【正文】 各部分電路要求實(shí)現(xiàn)的功能選取元器件，并且嚴(yán)格按照技術(shù)指標(biāo)去參照元器件特性、參數(shù)選取，這樣在調(diào)試的過程中會減少很多不必要的麻煩，以為本電路中用到了模擬電路，所以元器件的參數(shù)會直接影響電路中的電壓、電流。單片機(jī)通過驅(qū)動電路與數(shù)碼管相連接，并且通過按鍵去控制調(diào)節(jié)在數(shù)碼管上顯示預(yù)置電壓，采用的方式為外部中斷0（/INT0）實(shí)現(xiàn)，而且設(shè)置的預(yù)置電壓通過單片機(jī)的P0口輸出給數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，8為數(shù)據(jù)通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出，在這里使用的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路中的核心芯片是DAC0832，其原理是將數(shù)字電壓值轉(zhuǎn)換成模擬電流輸出的，而輸出的電流信號很弱，所以必須將電流信號放大輸出，所以DAC0832輸出的電流直接送給運(yùn)算放大器，后面接的芯片是lm324的adj調(diào)整端，lm324內(nèi)部是4個運(yùn)算放大器，本電路中只用到了其中的2級運(yùn)算放大器完成的，第一級放大器的輸出端與DAC0832的9腳Rfb通過變阻器相連接，主要是用來調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器輸出端電壓的波動，將最終得到的輸出電壓送給穩(wěn)壓電路經(jīng)過穩(wěn)壓輸出，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的電流太小不夠后級電路的使用所以在穩(wěn)壓電路中選用的芯片為lm317，最后通過lm317的2腳接輸出電路。電源電路是將市電220v電壓變換成為整機(jī)各個部分所需要的工作電壓，它為控制電路、數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓電路中各個芯片提供基準(zhǔn)電壓，、單片機(jī)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路提供+5v電源電壓和lm324芯片的供電電壓+12v、12v。第5章 整機(jī)的工作原理 工作原理數(shù)控穩(wěn)壓電源的原理是基于普通直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)上進(jìn)行的新設(shè)計，其中包括數(shù)字電路、模擬電路和電源電路。因此，我使用軟件和硬件相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)其控制功能。在這一章主要介紹了主程序和中斷服務(wù)程序的設(shè)計，主程序是一個設(shè)計中的核心，其它子程序都是圍著它來展開的，控制各子程序間進(jìn)行合理的調(diào)用。 程序流程圖在程序的編寫過程中用到的編譯工具是Keil，硬件和軟件的仿真通過Proteus軟件完成，程序流程圖見圖41。本次系統(tǒng)軟件設(shè)計采用了自上向下的模塊化結(jié)構(gòu)方式。第4章 軟件程序設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計主要是為了保證和硬件電路相結(jié)合，正確地實(shí)現(xiàn)電路的整體要求。放大電路由兩級運(yùn)算放大器組成，主要作用是將DAC0832輸出的模擬電流按一定比例放大并且轉(zhuǎn)換成電路中需要的電壓去控制穩(wěn)壓電路。8位輸入鎖存器用于存放CPU送來的數(shù)字量，是輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存；8位DAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換數(shù)字量；8位D/A轉(zhuǎn)換電路有8位T形電阻網(wǎng)絡(luò)和電子開關(guān)組成，電子開關(guān)受8位DAC寄存器輸出控制，T形電阻網(wǎng)絡(luò)能輸出和數(shù)字量成正比的模擬電流?？刂齐娐返闹饕诵脑褪菃纹瑱C(jī)，單片機(jī)主要連接的電路是顯示電路、數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、按鍵電路，主要完成是將按鍵電路設(shè)置的預(yù)置電壓一路送給顯示電路顯示，一路送給數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出，所有的操作都是由軟件完成，在下一章節(jié)中將會介紹。因本電路采用的是四位一體共陽極數(shù)碼管，所以只需要位選上加三極管做驅(qū)動電路。圖312 四位一體數(shù)碼管 四位一體數(shù)碼管管腳數(shù)碼管的外部引腳與位選、段選對應(yīng)如下:A—11；B—7；C—4；D—2；E—1；F—10；G—5；BIT1—6；BIT2—8；BIT3—9；BIT4—12；DP—3； 驅(qū)動電路驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二—十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當(dāng)紅色時，；當(dāng)綠色時。