【正文】 復雜度高。 輸出電壓是通過粗調(diào) (波段開關(guān) ) 及細調(diào) (電位器 )來調(diào)節(jié)。另外 , 隨著使用時間的增加，波段開關(guān)及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響。但在實際生活中，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 。 幾乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源，因此直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用非常的廣泛。 直流穩(wěn)壓電源的電路形式有很多種 ,有串聯(lián)型、開關(guān)型、集成電路、穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源等等。輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動或負載電流變化時也會隨之有所改變。設(shè)計出質(zhì)量優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子線路的要求。目前產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電源的方法大致分為兩種 :一種是模擬方法，另一種是數(shù)字方法。直流穩(wěn)壓電源朝著數(shù)字化方向發(fā)展。 從上世紀九十年代末起，隨著對系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動電源行業(yè)中 直流 /直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。早在90 年代中，半導體生產(chǎn)商們就開發(fā)出了數(shù)控電源管理技術(shù)，而在當時，這種方案的性價比與當時廣泛使用的模擬控制方案相比處與劣勢，因而無法被廣泛采用。 現(xiàn)今隨著直流電源技術(shù)的飛躍發(fā)展，整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機控制，從而使直流電源智能化，具有遙測、遙信、遙控的三遙功能，基本實現(xiàn)了直流電源的無人值守。 M atthew 等提出了采用多路 D246。D進行輸出檢測的微機數(shù)控電源。程控電源既能方便輸入和選擇預設(shè)電 壓值又具有較高精度和穩(wěn)定性，而且還可程控實現(xiàn)對電源的可編程監(jiān)控，如模擬電壓跌落、間斷或起伏等情況，即可編程電源也可以看作一種功率型的低頻信號發(fā)生器。 任務(wù)要求 ⑴ 輸出電壓： 0～ 9． 9V 步進可調(diào)，調(diào)整步距 0． 1； V ⑵ 輸出電流：≤ 1000mA； 第三章 硬件設(shè)計 7 ⑶ 精 度：靜態(tài)誤差≤ 1%FSR，紋波≤ 10mV； ⑷ 顯 示：輸出電壓值用 LED數(shù)碼管顯示； ⑸ 電壓調(diào)整：由“ +”、“ ”兩鍵分別控制輸出電壓的步進增減； ⑹ 輸出電壓預置：輸出電壓可預置在 0～ 9． 9V 之間的任意一個值； ⑺ 其 它：自制電路工作所需的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為177。DA的 8 腳接參考電壓， DA 的基準電壓接 10V 電源，所以在 DAC 的 8 腳輸出電壓的分辨率為約等于 ，也就是說 DA 輸入數(shù)據(jù)端每增加 1，電壓增加 。十進制計數(shù)器通過譯碼后數(shù)碼管顯示輸出電壓值，為了使系統(tǒng)工作正常，必須保證雙十計數(shù)器同步工作。此方案不同于方案之二處在于使用一套十進 制計數(shù)器，一方面完成電壓的譯碼顯示，另一方面其作為 EPROM 的地址輸入，而由 EPROM 的輸出經(jīng) D/A 變換后控制誤差放大的基準電壓來實現(xiàn)輸出步進，只使用了一套計數(shù)器，回避了方案二中必須保證雙計數(shù)器同步的問題，但由于控制數(shù)據(jù)燒錄在 EPROM 中，使系統(tǒng)設(shè)計靈活性降低。在方案一中采用了 AT89C51 單片機完成整個數(shù)控部分的功能，同時， AT89C51 作為一個智能化的可編程器件，便于系統(tǒng)功能的擴展。 顯示部分的比較 步進加 D/A轉(zhuǎn)換 步進減 電壓預置 譯碼顯示 十進制 計數(shù)器 EPROM 誤差放大 過流保護 調(diào)整管 整流濾波 第三章 硬件設(shè)計 10 方案二、三中的顯示輸出是對電壓的量化值直接進行譯碼顯示輸出，顯示值為 D/A 變化輸入量，由于 D/A 變換與功率驅(qū)動電路引入的誤差，顯示值與電源實際輸出值之間可能出現(xiàn)較大偏差，而方案一中采用三位一體的數(shù)碼管直接對電壓值進行顯示。考慮到各種因素，本設(shè)計采用方 案一。單片機 AT89S51 輸出所需波形和頻率的二進制數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC0832 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)過 LM324 集成運放放大后輸出所需的方波、三角波、正弦波。 圖 31 硬件原理框圖 單片機 AT89S51 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。另外， AT89S51 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。對 P1 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。 電壓顯示 按鍵控制 單 片 機 D/A轉(zhuǎn)換 放大電路 電源 177。 5v 功率輸出 電壓輸出 第三章 硬件設(shè)計 12 此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。 引腳號第二功能： T2（定時器 /計數(shù)器 T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 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。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）。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。該位置位后，只有一條 MOVX和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 FLASH 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。此電路用內(nèi)部方式產(chǎn)生，在XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩電路就會產(chǎn)生自激振蕩。晶體的頻率為 12MHz，電容值為 30pF，電容大小可以對頻率起微調(diào)作用。電容采用 30pF 的，電阻采用 10K的。在具體電路中，高電平需要經(jīng)過一個 10K 電阻接 5V 電源，此時開關(guān)為斷開狀態(tài)； 低電平狀態(tài)需要開關(guān)閉合從而接地。 第三章 硬件設(shè)計 15 開關(guān) “加”是電壓“ +” 增大的，連接單片機的 口即 10引腳。 Proteus 模 擬效果圖如下： 圖 33 按鍵電路 DAC0832 芯片 DAC0832引腳功能電路應(yīng)用原理圖 DAC0832是采樣頻率為八位的 D/A轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級輸入寄存器，使 DAC0832 芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要 (如要求多路 D/A 異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等 )。運放的反饋電阻可通過 RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用的是 DAC0832 芯片。由 ILE、第三章 硬件設(shè)計 16 CS、 WR1 的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當 LE1 為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負脈沖（ 脈寬應(yīng)大于 500ns）有效； WR2： DAC 寄存器選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。 IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1 值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號輸入線，改變 Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； Vcc：電源輸入端， Vcc的范圍為 +5V～ +15V； VREF：基準電壓輸入線， VREF 的范圍為 10V～ +10V； AGND：模擬信號地 DGND：數(shù)字信號地 DAC0832 有如下 3種工作方式： 緩沖方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到 DAC 寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。 直通方式。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路和不帶微機的控制系統(tǒng)，不過在使用時，必須通過另加 I/O 接口與 CPU 連接，以匹配 CPU 與 D/A轉(zhuǎn)換。 下圖為 DAC0832 引腳圖： 第三章 硬件設(shè)計 17 圖 35 DAC0832 引腳圖 DAC0832 邏輯輸入滿足 TTL 電平，可直接與 TTL 電路或微機電路連接。 數(shù)字信號輸入端。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 寫信號 1，低電平有效。 ILE—— 允許鎖存信號。 寫信號 2，低電平有效。當輸入全為 1 時 Iout1 最大。其值與 Iout1 之和為一常數(shù)。 四運放放大器 LM324 LM324 系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。該四放大器可以工作在低到 伏或者高到 32伏的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。 每一組運算放大器可用圖 1所示的符號來表示，它有 5個引出腳，其中“ +”、“ ”為兩個信號輸入端，“ V+”、“ V”為正、負電源端，“ Vo”為輸出端。 本設(shè)計共用其