【正文】 001101110011011000111100001110110010000010100000001000110010001010100101101001010010100000100111100101010101010100001011010010110010110010001100011系統(tǒng)由于剛開啟時在電壓方面不穩(wěn)定，存在一定誤差，但是單片機立刻會對其進(jìn)行25控制，使系統(tǒng)再次穩(wěn)定。，檢查三端穩(wěn)壓器LM317性能的好壞和是否有誤差；如果LM317性能良好，需要協(xié)調(diào)前面三個步驟的調(diào)試，使最終的輸出電壓達(dá)到要求。24運放OP07采用雙電源供電。運放OP07的正輸入端電壓是來自于DAC0832的輸出。 硬件測試DAC0832的參考電壓的調(diào)試。通過上述簡單的測試，證明此次設(shè)計的程序基本上正確無誤。21初始化開始調(diào)用閉環(huán)程序比較子程序D/A子程序A/D子程序是空載標(biāo)志置數(shù)取鍵號是設(shè)置鍵是“+”鍵是“”鍵調(diào)用電壓設(shè)定子程序調(diào)用電壓加0．1V子程序調(diào)用電壓減0．1V子程序YYYYNNNN圖41 主程序流程圖22流程圖如圖所示，通過調(diào)用閉環(huán)比較子程序得出實際值與設(shè)定值的差值，如果是實際值大于設(shè)定值則將原來的顯示設(shè)定值減去這個差值再送去轉(zhuǎn)換，如果是實際值小于設(shè)定值則將原來的顯示設(shè)定值加上這個差值再送去轉(zhuǎn)換。液晶LCD1602直接顯示CPU設(shè)定的數(shù)值，使CPU資源得到充分利用。 系統(tǒng)軟件流程流程圖如圖41示，負(fù)責(zé)與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號。20 軟件設(shè)計思路 當(dāng)系統(tǒng)上電，立刻進(jìn)行初始化，分別是端口初始化，D/A、AD初始化，定時器初始化；然后系統(tǒng)默認(rèn)電壓，默認(rèn)電流。系統(tǒng)主要由微控制器模塊、穩(wěn)壓控制模塊、電壓/電流采樣模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、電源模塊五部分構(gòu)成，具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)調(diào)整、輸出的電壓信號和電流信號可同時顯示功能。KEY1為翻頁按鍵，最近設(shè)置的電壓大小保存在EEROM里面，比如5個電壓，按一下KEY1，電壓變?yōu)橄乱粋€，省去了反復(fù)設(shè)置電壓的麻煩，KEY2為電壓+，KEY3為電壓，按一下KEY2，按一下KEY3。它的顯示運行原理如下：讀狀態(tài)：輸入：RS＝L，RW=H，E=H；輸出：D0～D7=狀態(tài)字寫指令：輸入：RS＝L，RW=L，D0～D7=指令碼，E＝高脈沖；輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入：RS＝H，RW=H，E=H；輸出：D0～D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：RS＝L，RW=L，D0～D7=數(shù)據(jù)，E＝高脈沖；輸出：無18圖37 LCD1602顯示電路 電源模塊電源模塊是讓AC220V電源通過變壓器降壓，整流濾波后得到要調(diào)節(jié)電源輸入端（POWERINPUT）；降壓為AC15V整流濾波后經(jīng)過三端穩(wěn)壓7815，7915得到DC15V電壓為運算放大器供電；同時，降壓為AC5V整流濾波后經(jīng)過三端穩(wěn)壓7805得到DC+5V電壓為單片機和其它芯片提供工作電源。通過單片機編程控制第4腳RS數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)，第5腳R/WLCD最常用的就是1602液晶模塊。前者顯示亮度高，制作成本低，適合做遠(yuǎn)距離顯示，但由于其耗電較大，所用端口隨顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)增加而增加。其電流控制電路圖如圖36所示，放大倍數(shù)Au=R16/R15=60/3=20，經(jīng)運放過來的電壓通過A/D轉(zhuǎn)換，送給單片機處理，從而實現(xiàn)壓控穩(wěn)流。由運算放大器L272組成的差分比例運算電路，輸出電壓為Uo=R16/R15*(Ui1Ui2)=20*(Ui1Ui2)，UiUi2分別為采樣電阻R19兩端的電壓。