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基于stc89c52rc單片機(jī)的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)

2024-11-12 11:09本頁(yè)面
  

【正文】 在采樣 回為比較,如此循環(huán),則直到輸入電壓等于設(shè)定的電壓值或者接近設(shè)定的電壓值(有時(shí)不可能完全相同),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)定電壓值或者接近電壓值,這樣就能達(dá)到 圖 312 閉環(huán)反饋電路 的目的。 ? 電流采樣為了提高系統(tǒng)控制的靈敏度,采用一級(jí)運(yùn)算放大器對(duì)采樣電壓進(jìn)行放大,再送到 ADC0832 進(jìn)行 ADC 轉(zhuǎn)換,最后數(shù)據(jù)由單片機(jī)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(jiǎn)單,在輸出回路中串聯(lián)一個(gè)采樣電阻,從采樣電阻得到一個(gè)反饋電壓,由運(yùn)算放大器 LM324 組成的差分比例運(yùn)算電路,經(jīng)運(yùn)放過(guò)來(lái)的電壓通過(guò) ADC 轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)處理,從而實(shí)現(xiàn)壓控穩(wěn)流。通過(guò)單片機(jī)編程控制第 4腳 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇段( H/L),第 5腳 R/W 讀寫選擇端( H/L),第 6 腳 E使能端,從而實(shí)現(xiàn)顯示效果,它的顯示運(yùn)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(wú) ? 讀數(shù)據(jù)輸入: RS=H, RW=L, D0~D7=數(shù)據(jù), E=高脈沖;輸出:無(wú) LCD1602 主要管腳介紹 顯示模塊為本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)模塊,用于實(shí)時(shí)顯示輸出電壓值。 LCD1602 共有 16 個(gè)引腳,各管腳的功能表 所示: 16 表 LCD1602 管腳功能介紹表 引腳圖 符號(hào) 狀態(tài) 功能 1 VSS 電源地 2 Vdd 電源 +5V 3 V0/VEE 對(duì)比度控制端 4 RS 輸入 寄存器選擇 5 R/W 輸入 讀、寫操作 6 E 輸入 使能信號(hào) 7 DB0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線( LSB) 8 DB1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 9 DB2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 10 DB3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 11 DB4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 12 DB5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 13 DB6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 14 DB7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線( MSB) 15 LEDA 輸入 背光 +5V 16 LEDK 輸入 背光地 LCD1602 的一般初始化過(guò)程 1.延時(shí) 15mS 2.寫指令 38H 3.寫指令 08H:顯示關(guān)閉 4.寫指令 01H:顯示清屏 5.寫指令 06H:顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 6.寫指令 0CH:顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置 LCD1602 與單片機(jī)連接圖 單片機(jī)與液晶顯示模塊之間的連接如圖 313 圖 313 LCD1602 與單片機(jī)連接圖 17 數(shù)據(jù)線 DB0DB7 連接單片機(jī)的 P0 口; RS、 R/W, E, 3條控制線分別接單片機(jī)的 、 口。 電源模塊 利用三端穩(wěn)壓器 780 7812 產(chǎn)生所需的電源電壓以供集成芯片和單片機(jī)使用。變壓器產(chǎn)生 15V 左右的交流電,電源的輸入端電源由 15V 變壓器的線圈提供,經(jīng)過(guò)整流橋 D整流后經(jīng)電容 C1 濾成平穩(wěn)的 12V 作為三端穩(wěn)壓器 LM7812 的輸入電源,輸出端經(jīng)過(guò)電容 C3濾波后就可得到平穩(wěn)的幅值為 12V 的直流電。 LM7805 的輸入電源直接由 LM7812產(chǎn)生的 12V 直流電提供,其輸出電壓也是通過(guò)電容 C C8進(jìn)行濾波。圖 316 中 D1, D2 是保護(hù)二極管,發(fā)光二極管為 LM7805 正常工作指示信號(hào)。 