b)圖 52 主程序流程圖圖 52 中（a）是單片機(jī) 1 的流程圖，（b）是單片機(jī) 2 的流程圖。 按鍵掃描程序設(shè)計(jì)按鍵掃描程序是用于數(shù)控電源設(shè)置的輸入端，設(shè)置了四個(gè)檔位，電壓+1V、 +、 1V、。由于是 D/A 芯片提供基準(zhǔn)電壓，所以只需將 D/A 輸入的二進(jìn)制數(shù)相應(yīng)的+ +1 即可，程序流程圖如下圖 52 所示。圖 52 按鍵掃描程序流程圖由于輸出電壓范圍 515V，所以在按鍵設(shè)置時(shí)應(yīng)將控制字設(shè)置一個(gè)范圍，在流程圖中可以看出，該系統(tǒng)設(shè)置范圍為 45150。以下是按鍵掃描部分程序：void key(void) /*按鍵掃描程序*/{ /* key1：+ a+=1 */ /* key2：+1V a+=10 */ int a。 /* key3：1V a=10 */第 19 頁(yè) 共 40 頁(yè) if(key1) /* key4：+ a=1 */ { if(key2) { if(key3) { if(key4)。 else { while(key4 == 0)。 a=4。 } } else { while(key3 == 0)。a=3。 } } else { while(key2 == 0)。 a=2。 } } else { while(key1 == 0)。a=1。 }if(a==1) DAC0832 += 1。 else if(a==2) DAC0832 += 10。 else if(a==3) DAC0832 = 10。 else if(a==4) DAC0832 = 1。第 20 頁(yè) 共 40 頁(yè) else DAC0832 = DAC0832。 if(DAC083245) /* 給定 D/A 輸出電壓，等于限制了穩(wěn)壓電源的輸出電壓。電壓范圍 ~16V */DAC0832 = 45。 else if(DAC0832160)DAC0832 = else。 } 數(shù)碼管顯示處理子程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示為動(dòng)態(tài)掃描顯示，相對(duì)要簡(jiǎn)單的多，以下是數(shù)碼管顯示部分程序。void hexbcd(uint a) /*將 DA 的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成想輸出的電壓 */ /* a 是送去 DA 轉(zhuǎn)換的數(shù) */{ float b。 int c。 b =。 /*。*/ /*由于經(jīng)過(guò)放大（當(dāng)a=50 時(shí)，輸出電壓為 5V。當(dāng) a=150 時(shí)，輸出電壓為 15V。）由于四位數(shù)碼管顯示，所以存在 10 倍的關(guān)系*/ c = b*a。 disbuf[3] = c/1000。 disbuf[2] = c%1000/100。 disbuf[1] = c%100/10。 disbuf[0] = c%10。}void display(void) /* 數(shù)碼管顯示，第 3 位加小數(shù)點(diǎn) */{ P0 = discode[disbuf[0]]。 P2_7 = 0。 P2_6 = 1。 P2_5 = 1。 P2_4 = 1。 delay()。 P2_7 = 1。第 21 頁(yè) 共 40 頁(yè) P2_6 = 1。 P2_5 = 1。 P2_4 = 1。 P0 = discode[disbuf[1]]。 P2_7 = 1。 P2_6 = 0。 P2_5 = 1。 P2_4 = 1。 delay()。 P2_7 = 1。 P2_6 = 1。 P2_5 = 1。 P2_4 = 1。 P0 = discode[disbuf[2]]+0x80。 P2_7 = 1。 P2_6 = 1。 P2_5 = 0。 P2_4 = 1。 delay()。 P2_7 = 1。 P2_6 = 1。 P2_5 = 1。 P2_4 = 1。 P0 = discode[disbuf[3]]。 P2_7 = 1。 P2_6 = 1。 P2_5 = 1。 P2_4 = 0。 delay()。 P2_7 = 1。 P2_6 = 1。 P2_5 = 1。 P2_4 = 1。}第 22 頁(yè) 共 40 頁(yè) A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)下圖 55 是 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖：圖 55 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖ADC0804 轉(zhuǎn)換時(shí)需要片選 ADC0804，然后啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，判斷轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，這樣反復(fù)進(jìn)行。以下為 A/D 轉(zhuǎn)換程序。uint AD0804(){uchar i=1 。uint jieguo = 0。cs = 0。wr = 0。i。cs = 1。wr = 1。while(int01)。cs = 0。rd = 0。第 23 頁(yè) 共 40 頁(yè)jieguo = P1。return(jieguo)。cs = 1。rd = 1。} D/A 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)D/A 轉(zhuǎn)換程序和 D/A 差不多，只需要將片選信號(hào)送給 D/A 芯片，然后將需要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)通過(guò)單片機(jī) P1 口送給 D/A 芯片。流程圖如圖 56 所示。圖 55 D/A 轉(zhuǎn)換流程圖D/A 轉(zhuǎn)換的部分程序如下：wr1 = 0。 /* DA 選片端口，低電平有效 */rd1 = 0。 /* DA 選片端口，低電平有效 */P1 = DAC0832。 /*DAC0832 是設(shè)置的輸出電壓二進(jìn)制數(shù)，DAC0832 接在 P1 口*/ 過(guò)流短路保護(hù)檢測(cè)程序設(shè)計(jì)由于硬件上的制作，當(dāng)系統(tǒng)出去過(guò)流和短路狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)的 INT0 口會(huì)出現(xiàn)低電平信號(hào)，所以在軟件設(shè)計(jì)上，只需要檢測(cè)這個(gè)低電平信號(hào)，可以判斷是否進(jìn)入過(guò)流短路狀態(tài)。如果檢測(cè)到系統(tǒng)進(jìn)入了過(guò)流或者短路狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)開(kāi)始蜂鳴器、點(diǎn)亮 LED 燈，這是需要我們手動(dòng)關(guān)閉電源，這樣系統(tǒng)就起到了過(guò)流短路保護(hù)的作用。如圖 57 所示是軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)流短路檢測(cè)的流程圖。第 24 頁(yè) 共 40 頁(yè)圖 57 過(guò)流短路檢測(cè)流程圖過(guò)流保護(hù)轉(zhuǎn)換的部分程序如下：if(P3_3 == 0) P2_3 = 1。 /* 口賦成高電平時(shí)，蜂鳴器響、LED 燈亮*/else P2_3 = 0。 /* 口賦成低電平時(shí)，蜂鳴器不響、LED 燈不亮*/6 實(shí)物的介紹、測(cè)試和分析 實(shí)物簡(jiǎn)介與測(cè)試圖 61 實(shí)物照片第 25 頁(yè) 共 40 頁(yè) 主要功能圖 61 是實(shí)物圖片，其有以下功能：該系統(tǒng)為數(shù)控電源，能從四個(gè)按鍵設(shè)置輸出電壓，輸出電壓范圍+5V~+15V，最大提供電流為 1A。該數(shù)控電源具有過(guò)流短路保護(hù)作用，當(dāng)負(fù)載的電流大于 1A 時(shí)，數(shù)控電源上的蜂鳴器會(huì)響和 LED 等點(diǎn)亮，給以提示。系統(tǒng)有兩個(gè)四聯(lián)數(shù)碼管顯示，可以將實(shí)習(xí)輸出電壓和期望輸出電壓進(jìn)行比較。 數(shù)控電源的測(cè)試一下是數(shù)控電源在不同輸出電壓下工作的狀態(tài)，如圖 61（a）、（b）、（c）、（d）所示。（a ） （b）（b） （d）圖 61 電源的各種狀態(tài)圖 61（ a）是電源開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)，初始輸出電壓 5V。圖 61（b）是電源輸出最大電壓 9V 時(shí)的狀態(tài)。圖 61（c）是電源輸出電壓 15V、電流 900mA 時(shí)的狀態(tài)。圖 61（d）是電源短路時(shí)的狀態(tài)，LED 燈被點(diǎn)亮。第 26 頁(yè) 共 40 頁(yè)數(shù)控電源線性度的測(cè)量，將數(shù)控電源電壓按 步進(jìn)升高時(shí)，理論輸出電壓與實(shí)際輸出電壓的比較，可以看出該數(shù)控電源的性能。以下是該數(shù)控電源在空載情況下測(cè)得的數(shù)據(jù)：表 61 電源理想輸出電壓與實(shí)際電壓的比較理想輸出電壓?jiǎn)挝唬篤實(shí)際輸出電壓?jiǎn)挝唬篤理想輸出電壓?jiǎn)挝唬篤實(shí)際輸出電壓?jiǎn)挝唬篤理想輸出電壓?jiǎn)挝唬篤實(shí)際輸出電壓?jiǎn)挝唬篤理想輸出電壓?jiǎn)挝唬篤實(shí)際輸出電壓?jiǎn)挝唬篤 圖 62 線性度測(cè)量圖由于 DAC0832 輸出時(shí)有一定的線性誤差，而該系統(tǒng)將該誤差進(jìn)行了放大，所以該電源輸出存在著一定的線性誤差，從上面所得到的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，該電源的最大誤差是 ，線性度很好。從以上測(cè)得的數(shù)據(jù)中也說(shuō)明了該電源方案基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。負(fù)載調(diào)整率測(cè)試，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，不能找到大功率的滑動(dòng)變阻器，所以在有限資源條件下只測(cè)量 15V 和 10V 輸出電壓下的負(fù)載調(diào)整率。 表 62 負(fù)載調(diào)整率測(cè)量空載輸出電壓（單位：V） 負(fù)載輸出電壓（單位：V） 負(fù)載調(diào)整率15 %10 %雖然測(cè)量的數(shù)據(jù)有限，但是也可以反映出該數(shù)控電源滿足設(shè)計(jì)要求（負(fù)載調(diào)整率≦1% ）第 27 頁(yè) 共 40 頁(yè)輸出電壓紋波測(cè)試，圖 63 是電源示波器觀察電源帶負(fù)載紋波（示波器電壓檔在 5mV 上、周期檔在 1μs 上）。可以看出紋波電壓在 5mV 以內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。圖 63 電源示波器觀察的電源紋波 數(shù)控電源的使用圖 64 制作完成后的電源此數(shù)控電源供電為 220V50HZ 交流電，插上電源后，兩塊單片機(jī)同時(shí)工作，前面數(shù)碼管上顯示理想輸出電壓，后面數(shù)碼管上顯示實(shí)際輸出電壓，右上角接口處為負(fù)載接口，上面的開(kāi)關(guān)是五載負(fù)載斷路開(kāi)關(guān)，用于關(guān)閉負(fù)載。圖片中四個(gè)按鍵是設(shè)置輸出電壓作用，依次為+1V、+ 、 1V、。如果負(fù)載處于短路或過(guò)流狀態(tài)時(shí)，右下角蜂鳴器發(fā)出響聲，LED 燈也會(huì)被點(diǎn)亮。本此數(shù)控電源初始狀態(tài)下設(shè)置