【正文】 4C02B，保證了在行駛過(guò)程中，如果數(shù)控電源意外掉電，已經(jīng)設(shè)定的電壓數(shù)據(jù)能夠下來(lái)。01~08的功能分別是：設(shè)置電壓值12V,9V,5V,3V,步進(jìn)+,，步進(jìn)+。電容C9的作用為抑制輸出紋波電壓。由于單片機(jī)輸入到DAC0832的二進(jìn)制數(shù)據(jù)每改變1BIT。由于運(yùn)放還有“虛斷”的特點(diǎn)，運(yùn)放的輸入端對(duì)流經(jīng)取樣電路的電流不起分流作用，所以輸出電壓U0/U2=（R12+R13+R17）/（R12+R13）=。由DA及運(yùn)放轉(zhuǎn)換后的電壓U1輸入到NE5534的正向輸入端，R12 R13 R17組成NE5534的取樣電路。電壓調(diào)整模塊的核心部分是NE5534。Q3管集電極對(duì)Q2管基極分流，使得Q2管基極電流明顯變小使得輸出電流變小，從而達(dá)到過(guò)流保護(hù)的功能。,，所以要求Q1管射極最大功率Pmax=*=，所以選取TIP41c。圖323 DA轉(zhuǎn)換模塊原理圖 電壓調(diào)整模塊本設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整模塊如圖324所示。即單片機(jī)向DAC送出的數(shù)據(jù)變化1BIT。DAC0832和運(yùn)放UA1將單片機(jī)發(fā)出的八位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成0—5V負(fù)電壓，再經(jīng)過(guò)反向比例放大器UA2將負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成0—10V正電壓。該片邏輯輸入滿(mǎn)足TTL電壓電平范圍，可直接與TTL電路或微機(jī)電路相接，芯片電路原理圖如圖322所示。D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。DAC0832具有8位分辨率，有3種工作方式（單緩沖，雙緩沖，直通）。其中，+21V為系統(tǒng)供電，+15V,15V,+5V分別為各獨(dú)立元件供電。 電源模塊220V市電經(jīng)過(guò)雙18V變壓器轉(zhuǎn)換后的到+ 18V電壓，再經(jīng)過(guò)橋式整流濾波電路，得到18*=(V)電壓。該芯片價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，抗干擾強(qiáng)，數(shù)據(jù)能保持一百年。經(jīng)過(guò)比較，方案二位最佳。方案二 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分采用DAC0832芯片；模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用TLC1543芯片。 數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換部分方案一 采用PCF8591芯片。優(yōu)點(diǎn)：利用6個(gè)IO口得到8個(gè)按鍵，可使操作介界變得簡(jiǎn)單，操作也方便；缺點(diǎn)：軟件處理比獨(dú)立按鍵復(fù)雜。 通過(guò)比較，我選節(jié)方案二。方案二 應(yīng)用1602液晶顯示模塊。 顯示部分方案一 使用LED顯示。優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)比較熟練，使用廣泛，價(jià)格便宜，而且功能上也完全滿(mǎn)足本系統(tǒng)的要求；缺點(diǎn)：需要連接擴(kuò)展EEPROM。AVR是51的升級(jí)版，具有速度快，且自帶512字節(jié)的EEPROM，不需要另外接擴(kuò)展的EEPROM的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是，對(duì)AVR的使用不太熟悉，價(jià)格比較貴。市電 系統(tǒng)電源變壓 +21V+15V整流 15V+5V 電壓調(diào)整及過(guò)流保護(hù) UO 比較放大取樣 D/A轉(zhuǎn)換 電壓顯示STC89C52A/D轉(zhuǎn)換鍵盤(pán)掉電記憶 圖21 系統(tǒng)總框圖 第3章 硬件設(shè)計(jì) 硬件選型 系統(tǒng)供電部分由于該電源總共需要+21V，+15V，15V，+5V電壓，所以采用雙220V/18V 變壓器，經(jīng)橋式整流濾波后得到21V電壓；由三端穩(wěn)壓器7815,7915和7805分別得到+15V，15V和+5V電壓。以單片機(jī)STC89C52為核心，輸出電流經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，比較放大后得到合適的電壓值，經(jīng)電壓調(diào)整后輸出UO,對(duì)UO采樣，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送回到單片機(jī)與設(shè)定值比較，自動(dòng)調(diào)整以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
按照方案三的設(shè)計(jì)能夠很好的滿(mǎn)足課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)與要求，所以最后選用方案三。設(shè)計(jì)方案，其主要由微控制器模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)整模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、電源模塊六部分構(gòu)成。 方案三：用D/A和運(yùn)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)，使用電壓采樣電路，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。數(shù)碼管顯示電路，該系統(tǒng)使用3個(gè)數(shù)碼管，可以顯示三位數(shù)，分別組成顯示電路的十位、個(gè)位、小數(shù)點(diǎn)位。采用常用的51芯片作為控制器，P0口和DAC0832的數(shù)據(jù)口直接相連，DA的電流輸出端接放大器UA741的反向輸入端，DAC0832和運(yùn)放UA1將單片機(jī)發(fā)出的八位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成0—5V負(fù)電壓，再經(jīng)過(guò)反向比例放大器UA2將負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成0—10V正電壓，輸出到電壓調(diào)整模塊NE5534。