【導(dǎo)讀】直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。復(fù)雜，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。具有數(shù)碼顯示、數(shù)字輸入調(diào)壓、電壓調(diào)節(jié)精度高的特點。而且通過軟件編程，易于實現(xiàn)。數(shù)控電源目前的發(fā)展，主要朝著更高的數(shù)控精度和分辨率及更好的動態(tài)特。性；更好的環(huán)保性能；智能化與高可靠性；更廣泛的應(yīng)用方向發(fā)展。過運算放大器OPA552放大輸出。設(shè)置四個按鍵，來實現(xiàn)電壓的增減，并帶有數(shù)碼顯示?？梢赃_(dá)到每步的精度，輸出電壓范圍0~15V，電流可以達(dá)到200mA。

　　

【正文】 不是直接從輸出電路中通過檢測得到的，因此顯示與輸出并不存在直接聯(lián)系。為了使顯示值與實際輸出值相一致，在程序編寫時，必須人為地將兩者建立 某種關(guān)系。采用的方法是：在程序存儲器中建立 WORDTAB 表格，存放數(shù)碼顯示器 09 字符所對應(yīng)的數(shù)據(jù) [15]。編寫拆分送顯存子程 序 BIN_BCD，把要顯示的數(shù)據(jù)按位拆分，送入不同的顯存單元。分別存放在內(nèi)存 RAM 中 32H 單元， 31H 單元和 30H 單元。這三個單元分別存放數(shù)碼顯示器十位的字符，個位的字符和小數(shù)位的字符。這樣就能使顯示值與輸出值保持一一對應(yīng)的關(guān)系，即顯示器能準(zhǔn)確地顯示出電源輸出電壓值的大小，達(dá)到電路設(shè)計的目的。由于理論計算與實際情況還存在著一定的差異，為了使顯示值更加接近實際輸出值，本電路在裝配時需要 對輸出電壓進(jìn)行校正。方法是：將輸出電壓調(diào)至 15V(顯示器顯示值 )選用精確度較高的數(shù)字萬用表對實際輸出電壓值進(jìn)行校正，通過調(diào)整可調(diào)電阻使實際輸出電壓達(dá)到 15V；然后******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 再將輸出電壓調(diào)至 0V (均為顯示器顯示值 )，同樣用數(shù)字表進(jìn)行校正。如此反復(fù)校正幾次，就能使顯示器的顯示值和實際的輸出值一致，達(dá)到較好的效果。 具體程序見附錄。 程序流程 延時子程序流程 開 始R4賦 初 值空 操 作R4← R41R4=0否 ？結(jié) 束 返 回YN 圖 41 延時子程序流程圖 拆分送顯存子程序流程 開 始十 位 數(shù) 送 32H個 位 數(shù) 送 31H小 數(shù) 位 送 30H結(jié) 束 返 回 圖 42 拆分送顯存子程序流程圖 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 顯示子程序流程 開 始初 始 化取 待 顯 示 數(shù) 字查 字 形取 待 發(fā) 送 位送 數(shù) 據(jù) 到 數(shù) 據(jù) 口送 完 否 ？取 字 位 碼 顯 示修 改 字 位 碼顯 示 完 否 ？結(jié) 束 返 回NYNY 圖 43 顯示子程序流程圖 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 主程序流程 開 始系 統(tǒng) 初 始 化D A 輸 出 清 零調(diào) 用 拆 分 子 程 序調(diào) 用 顯 示 子 程 序K E Y 1 按 下 否 ？K E Y 2 按 下 否 ？K E Y 3 按 下 否 ？K E Y 4 按 下 否 ？調(diào) 用 顯 示 子 程 序調(diào) 用 顯 示 子 程 序調(diào) 用 顯 示 子 程 序+ 0 . 1 送 D A 調(diào) 用 拆 分 子 程 序 0 . 1 送 D A 調(diào) 用 拆 分 子 程 序+ 1 送 D A 調(diào) 用 拆 分 子 程 序 1 送 D A 調(diào) 用 拆 分 子 程 序NNYNNYYY 圖 44 主程序流程圖 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 5章 設(shè)計仿真及調(diào)試 WAVE6000集成調(diào)試軟件簡介 WAVE6000 集成調(diào)試軟件在以前的版本基礎(chǔ)上增加了許多功能，特別是在窗口管理、項目管理和源文件編輯工具上做了較大改進(jìn)，在 WAVE6000 環(huán)境下的所有窗口均可以放在窗口的同一塊區(qū)域，各窗口可以直接切換，節(jié)省了窗口的面積，使窗口管理更有效。 WAVE6000 還增強了項目管理和源文件編輯方面的功能，使得項目、文件切換更方便，有效地后退、前進(jìn)功能使得修改程序更方便。