圖311 電源電路 顯示電路設(shè)計 四位一體數(shù)碼管（共陽）介紹內(nèi)部有4個單個數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，為人們使用提供了方便，所以它有4個公共端，加上a~dp，共有12個引腳。其輸出與輸入之間的電壓差范圍為2~，輸出與公共端電壓為5V。780579121312378121322圖310 7807817912管腳圖由于在此電源的設(shè)計中用到的是小電流輸出，所以在此主要介紹的是7817917805的外形封裝及符號如圖3－10所示（注意：三端穩(wěn)壓的封裝不同，其引腳排列和名稱也是不同的）。18V，177。12V，177。9V，177。6V，177。C Topt 20 125 電源電路設(shè)計在固定輸出電壓的集成穩(wěn)壓器中，常用的是三端固定正穩(wěn)壓器7800系列和三端固定負(fù)穩(wěn)壓器7900系列，它們的輸出電壓有177。C2主要是為了旁路上的紋波電壓。實(shí)際上R的取值通常在120~240Ω之間。其工作條件見表31。 （，），ADJ端電流標(biāo)準(zhǔn)值為50μA，最大為100μA。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。作為此電源設(shè)計不可缺少的一部分，因此，應(yīng)該對其功能、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能、工作條件進(jìn)行更的深入的了解。圖38 放大電路本單元只用到了LM324里面的2個運(yùn)算放大器構(gòu)成2級運(yùn)放，主要是將數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出的電流轉(zhuǎn)換成為電壓，并用這個電壓去控制穩(wěn)壓電路輸出一個恒定的電壓值。圖37 LM317外部引腳圖 LM324的特點(diǎn)：3V32V：最大100nA。每一組運(yùn)算放大器有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。如圖37所示。管腳8 接參考電壓，在此我們接的參考電壓是+10V。在此我們直接選擇+5V作為參考電壓。使用單電源+5V―+15V供電。 DAC0832在電路中的應(yīng)用DAC0832是8位全MOS中速D/A轉(zhuǎn)換器，如圖36所示。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。 DAC0832結(jié)構(gòu)D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)；ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。與微處理器完全兼容。復(fù)位后，P0~P3四個并行接口全為高電平，其它寄存器全部清零，只有SBUF寄存器狀態(tài)不確定。按下A鍵，則直接把+5V高電平加到了端，從而使其復(fù)位，這稱為手動復(fù)位。該復(fù)位電路在剛上電接通電源時，電容C相當(dāng)于瞬間短路，+5V的高電平立刻加到了RST端，該高電平使AT89S51全機(jī)復(fù)位。端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生為上電復(fù)位，即自動復(fù)位；若通過按動按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位，則稱為手動復(fù)位。復(fù)位方式有自動復(fù)位和手動復(fù)位兩種。圖33 內(nèi)部時鐘電路本系統(tǒng)中晶振體選石英晶體，振蕩頻率為12MHz，電容器為33PF電容。內(nèi)部時鐘電路設(shè)計如下：利用AT89S51單片機(jī)內(nèi)部一個高增益的反相放大器，把一個晶振體和兩個電容器組成自激勵振蕩電路，接于XTAL1和XTAL2之間。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖32 單片機(jī)應(yīng)用電路單片機(jī)的應(yīng)用電路的主要作用是將按鍵電路的所預(yù)置的電壓通過P1和P3口在顯示電路中顯示出來，并且將預(yù)置的電壓通過單片機(jī)的P0口輸出給數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路。 單片機(jī)在電路中應(yīng)用 單片機(jī)在電路中引腳功能單片機(jī)在電路中的引腳使用如圖32所示。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。PSEN：外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。否則，ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。在flash編程和校驗(yàn)時，P3口也接收一些控制信號。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR）時，P2口送出高八位地址。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在flash編程和校驗(yàn)時，P1口接收低8位地址字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。AT89S51引腳圖如圖31所示。