【正文】 圍內(nèi)變化時，穩(wěn)壓管兩端電壓變化很小。采用恒流源為穩(wěn)壓管提供工作電流的基準電壓源，穩(wěn)壓電路的穩(wěn)定性及溫度特性將會得到大大的提高。因此，調(diào)整管的基極電流必然很?。ǎＲ虼?，大電流穩(wěn)壓電源必須采用復合調(diào)整管或并聯(lián)調(diào)整管。 改變?nèi)酉禂?shù)，即改變?nèi)与娮璧谋戎担梢哉{(diào)節(jié)電源的輸出電壓。但這樣也不能在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，當輸出電壓較低時，差分放大管在輸出電壓較低時會因供電不足而無法正常工作。目前流行技術(shù)是利用多刀多擲波段開關分段調(diào)節(jié)輸出電壓[10]。本次畢設題目是高精度程控穩(wěn)壓電源，硬件核心就是以上介紹的三個部分。一方面，橋式電路使用方便簡單，另一方面，有現(xiàn)成的集成元件可用。因為設計的電路比較簡單，且直流要求較強，所以選用π型RC濾波電路。核心電路如圖2－17所示：圖217 核心電路圖本章主要簡單介紹了直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成原理，對整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路都做了詳細介紹，對于每一個模塊，說明了幾種可用電路，其優(yōu)缺點，這一部分是畢設的核心內(nèi)容。. 單片機控制電路設計 AT89S51單片機AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫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，兼容標準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，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。此外，AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。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。AT89S51引腳圖如圖31所示。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。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。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flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。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。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。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。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flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。晶振工作時，RST腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。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。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。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。否則，ALE 將被微弱拉高。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。EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應該接VCC。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 單片機在電路中應用 單片機在電路中引腳功能單片機在電路中的引腳使用如圖32所示。圖32 單片機應用電路單片機的應用電路的主要作用是將按鍵電路的所預置的電壓通過P1和P3口在顯示電路中顯示出來，并且將預置的電壓通過單片機的P0口輸出給數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。內(nèi)部時鐘電路設計如下：利用AT89S51單片機內(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。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。復位方式有自動復位和手動復位兩種。端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生為上電復位，即自動復位；若通過按動按鈕產(chǎn)生高電平復位，則稱為手動復位。該復位電路在剛上電接通電源時，電容C相當于瞬間短路，+5V的高電平立刻加到了RST端，該高電平使AT89S51全機復位。按下A鍵，則直接把+5V高電平加到了端，從而使其復位，這稱為手動復位。復位后，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。與微處理器完全兼容。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。 DAC0832結(jié)構(gòu)D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時間應大于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，負脈沖（脈寬應大于500ns）有效。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當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在電路中的應用DAC0832是8位全MOS中速D/A轉(zhuǎn)換器，如圖36所示。使用單電源+5V―+15V供電。在此我們直接選擇+5V作為參考電壓。管腳8 接參考電壓，在此我們接的參考電壓是+10V。如圖37所示。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。圖37 LM317外部引腳圖 LM324的特點：3V32V：最大100nA。