畢業(yè)設(shè)計--數(shù)控直流穩(wěn)壓電源

1、<p><b>　　數(shù)控直流穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　摘要:</b></p><p>　　本文給出的直流數(shù)控穩(wěn)壓電源采用硬件組成的閉環(huán)反饋模式來進(jìn)行穩(wěn)壓。電路中采用共模抑制比高、響應(yīng)速度快、壓擺率高的NE5534作比較器，從而提高了穩(wěn)壓的可靠性和精度;而采用12位A/D轉(zhuǎn)換模塊完成電壓的測量，并用LCD液晶顯示，則提

2、高了測量的準(zhǔn)確性和直觀顯示能力。本電路的開機預(yù)置輸出電壓為5 V，并可采用步進(jìn)方式調(diào)節(jié)輸出電壓，最小步進(jìn)為0.05 V。經(jīng)過測試，本電路的輸出電壓范圍可達(dá)到0～18V，額定電流可達(dá)到0.5A，可應(yīng)用于實驗教學(xué)與工程實踐中。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機AT89S52; 數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832; 數(shù)控； 數(shù)模轉(zhuǎn)換.</p><p><b>　　第一章 引言

3、3</b></p><p>　　第一節(jié) 課題研究的意義及前景3</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)4</p><p><b>　　1、特性指標(biāo)4</b></p><p><b>　　2、質(zhì)量指標(biāo)4</b></p><p><b>　　

4、3、極限指標(biāo)5</b></p><p>　　第三節(jié) 設(shè)計的主要內(nèi)容5</p><p>　　1. 設(shè)計任務(wù)：5</p><p>　　2. 基本要求：5</p><p>　　3. 發(fā)揮部分:6</p><p>　　第四節(jié) 系統(tǒng)的總體框圖6</p><p>　　第五節(jié) 系統(tǒng)的工

5、作原理7</p><p>　　第二章 方案的設(shè)計10</p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計10</p><p>　　1.1 系統(tǒng)電源模塊10</p><p>　　1.2 電壓調(diào)整模塊10</p><p>　　1.3 D/A轉(zhuǎn)換模塊11</p><p>　　1.4 顯示與鍵盤模塊

6、13</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計17</p><p>　　2.1 主程序18</p><p>　　2.2 過流保護(hù)程序18</p><p>　　第三章 主要元器件簡介19</p><p>　　第一節(jié) AT89S5119</p><p>　　第二節(jié) DAC083222&

7、lt;/p><p>　　第四章 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析25</p><p>　　1. 測試工具25</p><p>　　2. 測試數(shù)據(jù)及分析25</p><p>　　3. 系統(tǒng)誤差分析26</p><p><b>　　結(jié)論27</b></p><p><b>　

8、　附錄28</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　第一節(jié) 課題研究的意義及前景</p><p>　　

9、當(dāng)今社會人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個共同的電路--電源電路。大到超級計算機、小到袖珍計算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬別。超級計算機的電源電路本身就是一套復(fù)雜的電源系統(tǒng)。通過這套電源系統(tǒng)，超級計算機各部分都能夠得到持續(xù)穩(wěn)定、符合各種復(fù)雜規(guī)范的電源供應(yīng)。袖珍計算器則是簡單多的電池電源電路。不過你可不要小看了這個電池電源電路，比較新型的電路完全具

10、備電池能量提醒、掉電保護(hù)等高級功能?？梢哉f電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ)，沒有電源電路就不會有如此種類繁多的電子設(shè)備。 　　由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。

11、 　 </p><p>　　穩(wěn)壓電源的分類方法繁多，按輸出電源的類型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源；按電路類型分有簡單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源，等等。</p><p>　

12、　第二節(jié) 系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類是特性指標(biāo)，反映直流穩(wěn)壓電源的固有特性，如輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。</p><p><b>　　1、特性指標(biāo)</b></p><p>

13、;　?。?）輸出電壓范圍　　符合直流穩(wěn)壓電源工作條件情況下，能夠正常工作的輸出電壓范圍。該指標(biāo)的上限是由最大輸入電壓和最小輸入－輸出電壓差所規(guī)定，而其下限由直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓值決定。（2）最大輸入－輸出電壓差　　該指標(biāo)表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常工作條件下，所允許的最大輸入－輸出之間的電壓差值，其值主要取決于直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部調(diào)整晶體管的耐壓指標(biāo)。（3）最小輸入－輸出電壓差　　該指標(biāo)表征在保證直流穩(wěn)壓電源正常工作條件下，所