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適不同產(chǎn)品的要求的。此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。第3章 單元電路設(shè)計 單片機(jī)電路設(shè)計 AT89S51單片機(jī)AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS 51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 方框圖的設(shè)計經(jīng)過對電路原理的分析，基本對電路有了一個大概的設(shè)計，如圖21所示：單片機(jī)顯示電路按鍵D/A轉(zhuǎn)換控制電路穩(wěn)壓電路輸出電路整流濾波變壓器~220v圖21 整機(jī)方框圖方框圖的論述：本電路通過按鍵設(shè)置數(shù)字電壓值并且在數(shù)碼管上顯示，而設(shè)置的電壓值通過單片機(jī)的P0口的8位數(shù)據(jù)線傳輸給D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬電壓值，通過模擬放大器將電壓放大后送給穩(wěn)壓電路最終輸出。采用單片機(jī)后，還可以用軟件實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，要擴(kuò)展其他的功能也非常容易。但是它的電路較為復(fù)雜，制作時很困難，由于電路的復(fù)雜產(chǎn)生的問題也會很多。隨著電子行業(yè)的發(fā)展，它不耐用的弊端已經(jīng)使它逐漸離開歷史的舞臺。電子電路及電子設(shè)備對電源最基本的要求就是電源的輸出電壓或輸出電流要穩(wěn)定。 設(shè)計任務(wù)與技術(shù)要求單片機(jī)控制數(shù)字顯示可調(diào)穩(wěn)壓電源1).輸出電壓為(~10)v2).輸出誤差≤3).額定輸出電流≥500mA第2章 方案的論證與設(shè)計 方案選擇數(shù)控穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要部分，其質(zhì)量好壞直接影響著電子設(shè)備的可靠性，而且電子設(shè)備的故障60%來自電源。目前，由各種單片機(jī)構(gòu)成的數(shù)字穩(wěn)壓電源產(chǎn)品越來越多，已被廣泛用于家庭電器、工業(yè)電器、軍事電器等領(lǐng)域，顯示出強(qiáng)大的生命力。數(shù)控穩(wěn)壓電源是電子行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物。因此，電壓的調(diào)節(jié)精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位器也易磨損。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來代替，則可縮小直流電源的體積減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需要直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，就既降低了家用電器的成本，由縮小了其體積，使家用電器小型化。但在實(shí)際生活中，都是由220V的交流電網(wǎng)供電。穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，對過載進(jìn)行限流和截流保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。這樣，當(dāng)輸出電壓需要精確輸出，或需要在一個小范圍內(nèi)改變時，困難就較大。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低、復(fù)雜度高。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。采用單片機(jī)的數(shù)字可調(diào)穩(wěn)壓電源，它具有輸出電壓容易改變、價格低廉、顯示清晰直觀、準(zhǔn)確度高、擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。模擬可調(diào)穩(wěn)壓電源大多是通過調(diào)節(jié)電位器的阻值改變輸出直流電壓，電位器特別容易磨損，使用一段時間后就會出現(xiàn)接觸不良，引起輸出電壓不穩(wěn)定。 Regulators目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 設(shè)計任務(wù)與技術(shù)要求 2第2章 方案的論證與設(shè)計 3 方案選擇 3 方案的確定 3 方框圖的設(shè)計 3本章小結(jié) 4第3章 單元電路設(shè)計 5 單片機(jī)電路設(shè)計 5 AT89S51單片機(jī) 5 AT89S51引腳功能 5 單片機(jī)在電路中應(yīng)用 8 數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 10 DAC0832芯片簡介 10 DAC0832的主要特性參數(shù) 11 DAC0832結(jié)構(gòu) 11 DAC0832的工作方式 12 DAC0832在電路中的應(yīng)用 12 放大電路設(shè)計 13 LM324簡介 13 LM324的特點(diǎn) 14