圖38 放大電路本單元只用到了LM324里面的2個運算放大器構(gòu)成2級運放，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。作為此電源設計不可缺少的一部分，因此，應該對其功能、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能、工作條件進行更的深入的了解。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。當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。 （，），ADJ端電流標準值為50μA，最大為100μA。其工作條件見表31。實際上R的取值通常在120~240Ω之間。C2主要是為了旁路上的紋波電壓。C Topt 20 125 電源電路設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系列和三端固定負穩(wěn)壓器7900系列，它們的輸出電壓有177。6V，177。9V，177。12V，177。18V，177。780579121312378121322圖310 7807817912管腳圖由于在此電源的設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）。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。圖311 電源電路 顯示電路設計 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。電壓：查引腳排布圖，看一下每段的芯片數(shù)量是多少？當紅色時，；當綠色時。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的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二—十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。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?？刂齐娐返闹饕诵脑褪菃纹瑱C，單片機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置的預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。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)絡和電子開關組成，電子開關受8位DAC寄存器輸出控制，T形電阻網(wǎng)絡能輸出和數(shù)字量成正比的模擬電流。放大電路由兩級運算放大器組成，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。第4章 軟件程序設計系統(tǒng)軟件設計主要是為了保證和硬件電路相結(jié)合，正確地實現(xiàn)電路的整體要求。本次系統(tǒng)軟件設計采用了自上向下的模塊化結(jié)構(gòu)方式。 程序流程圖程 序 初 始 化鍵 盤 掃 描顯 示 程序開始檢測 按鍵NYD/A 轉(zhuǎn) 換延時程序結(jié)束電壓 檢測中 斷YN圖 41 軟件流程圖 程序C程序代碼見附錄3本章小結(jié)本章主要是根據(jù)電路原理圖，去制作程序流程圖，在根據(jù)程序流程圖去編寫本電路的源程序。中斷服務設計是本設計的主體，按鍵掃描、讀取按鍵、電壓檢測、電壓轉(zhuǎn)化、延時等功能都是通過中斷服務程序來實現(xiàn)的，由附錄4原理圖可知，本電路中只用到了外部中斷0，但是觸發(fā)的方式是按鍵觸發(fā)。我通過與門將四個按鍵與外部中斷0相連，只要其中一個按鍵按下，就能使外部中斷向CPU發(fā)出中斷請求，再利用軟件的判斷功能，完成不同子程序的調(diào)用，從而根據(jù)流程圖編寫程序?qū)崿F(xiàn)電路的功能。參看整機原理圖。因此，為各個電路正常工作起到的了重要的作用。 整機原理圖原理圖的設計是完全按照方框圖去設計的，每一個環(huán)節(jié)通過查閱資料去挑選電路中合適原件，整機原理圖見附錄4。附錄3 C程序includedefine uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine DATA_LED P1define DATA_0832 P0sbit LED1=P3^4。sbit LED3=P3^6。sbit JIA1=P2^4。sbit SENT=P2^6。void mdleay(uint Delaytime)。uchar data a=0,b=1,c=2,d=6,n=0,flag。void mdleay(uint Delaytime){uint j=0。Delaytime0。j130。}}} //延時1ms子程序void innt0() interrupt 0 using 1{uchar key。key=P2amp。switch(key){case(0xe0):if(n==1){if(a==9)a=9。}if(n==2){if(b==9)b=9。}if(n==3){if(c==9)c=9。}if(n==4){if(d==9)d=9。}if(n==10){ if(c==9){c=0。if(a==9)a=0。}elseb=b+1。VCC=10*a+b+*c+*d。a=1。c=d=0。a=0。c=2。}VCC=()/。DATA_0832=VCC。case(0xd0):if(n==1){if(a==0)a=0。}if(n==2){if(b==0)b=0。}if(n==3){if(c==0)c=0。}if(n==4){if(d==0)d=0。}if(n==10){ if(c==0){c=9。if(a==0)a=0。}elseb=b1。VCC=10*a+b+*c+*d。a=1。c=d=0。a=0。c=2。}VCC=()/。DATA_0832=VCC。case(0xb0):if(n==4)n=1。if(flag==1){flag=0。b=1。d=6。n++。case(0x70):n=0。VCC=10*a+b+*c+*d。a=1。c=d=0。a=0。c=2。}VCC=()/。DATA_0832=VCC。break。}}main(){ucharTab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E}。DATA_LED =0x01。EX0=1。n=0。while(1){LED1=1。LED3=0。DATA_LED=Tab[a]。LED1=0。LED3=0。DATA_LED=Tab[b]amp。mdleay(5)。LED2=0。LED4=0。mdleay(5)。LED2=0。LED4=1。mdleay(5)。}