圖 314 電源模塊圖 18 第四章 系統(tǒng)軟件部分 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程 及說(shuō)明 首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化,讀取預(yù)存儲(chǔ)的電壓值,本次設(shè)計(jì)中預(yù)存儲(chǔ)電壓值為 10V,并將其發(fā)送給 LCD 顯示電壓值; 之后在判斷是否有鍵按下, 當(dāng)有鍵盤有按鍵按下時(shí),接收來(lái)自鍵盤的電壓輸入值,并通過(guò) D/A 把輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓值,控制輸出電壓的大小。 A/D 采樣輸出電壓并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,通過(guò) 比較從 LCD 顯示 更新的 電壓值。 圖 41 主程序流程圖 19 鍵盤子程序設(shè)計(jì)流程及說(shuō)明 鍵盤掃描處理子程序 軟件要實(shí)現(xiàn)的功能是:鍵盤對(duì)單片 機(jī)輸入數(shù)據(jù),單片機(jī)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器,再送入顯示器顯示,實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的控制。 采用獨(dú)立按鍵 K1K9 對(duì)單片機(jī)核心芯片 STC89C52RC進(jìn)行輸入控制。實(shí)現(xiàn)功能: 掃描處理子程序如圖 42 所示, 鍵 K1K9 為對(duì)應(yīng)的數(shù)字 09, K00 表示位選擇鍵(十位或各位)進(jìn)行初始化 ,K11 是確定鍵。 進(jìn)入設(shè)置步進(jìn)初值的模式,顯示器顯示設(shè)置的初始步進(jìn)值(分別控制步進(jìn)初值的增減),按下 K11 為確定鍵 ,此時(shí) 顯示器 顯示為電路輸出電壓。間接訪問(wèn)方式是指把 LCD 顯示模塊作為外設(shè)接在并行接口上,通過(guò)對(duì)并行接口的操作間接控制液晶顯示模塊。在寫操作時(shí),先設(shè)置 RS 和 R/W 狀態(tài),再設(shè)置數(shù)據(jù),然后產(chǎn)生 E 使能信號(hào)脈沖(下降沿有效),最后復(fù)位 RS、 R/W 狀態(tài)。 LCD 子程序流程圖如圖 43。 測(cè)試方法 用數(shù)字示萬(wàn)用表在運(yùn)算放大器 LM324 輸出端上測(cè)量電壓 ;通過(guò)數(shù)字示波器測(cè)試紋波電壓,記錄出每次的電壓值。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C來(lái)開(kāi)發(fā),體會(huì)更加深刻。 在圖 51選擇 CPU 型號(hào)窗口中選擇 CPU 生產(chǎn)廠 家及芯片型號(hào)。 圖 51 選擇芯片界面設(shè)置 程序代碼編寫完后需要編譯鏈接生成目標(biāo)代碼,然后進(jìn)行硬件調(diào)試或模擬仿真,編譯代碼可以點(diǎn)擊 或鍵盤的快捷鍵 F7。 22 圖 52 軟件編譯結(jié)果界面 編譯軟件后,要對(duì)代碼 ( 程序見(jiàn)后面附錄 2) 進(jìn)行下載到 STC89C52RC 單片機(jī)中。 圖 53 STC 程序下載界面 23 測(cè)試結(jié)果 對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行性能指標(biāo)仿真測(cè)試 ,其中數(shù)字控制量和空載輸出電壓關(guān)系如表 所示。將輸出電壓 Vo 調(diào)節(jié)到 10V,負(fù)載電流最大電流小于 1A,改變交流輸入電壓,使其在 198V~ 220V變化。從表 ,負(fù)載調(diào)整率 Sv =ΔVo /Vo = (10. 000 9. 900) /10 = 1%。從表 , 電壓調(diào)整率 Si = ( 10. 000 ) /220 = %。使得本次設(shè)計(jì)中硬件仿真變的就比較簡(jiǎn)單,因?yàn)橛辛擞布抡婀ぞ呔涂梢噪S時(shí)修改程序,通過(guò)一步一步的調(diào)試來(lái)達(dá)到最后的目的,同時(shí)尤其學(xué)會(huì)了分部調(diào)試的思想,這就使得當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)不會(huì)覺(jué)得無(wú)從下手,不會(huì)覺(jué)得那么迷茫,使調(diào)試變得比較有條理。 通常,直流穩(wěn)壓電源是用可變電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié), 24 那么要在直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的話,實(shí)際上我們只要用數(shù)字控制部分來(lái)代替可變電阻,就能實(shí)現(xiàn)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源這一課題。如圖 54,圖 55 所示仿真用 LM324 的比較放大作用很容易就驗(yàn)證了此穩(wěn)壓輸出電路的可靠性。在仔細(xì)檢查后,發(fā)現(xiàn)液晶反視度調(diào)節(jié)部分電路連接有問(wèn)題,也就是液晶 LCD1602 的 3腳, 25 這一腳應(yīng)該連接一滑動(dòng)變阻器或者一定值電阻來(lái)改變對(duì)比度,而出現(xiàn)的錯(cuò)誤是將這一腳接了高電平,這就使得整個(gè)液晶屏是亮的,即使有顯示也看不到,在意識(shí)到這個(gè)錯(cuò)誤并且改正后液晶立刻正 常工作,在硬件調(diào)試的過(guò)程中還出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。穩(wěn)壓輸出只能在 5V 到 10V 之間。這個(gè)問(wèn)題現(xiàn)在還一直找不出原因。