采用此方案能有效的縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，并能提高輸出精度。但用數(shù)字量控制的作用更加明顯。它的功耗小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路形式靈活多樣，功耗小，效率高。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)與論證方案一：設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源。 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)給出的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓范圍為0~13V, , 并具有“+”、“ ”步進(jìn)電壓調(diào)節(jié)功能, V,紋波不大于10 mV, 此外, 還可用LCD液晶顯示器顯示設(shè)定電壓值和輸出電壓值。而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，并有電壓表指示電壓值的大小。這就需要通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。在家用電器和其他各類(lèi)電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。另外，隨著使用時(shí)間的增加，波段開(kāi)關(guān)及電位器難免接觸不良，對(duì)輸出會(huì)有影響。普通的直流穩(wěn)壓電源品種有很多，但均存在以下兩個(gè)問(wèn)題：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)。而整個(gè)穩(wěn)壓過(guò)程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四部分組成。直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的儀器設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實(shí)驗(yàn)員、電子設(shè)計(jì)人員及電路開(kāi)發(fā)部門(mén)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和研究不可缺少的電子儀器?；?1單片機(jī)的數(shù)控直流電源設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)：XXXXXXXXXX姓名：XXX日期：2013年12月1目錄第1章 緒論 1 課題的背景及意義 1 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 方案設(shè)計(jì)與論證 3 系統(tǒng)總框圖 4第3章 硬件設(shè)計(jì) 6 硬件選型 6 系統(tǒng)供電部分 6 控制器部分 6 顯示部分 6 鍵盤(pán)部分 6 數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換部分 7 掉電記憶部分 7 硬件電路設(shè)計(jì) 7 電源模塊 7 DA轉(zhuǎn)換模塊 8 電壓調(diào)整模塊 9 鍵盤(pán)模塊 10 EEPROM拓展模塊 11 顯示模塊 12第4章 軟件設(shè)計(jì) 13 13 鍵盤(pán)程序流程圖 14 EEPROM讀寫(xiě)程序流程 15 DAC0832程序流程 16 TLC1543程序流程 17第5章 系統(tǒng)測(cè)試及誤差分析 18 系統(tǒng)測(cè)試 18 軟件測(cè)試 18 硬件測(cè)試 18 系統(tǒng)整體測(cè)試 18 誤差分析 19結(jié)論（心得體會(huì)） 21參考文獻(xiàn) 22附錄一 23附錄二 24II第1章 緒論 課題的背景及意義電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。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。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來(lái)供電。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。這樣，當(dāng)輸出電壓需要精確輸出，或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)，困難就較大。穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。但在實(shí)際生活中，都是由220V的交流電網(wǎng)供電。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(lái)替代，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直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。因此，電壓的調(diào)整精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位器也易磨損。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源，而在一些高能物理領(lǐng)域，更是急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。該系統(tǒng)原理是以STC89C52單片機(jī)為控制單元，以數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出參考電流控制電壓調(diào)整模塊NE5534輸出電壓大小，同時(shí)輸出穩(wěn)壓采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片TLC1543將采樣電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在前期方案設(shè)計(jì)中采用PWM脈寬調(diào)制。在制作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，PWM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