最后數(shù)據(jù)由單片機系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)處理，而且該芯片是采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，硬件電路簡單。（1）電壓采樣電路電壓采樣電路(如圖35所示)是在輸出回路中并聯(lián)兩個可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)使R12/（R11+R12）=1/5,(Uo為電源輸出電壓)與系統(tǒng)DA轉(zhuǎn)換5Ui對應(yīng)，然后通過運算放大器TS914連接成的電壓跟隨器，對采樣到的電壓輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0832轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入到單片機系統(tǒng)進(jìn)行處理。同理，如果輸入電壓小于設(shè)定的電壓，則增大DA輸出電壓一位數(shù)值，再采樣回為比較，如此循環(huán)，直到輸入的電壓等于設(shè)定的電壓值或者接近設(shè)定的電壓值。為基準(zhǔn)。其中單端電壓輸入以0V當(dāng)MCU輸出數(shù)據(jù)增加1的時候，當(dāng)調(diào)節(jié)電壓的時候。DA的14電壓輸出端接運算放大器OP07的輸入端，該放大電路運用了典型的差分式放大電路，并由差分放大公式 Uo1=Au(|Ui1Ui2|)且放大值A(chǔ)u=（R17+R18）/R17，得輸出電壓與輸入電壓關(guān)系 Uo1=（R17+R18）/R17*(|Ui1Ui2|)=（1K+4K）/1K*(|Ui1Ui2|)=5*(|Ui1Ui2|)。在此電路中，R為取樣電阻，采用康銅絲繞制（阻值隨溫度的變化較?。蚨蓸与娮璧墓β士梢杂蒔=I2*R算出。 控制器STC89C52的P1口和DAC0832的數(shù)據(jù)口直接相連，DA的/CS和/，/WR2和/XEFR接地，讓DA工作在單緩沖方式下。13圖32 單片機控制電路 穩(wěn)壓控制模塊本穩(wěn)壓控制模塊設(shè)計主要是用DAC0832輸出的參考電壓去控制LM317輸出大小變化。12輸入輸出顯示(LCD1602)MCUSTC89C52EEPROM數(shù)據(jù)存儲(24C02)數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832按鍵(三個)電壓放大OP07可調(diào)穩(wěn)壓LM317輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0832電壓跟隨器TS914電壓電路電流放大并轉(zhuǎn)換成電壓(L272)電壓采樣電流采樣電源(+15V、15V、+5V)31系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)模塊電路設(shè)計 單片機控制模塊MCU模塊即為單片機部分，整個控制都是依靠單片機完成。Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。GND 芯片參考0 電位（地）。CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。正常情況下，ADC0832與單片機的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是/CS、CLK、DO和DI，但由于DO與DI在通信時并未同時使用，并且與單片機的接口是雙向的，在/CS變低后的前3個時鐘周期內(nèi)DI端被檢測，DO端呈高阻態(tài)。AGND：模擬地 NGND：數(shù)字地，可與AGND接在一起使用。 Vref：基準(zhǔn)電壓（10~10V）。IOUTIOUT2：DAC電流輸出端。XFER：傳送控制信號，低電平有效。CS：片選信號，低電平有效。10圖27 DAC0832引腳圖D0~D7：數(shù)字信號輸入端。如圖26所示，它由倒T型R2R電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運算放大器和參考電壓VREF四大部分組成?？蓮V泛應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比較器及微弱信號的精確放大，尤其適應(yīng)于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器儀表中。 3V ～177。 1nA高的共模抑制比—126dB寬的共模輸入電壓范圍—177。因為IAdj控制在小于100uA，IAdjR2這一項的誤差在多數(shù)的應(yīng)用中可以忽略，這時的輸出電壓為Vout=(1+R2/R1)。輸入引腳輸入正電壓,輸出引腳接負(fù)載, 電壓調(diào)節(jié)引腳一個引腳接電阻(200左右)在輸出引腳,另一個接可調(diào)電阻(幾K)。 