【正文】 鍵手動(dòng)復(fù)位方式，其電路圖如圖 所示，當(dāng)復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過(guò)小電阻與 +5V 電源接通，電容迅速放電，使 RST 引腳為高電平；當(dāng)復(fù)位按鍵彈起后， +5V 電源通過(guò)大電阻對(duì)電容重新充電， RST 引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖，其持續(xù)時(shí)間取決于 RC 電路的時(shí)間常數(shù)。為了減小寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地 工作，振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)引腳 XATL1 與 XATL2 靠近。 14 圖 輸出電壓控制單元 晶振及復(fù)位電路 利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后再 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。 圖 DAC0832 直通方式連接 電路 DAC0832 有 8 個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是 8 位二進(jìn)制數(shù)中 的一位），有兩個(gè)模擬輸出端 .輸入可有 256 個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)，輸出為 256 個(gè)電壓之一，即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)的任意值，而只能是 256 個(gè)可能值。 DAC0832 是一種電流型芯片，前面已經(jīng)介紹過(guò)它的工作原理，在本數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)中，由于所處理的數(shù)字量較少，所以采用它的直通工作方式，即 CS、 WR IOUT AGND、 WR XFER 接地； ILE、 VREF 接＋ 5V 電源，它的數(shù)據(jù)輸入口 D0－ D7 分別與單片機(jī)的 相連，從 IOUT1 引腳輸出模擬量（電流）接同相比例放大電路。這樣做既可以節(jié)省單片機(jī)的 I/O 口，又可以節(jié)省掉靜態(tài)顯示時(shí)所用到得鎖存器，使電路看起來(lái)更加簡(jiǎn)潔。 數(shù)碼管顯示部分電路 本系統(tǒng)中數(shù)碼顯示部分采用三位共陽(yáng)極八段數(shù)碼管， 5210PNP 三極管作為驅(qū)動(dòng)，如圖 所示。在確定某根行線位置為低電平后逐行檢測(cè)各列的電平狀態(tài)。只要有一 行的電平為低電平，則表明鍵盤中有按鍵按下。常用的去抖動(dòng)方法有兩種：硬件法和軟件法，單片機(jī)通常采用軟件法去抖動(dòng)。 組成鍵盤的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種，單片機(jī)中的按鍵一般由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成。通常單片機(jī)系統(tǒng)采用非編碼鍵盤。 ② 在正常情況下即沒(méi)有按下設(shè)置鍵時(shí)按數(shù)字鍵無(wú)效，但是可以直接按步進(jìn)鍵對(duì) 輸出電壓進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完仍要按下確認(rèn)鍵才能將設(shè)置的電壓值輸出。這是電源部分如下： 11 圖 穩(wěn)壓電源電路 矩陣鍵盤電路 在本系統(tǒng)中使用 4 4 矩陣鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出 電壓值的設(shè)定其硬件電路及功能如圖 所示。 （ 4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。 （ 2）整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50Hz 的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直流電。在對(duì)直流供電要求較高的場(chǎng)合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電 壓更加穩(wěn)定。電網(wǎng)供給的交流電壓 u1(220V,50Hz) 經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓 u2，然后由整流電路變 換成方向不變、大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓 u3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓 uI。單片機(jī)的 P3 口接 4 4 矩陣鍵盤，用來(lái)對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制；單片機(jī)的 P1 口與 DAC0832 的八位數(shù)碼輸入端連接，用來(lái)輸出數(shù)字量信號(hào)， XATL1 和 XATL2 接晶振部分電路； RST 位復(fù)位電路接口。 9 3 數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源硬件 電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 AT89C52 單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，利用 4 4 鍵盤輸入數(shù)字量，通過(guò)控制單元輸出數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換器（ DA0832）輸出模擬量，最后經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著輸出功率管的基極電壓的變化，間接地改變輸出電壓的大小。 圖 DAC0832引腳及內(nèi)部電路圖 DAC0832引腳功能： ~DI7： 8位數(shù)據(jù)輸入端； 2. ILE：輸入數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)，高電平有效； 3. /CS：片選端，低電平有效； 4. /WR1：輸入寄 存器寫選通信號(hào)，低電平有效； /WR2： DAC寄存器寫選通信號(hào)，低電平有效； 5. /XFER：數(shù)據(jù)傳送信號(hào)，低電平有效； 6. I OUT1 、 I OUT2 ：電流輸出端。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 0~5V之間，芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32us，使多器件掛接和處理器制變的更加方便。在系統(tǒng)中，這 8 個(gè)引腳都有各自的第二功能。 P2 口第一功能是內(nèi)部帶上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口（使用前有一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作），第二功能是在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出高 8 位地址。 P0 口第一功能是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路型的雙向 I/O 口這時(shí) P0 口可看成是用戶數(shù)據(jù)總線，第二功能是在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，分別提供低 8位地址和 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。這里講到得 4 條引腳可看成是單片機(jī)的控制總線。由于單片機(jī)的很多引腳的使用方法相同，所以常把引腳分為控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線。在使用外部振蕩電路時(shí)，這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體，這個(gè)部分給單片機(jī)提供工作節(jié)拍，可稱為單片機(jī)的主頻。 CCV 電源輸入端， SSV （ GND）公用接地端。 AT89C52引腳如圖 ?