在調(diào)試軟件的時(shí)候,要有足夠的耐 心 。在軟件的調(diào)試過(guò)程中,每一個(gè)錯(cuò)誤都要認(rèn)真的推測(cè),有時(shí)候只是一些語(yǔ)法錯(cuò)誤,也要檢查很久。程序?qū)懙倪€不 夠嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范。通過(guò)這個(gè)問(wèn)題的研究和調(diào)試結(jié)果,使得明白了一個(gè)完整的程序并不是各個(gè)子程序的簡(jiǎn)單相加,尤其要注意它的結(jié)構(gòu),在整個(gè)程序中要盡可能少的使用一些復(fù)雜的語(yǔ)句,這并不是說(shuō)不要用,而是在能不用情況下盡可能不用,因?yàn)槊繄?zhí)行一次此命令,就要進(jìn)行一次堆棧操作,而且在本次設(shè)計(jì)中子程序比較多,所以就 導(dǎo)致程序執(zhí)行時(shí)間加長(zhǎng)。 但是本設(shè)計(jì) 在功能上還不夠強(qiáng)大 ,由于制作過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題。 26 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在自己的努力,同學(xué)的協(xié)作商討下,老師的指點(diǎn)下已全部完成,結(jié)果重要,過(guò)程也很珍貴,因?yàn)楹玫慕Y(jié)果必然得經(jīng)過(guò)一個(gè)艱辛的過(guò)程,而從這個(gè)堅(jiān)信的過(guò)程中我獲得了珍貴的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),仔細(xì)認(rèn)真的 總結(jié)將對(duì)自己是個(gè)質(zhì)的提升。 “ C”源代碼 。 LCD1602 液晶顯示作為按鍵輸入的設(shè)定電壓 。 : 小于 。 ,降低成本,采用 STC89C52RC 單片機(jī)改變電壓的大小,并通過(guò)單片機(jī)與 ADC0832 的閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路中的 A/D 轉(zhuǎn)換來(lái)檢測(cè)輸出電壓設(shè)定值。為了提高自己的綜合解決問(wèn)題以及應(yīng)用知識(shí)的能力,利用單片機(jī)和 C語(yǔ)言,以開(kāi)發(fā)“數(shù)控直流穩(wěn)壓電源”為例,作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。比如,保護(hù)電路設(shè)計(jì)不是很周到,軟件還有待優(yōu)化等等,或許還有很多問(wèn)題還沒(méi)有發(fā)現(xiàn),希望老師和領(lǐng)導(dǎo)給予指出。 在此次畢業(yè)設(shè) 計(jì)過(guò)程中,特別要感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師梁建華副教授 !感謝您在這段日子里對(duì)我的悉心指導(dǎo)以及提供其它的幫助,由于自己自身知識(shí)有限,所以從課題的選擇到論文最終定稿這個(gè)過(guò)程中遇到了不少困難,在梁老師的耐心指導(dǎo)和督促之下,本論文經(jīng)過(guò)修改終于如期完成,這個(gè)過(guò)程由始到終都離不開(kāi)老師的幫助。 在此同時(shí)也要非常感謝一直陪伴在我身邊給予我精神支持和行動(dòng)的同學(xué)們,正是由于你們的幫助和支持,我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑,讓我學(xué)會(huì)擁有克服困難的勇氣和敢于接受一切挑戰(zhàn)的信心,我相信只要敢于拼搏,今后的人生一定會(huì)更加精彩輝煌。 //端口定義 sbit key2=P1^1。 sbit key4=P1^3。 sbit key04=P2^1。 sbit key06=P2^3。 sbit key08=P2^5。 sbit rs=P1^4。 sbit DAC_CS=P3^2。 uchar code table1[]= guoqiang do。 //初始化電源 uchar s1,s2,keynum,volt。 for(x=z。x) for(y=110。y)。 en=0。 delay(5)。 delay(5)。 } /* 函數(shù)全稱 : void write_date() 函數(shù)功能 : 寫數(shù)據(jù)到 LCD1602 輸 入: uchar data 返 回:無(wú) 調(diào)用函數(shù) : 無(wú) 注意事項(xiàng): 提示說(shuō)明: */void write_date(uchar date) { rs=1。 P0=date。 en=1。 en=0。 en=0。 //置地址 write_(0x0c)。 //光標(biāo)右移 write_(0x01)。 //lcd DDRAM 設(shè)置 for(num=0。num++) { 33 write_date(table1[num])。 } write_(0x80+0x40)。num14。 delay(50)。 //確定第二行位置 write_date(0x30+dat)。 P0=dadata。 delay(5)。 DAC_CS=1。 P0=dadata。 delay(5)。 ADC_CS=1。write_voltage()。 注意事項(xiàng): 提示說(shuō)明: */void keyscan() { if(key1==0) { delay(5)。 while(!key1)。 write_(0x0f)。 //置數(shù)據(jù)顯示地址 write_(0
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