至 37V 連續(xù)可調(diào)。調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。輸出短路保護(hù)。%。 輸出電流。LM317 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。6圖24 LCD1602顯示容量:16X2個字符.芯片工作電壓:工作電流2MA()不包括背光電流.模塊最佳工作電壓為5V字符尺寸:(WXH)mm帶有英文和日文字庫,使用方便.表21 LCD1602引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地2VDD電源正極3VL液晶顯示偏壓信號4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）5R/W讀/寫選擇端（H/L）6E使能信號7D0Data 1/078D1Data 1/09D2Data 1/010D3Data 1/011D4Data 1/012D5Data 1/013D6Data 1/014D7Data 1/015BLA背景光源正極16BLK背景光源負(fù)極 三端可調(diào)穩(wěn)壓器 LM317 是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。在內(nèi)5部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，STC89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。51單片機 (89C52)掉電存貯單元(24C02)LCD顯示單元電壓控制單元(LM317)按鍵電路電源電路輸出電壓/電流采樣圖22 方案三原理框圖依據(jù)設(shè)計要求中說提出的特色及基本技術(shù)路線，所以最后選用方案三。液晶屏顯示電路，該系統(tǒng)使用LCD1602液晶顯示屏，可以清晰地顯示分別組成顯示電路的十位、個位、小數(shù)點位，同時還能顯示英文名稱和電壓/電流單位。采用此方案是對方案二的改進(jìn)，能有效的縮短調(diào)節(jié)時間，進(jìn)一步提高輸出精度。本主電路的原理是通過MCU控制DA的輸出電壓大小，通過放大器放大，給電壓模塊作為最終輸出的參考電壓，真正的電壓，電流還是由電壓模塊LM317輸出。所以，當(dāng)MCU輸出數(shù)據(jù)增加1的時候，當(dāng)調(diào)節(jié)電壓的時候。設(shè)計方案，包括了微控制器模塊、穩(wěn)壓控制模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、電源模塊四部分構(gòu)成,形成開環(huán)控制。方案二：用D/A和運算放大器做電流源，即采用D/A輸出調(diào)節(jié)晶體管的偏值電流（電壓）。在制作過程中發(fā)現(xiàn)，PWM3占空比的線性變化使相應(yīng)的電流呈非線性變化，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)濾波電容的存在對占空比很小的PWM波積分效果明顯，導(dǎo)致電壓的非線性變化更顯著，特別是PWM占空比很小時(希望得到輸出的電壓很小)，利用單片開關(guān)電源的PWM技術(shù)控制開關(guān)的占空比來調(diào)整輸出電壓的，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。在前期方案設(shè)計中采用PWM脈寬調(diào)制。經(jīng)典理論驗證平臺先硬件后軟件，先局部后整體。特色及基本技術(shù)路線：低成本解決方案。有限按鍵操作方便，LCD顯示界面。第六部分對本數(shù)控直流電源的給出了本課題的結(jié)論，并對其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。第四部分主要闡述了數(shù)控直流電源的軟件系統(tǒng)的設(shè)計思路和軟件設(shè)計流程。第二部分提出了數(shù)控直流電源的總的設(shè)計思路和幾種實現(xiàn)方案論證，以及相關(guān)系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，對這些方案的可行性進(jìn)行比較分析，選擇了一種基于51單片機系統(tǒng)的數(shù)控直流電源的方案，并對該方案運用的基礎(chǔ)知識和使用的器件作出扼要的介紹。如何有效的實現(xiàn)這些功能也是課題所需研究解決的問題。數(shù)控直流電源功能的完備數(shù)控直流穩(wěn)壓電源要實現(xiàn)電壓的鍵盤化輸出控制，同時要具備輸出、過壓過流保護(hù)及數(shù)組存貯與預(yù)置等功能。 課題的主要內(nèi)容如何實現(xiàn)