新增加的書簽窗口和斷點窗口可以有效地管理斷點和書簽，使得程序員無需在眾多的代碼和斷點中逐行查詢，斷點信息和書簽信息在各自的窗口中顯示一目了然 [16]。 項目窗口是用戶和源程序文件、目標(biāo)文件和用戶設(shè)置等的橋梁，通過項目窗口可以建立項目、設(shè)置項目、添加源程序到項目、編譯項目等項目操作。 信息窗 口顯示項目操作和文件操作后的詳細(xì)信息，例如打開項目、保存項目、項目編譯過程以及出錯信息等等。在一個項目調(diào)試之前，必須經(jīng)過新建項目、設(shè)置項目、添加模塊和包含文件、保存項目、編譯項目，最后進(jìn)入調(diào)試項目，其中的所有成功和錯誤信息都會在該窗口中顯示，因此用戶在調(diào)試項目前，需要觀察此窗口是否有錯誤信息，待排除錯誤后方可正確調(diào)試項目。 觀察窗口用于顯示項目中的所有變量和用戶自定義變量，能顯示常量、函數(shù)入口地址、數(shù)組變量、結(jié)構(gòu)變量、共用體變量、指針變量等多種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。用戶可以添加用戶變量、設(shè)置變量類型，使用結(jié)合影子 存儲器、時效分析等功能分析用戶程序、數(shù)據(jù)。變量一旦被修改，將很醒目的顯示被修改過；支持直接修改變量的值，以方便程序的局部調(diào)試。 斷點窗口用于記錄、顯示用戶在上次退出環(huán)境時設(shè)置的所有斷點的信息（包括無效斷點），例如所在的文件、所在行的行號、 PC 值、是否有效等信息。在該窗口用戶可以刪除任意一個斷點，或者迅速查找到該斷點所在程序的位置。 書簽窗口同斷點窗口類似，書簽窗口用來管理用于記錄、顯示用戶在上次退出環(huán)境時的所有書簽的信息，例如所在文件、所在行的行號；用戶可以在窗口中刪除任意一個書簽、迅速查找所在行。 外設(shè)（ 包括端口、定時器、串行口、中斷）菜單和相應(yīng)的窗口是由 SFR 窗口寄生出來的外設(shè)菜單，專門用來顯示外部設(shè)備的狀態(tài)和相應(yīng)的設(shè)置，可以通過該窗口生成用戶修改設(shè)置后的匯編源碼、 C 源碼，用戶可以脫離常用的手冊直接修改各外設(shè)的工作方式，******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 然后產(chǎn)生源碼。 設(shè)置文本編輯器窗口根據(jù)用戶的喜好，可以設(shè)置文本編輯區(qū)的顏色屬性和文本屬性。 程序調(diào)試的步驟 建立新程序。選擇文件 → 新建文件，出現(xiàn)一個文件名為 NONAME1的源程序窗口，在此窗口中輸入源程序。 保存程序。選擇文件 → 保存文件或文件 → 另存為，給出文件所要保存的位 置，例如： C:\WAVE6000\SAMPLES文件夾，再給出文件名 。保存文件，文件保存后，程序窗口上文件名變成了： C:\WAVE6000\SAMPLES\ 建立新項目。選擇文件 → 新建項目，新建項目會自動分三步走： 加入模塊文件。在加入模塊文件的對話框中選擇剛才保存的文件 ，按打開鍵。如果是多模塊項目，可以同時選擇多個文件再打開。 加入包含文件。在加入包含文件對話框中，選擇所要加入的包含文件（可多選）。如果沒有包含文件，按取消鍵。 保存項目。在保存項目對話框中輸入 項目名稱。 MY1無須加后綴。軟件會自動將后綴設(shè)成 “.PRJ”。按保存鍵將項目存在與源程序相同的文件夾下。 項目保存好后，如果項目是打開的，可以看到項目中的 “模塊文件 ”已有一個模塊“”，如果項目窗口沒有打開，可以選擇窗口 → 項目窗口來打開?？梢酝ㄟ^仿真器設(shè)置快捷鍵或雙擊項目窗口第一行選擇仿真器和要仿真的單片機。 設(shè)置項目 選擇設(shè)置 → 仿真器設(shè)置或按 “仿真器設(shè)置 ”快捷圖標(biāo)或雙擊項目窗口的第一行來打開 “仿真器設(shè)置 ”對話框。在 “仿真器 ”欄中，選擇仿真器類型和配置的仿真頭以及所要仿真的單片機。在 “語言 ”欄中， “編譯器選擇 ”根據(jù)本設(shè)計程序選擇為 “偉福匯編器 ”。 編譯程序 選擇項目 → 編譯或按編譯快捷圖標(biāo)或 F9鍵，編譯項目。在編譯過程中，如果有錯可以在信息窗口中顯示出來，雙擊錯誤信息，可以在源程序中定位所在行。糾正錯誤后，再次編譯直到?jīng)]有錯誤。在編譯之前，軟件會自動將項目和程序存盤。在編譯沒有錯誤后，就可調(diào)試程序了。 調(diào)試程序 選擇執(zhí)行 → 跟蹤或按跟蹤快捷圖標(biāo)或按 F7鍵進(jìn)行單步跟蹤調(diào)試程序。單步跟蹤就是一條指令一條指令地執(zhí)行程序，若有子程序調(diào)用，也會跟蹤到子程序中去?？梢杂^察程序每步執(zhí)行的結(jié)果， “→” 所指 的就是下次將要執(zhí)行的程序指令。由于條件編譯或高級語******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 言優(yōu)化的原因，不是所有的源程序都能產(chǎn)生機器指令。