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許 RAM,定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及 中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)可重擦寫 Flash閃速存儲(chǔ)器、 256字節(jié)內(nèi)部 RAM、32個(gè)可編程 I/O口線、 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、一個(gè)六向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)、一個(gè)全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。數(shù)字控制部分用 +、 按鍵控制一可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出輸入到 D/A變換器，經(jīng) D/A器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，此電壓經(jīng)過(guò)放大到合適的電壓值后，去控制穩(wěn)壓電源的輸出，使穩(wěn)壓電源的輸出電壓以 的步進(jìn)值增或減。 功能特性 ： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8kB 可反復(fù)擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 32 個(gè)雙向 I/O 口； 256x8bit 內(nèi)部 RAM； 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷； 時(shí)鐘頻率 024MHz； 2 個(gè)串行中斷，可編程 UART 串行通道； 2 個(gè)外部中斷源，共 8 個(gè)中斷源； ，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖 1 所示。 方案二簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)起初對(duì)設(shè)計(jì)者很吸引，但是后來(lái)了解到 AVR 單片機(jī)的 PWM的精度用于開(kāi)關(guān)電源比較勉強(qiáng)，而且開(kāi)關(guān)電源有個(gè)通?。杭y波電壓大，考慮到設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)電源的功耗要求不是很嚴(yán)，同時(shí)為了保證紋波足夠小也鑒于自身對(duì)于 52 單片機(jī)和線性電源較為熟練，故選擇方案一。對(duì)軟件要求較高，功耗小。 缺點(diǎn)：功耗較大， LED 數(shù)碼管輸出顯示不是系統(tǒng)的精確輸出電壓，須對(duì)它進(jìn)行軟件補(bǔ)償。 其原理框圖如圖 所示 : 圖 方案一 的 原理框圖 方案 二 數(shù)控部分用 AVR 單片機(jī)的 PWM 組成開(kāi)關(guān)電源，再利用 AVR 的 AD 轉(zhuǎn)換對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，利用軟件進(jìn)行電壓調(diào)整以達(dá)到穩(wěn)壓。 一種是用單片機(jī)作為數(shù)控部分帶動(dòng) 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片提供線性穩(wěn)壓電壓的參考電壓 ，另一種是 AVR 單片機(jī)的 PWM 模擬輸出。 本系統(tǒng)主要研究數(shù)字顯示可調(diào)穩(wěn)壓電源如何實(shí)現(xiàn)整流、濾波 、穩(wěn)壓 和輸出電壓顯示， 也 包含一些必要的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì) 。 3 本論文總體概括了數(shù)字顯示可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)原理，介紹了穩(wěn)壓電源的硬件電路設(shè)計(jì)。數(shù)字化主要是指系統(tǒng)輸出電壓通過(guò)7 段數(shù)碼管顯示，并且可以通過(guò)按鍵對(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)步進(jìn)數(shù)字化調(diào)節(jié)。 課題研究?jī)?nèi)容 本系統(tǒng) 研究的直流穩(wěn)壓電源主要是符合智能化、數(shù)字化以及模塊化的特點(diǎn)。 綠色化：電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義：首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染；其次這些電源不能 (或少 )對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國(guó)際電工委員會(huì) (IEC) 對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如 IEC555， IEC917， IEC1000 等。模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。但是 現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn) ： 便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾 (提高抗干擾能力 )、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào)， 也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。 數(shù)字化：在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。而產(chǎn)品價(jià)格、性能指標(biāo)、品牌效應(yīng)及使用壽命一直是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。同時(shí)，封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸日趨接近國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，以適應(yīng)全球一體化市場(chǎng)的要求。電源技術(shù)主要是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的，信息技術(shù)的發(fā)展又對(duì)電源技術(shù)提出了更高的要求，從而促進(jìn)了電源技術(shù)的發(fā)展 ，兩者相輔相成才有了現(xiàn) 今蓬勃發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)和電源產(chǎn)業(yè)。通過(guò)此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也讓本人更深刻的掌握單 片機(jī)基本原理，并熟悉一些外圍電路的擴(kuò)展，以及進(jìn)一步提高 對(duì) C 語(yǔ)言的軟件編程能力。 本題采用單片機(jī)和其它元器件及外圍電路，開(kāi)發(fā)一 個(gè)數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源。因傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源輸出電壓是通過(guò)粗調(diào)波段開(kāi)關(guān)及細(xì)調(diào)電位器來(lái)調(diào)節(jié)的，并由電壓表指示電壓值的大小。數(shù)字化智能 電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不 確定因素和人為參與的環(huán)節(jié) ，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展 而帶來(lái) 的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源 技術(shù) 提出了更高的要求。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。 單元電路的設(shè)計(jì) ..................................................... 9 單片機(jī)主體電路 .................................................. 9 穩(wěn)壓電源電路 .................................................. 10 矩陣鍵盤電路 ................................................... 11 數(shù)碼管顯示部分電路 ............................................ 12 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分電路 ....................................... 13 輸