源程序窗口最左邊的 “o”代表此行為有效程序，此行產(chǎn)生了可以執(zhí)行的機器指令。 將光標(biāo)移到程序想要暫停的地方，選擇執(zhí)行 → 執(zhí)行到光標(biāo)處或 F4鍵或彈出菜單的“執(zhí)行到光標(biāo)處 ”，程序全速執(zhí)行到光標(biāo)所在行。設(shè)置斷點，將光標(biāo)移到源程序窗口的左邊灰色區(qū)，光標(biāo)變成 “手指圈 ”，單擊左鍵設(shè)置斷點，也可以用彈出菜單的 “設(shè)置 /取消斷點 ”功能或用 Ctrl+F8組合鍵設(shè)置斷點。如果斷點有效圖標(biāo)為 “紅圓綠勾 ”，無效斷點的圖標(biāo)為 “紅圓黃叉 ”。斷點 設(shè)置好后，就可以用全速執(zhí)行的功能，全速執(zhí)行程序，當(dāng)程序執(zhí)行到斷點時，會暫停下來，這時可以觀察程序中各變量的值，及各端口的狀態(tài)，判斷程序是否正確。利用上述方法反復(fù)調(diào)試，直到程序達(dá)到設(shè)計的目的。 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 第 6章 電路調(diào)試 及實驗分析 實驗儀器 實驗面包板，單片機仿真器，編程器，示波器，實驗電源，電烙鐵，吸錫器，剪刀，剝線鉗，電線若干，鑷子，數(shù)字萬用表，螺絲刀等。 電路焊接和調(diào)試 電路調(diào)試過程中遇到的問題和解決辦法： 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?，F(xiàn)象，整理線路后能夠正常顯示。 在放大器的輸入端串 聯(lián) 10K 的電阻，在輸入端和輸出端加 100K 反饋電位器，調(diào)節(jié)電位器使得輸出電壓數(shù)值和顯示值相等。 制作和測試 24V 電源時，由于沒有認(rèn)真參考整流管的接法和 7924 的芯片資料，出現(xiàn)整流電容爆裂。 數(shù)碼顯示出現(xiàn)問題，檢查電路發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)虛焊，重焊后能正常顯示。 反復(fù)調(diào)節(jié)電路，使得符合設(shè)計要求。 實際電壓與顯示電壓對比分析 表 61 顯示電壓與實際電壓對照表 實際電壓 (V) 顯示電壓 (V) 相對誤差 % % % % % % % % % ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 實際電壓 (V) 顯示電壓 (V) 相對誤差 % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % 系統(tǒng)誤差分析 系統(tǒng)的主要誤差來源于三 個 方面： DAC0832 的量化誤差。 DAC0832 為 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器 ， 滿量程為 15V 的量化誤差為 177。(1/2)LMBS=177。(1/2)(1/28)15V ≈ 177。30mV 。 滿 度 歸 一 化 的 相 對 誤 差 為 ：177。(1/2)(1/28)=177。%。 基準(zhǔn)電壓溫漂引入的誤差。 LM336 在 0~40℃ 范圍內(nèi)漂移不大于 4mV，故相對誤差 =177。2mV/5V=177。%。 由功率放大器引入的誤差 (主要考慮 OPA552 的溫漂 )引入的附加誤差為 177。100μV。 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 結(jié) 論 本設(shè)計利用 AT89S51 作為主控芯片，控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 DAC0832 的輸出電壓，通過 運算 放大器 OPA552 放大輸出。設(shè)置四個按鍵，來實現(xiàn)電壓的增減，并帶有數(shù)碼顯示模塊。 可以達(dá)到每步 的精度，輸出電壓范圍 0~15V， 電流可以達(dá)到 200mA。 具有精度高，使用方便，硬件電路簡單等特點 ， 可以用在對直流電壓要求較高的設(shè)備上，或在科研實驗室中當(dāng)作實驗電源使用。 相信隨著單片機位數(shù)的提升，以及數(shù)模轉(zhuǎn)換精度的提高，數(shù)控的精確度會不斷得到提升 。 ******大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 參考文獻(xiàn) [1] 劉楚湘 ,杜勇 ,尤雙楓 .基于單片機的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 [J].新疆師范大學(xué)學(xué)報 :自然 科學(xué)版 ,20xx,26(1):5052. 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