14、需的最小輸入－輸出之間的電壓差值。（4）輸出負(fù)載電流范圍　　輸出負(fù)載電流范圍又稱為輸出電流范圍，在這一電流范圍內(nèi)，直流穩(wěn)壓電源應(yīng)能保證符合指標(biāo)規(guī)范所給出的指標(biāo)。</p><p><b>　　2、質(zhì)量指標(biāo)</b></p><p>　　（1）電壓調(diào)整率SV　　電壓調(diào)整率是表征直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣的重要指標(biāo)，又稱為穩(wěn)壓系數(shù)或穩(wěn)定系數(shù)，它表征當(dāng)輸入電壓VI變化時直

15、流穩(wěn)壓電源輸出電壓VO穩(wěn)定的程度，通常以單位輸出電壓下的輸入和輸出電壓的相對變化的百分比表示。（2）電流調(diào)整率SI　　電流調(diào)整率是反映直流穩(wěn)壓電源負(fù)載能力的一項主要自指標(biāo)，又稱為電流穩(wěn)定系數(shù)。它表征當(dāng)輸入電壓不變時，直流穩(wěn)壓電源對由于負(fù)載電流（輸出電流）變化而引起的輸出電壓的波動的抑制能力，在規(guī)定的負(fù)載電流變化的條件下，通常以單位輸出電壓下的輸出電壓變化值的百分比來表示直流穩(wěn)壓電源的電流調(diào)整率。　　</p><p

16、>　　（3）紋波抑制比SR　　紋波抑制比反映了直流穩(wěn)壓電源對輸入端引入的市電電壓的抑制能力，當(dāng)直流穩(wěn)壓電源輸入和輸出條件保持不變時，紋波抑制比常以輸入紋波電壓峰－峰值與輸出紋波電壓峰－峰值之比表示，一般用分貝數(shù)表示，但是有時也可以用百分?jǐn)?shù)表示，或直接用兩者的比值表示。（4）溫度穩(wěn)定性K　　集成直流穩(wěn)壓電源的溫度穩(wěn)定性是以在所規(guī)定的直流穩(wěn)壓電源工作溫度Ti最大變化范圍內(nèi)（Tmin≤Ti≤Tmax）直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化

17、的百分比值。</p><p><b>　　3、極限指標(biāo)</b></p><p>　?。?）最大輸入電壓 是保證直流穩(wěn)壓電源安全工作的最大輸入電壓。（2）最大輸出電流 是保證穩(wěn)壓器安全工作所允許的最大輸出電流。</p><p>　　第三節(jié) 設(shè)計的主要內(nèi)容</p><p><b>　　1. 設(shè)計任務(wù)：&l

18、t;/b></p><p>　　設(shè)計一個數(shù)控穩(wěn)壓電源，可由按鍵直接輸入電壓值，還具有加、減調(diào)節(jié)的功能。</p><p><b>　　2. 基本要求：</b></p><p>　　(1)、輸入電壓：220V市電（±10%）</p><p>　　(2)、輸出電壓：0到12.0V可調(diào)</p>&l

19、t;p>　　(3)、最大輸出電流：1A；</p><p>　　(4)、紋波電壓：小于50mV @ 1A</p><p>　　(5)、電壓調(diào)節(jié)分辨力：0.1V</p><p>　　(6)、輸出電壓精度：±1%</p><p>　　(7)、由LED數(shù)碼管或者LCD顯示器顯示預(yù)設(shè)電壓值</p><p><

20、;b>　　3. 發(fā)揮部分:</b></p><p>　　(1)、擴展輸出電壓范圍到18V</p><p>　　(2)、增大輸出電流到3A</p><p>　　(3)、減小紋波電壓到小于20mV</p><p>　　(4)、增加實際輸出電壓顯示功能</p><p>　　(5)、提高電源的效率</p

21、><p>　　(6)、增加過流保護(hù)功能</p><p>　　(7)、具有保存最后一次設(shè)定電壓值的功能，即開機后自動恢復(fù)最后一次的工作電壓狀態(tài).</p><p>　　第四節(jié) 系統(tǒng)的總體框圖</p><p>　　本系統(tǒng)是以AT89S51 單片機為核心控制器，具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)調(diào)整、輸出的電 壓信號和預(yù)置的電壓信號可同時顯示的數(shù)控直流電源，其硬件原

22、理方框圖如圖1 所示。系統(tǒng) 由AT889S51 控制電路、鍵盤電路、電源電路、D/A 電路、功放電路、短路保護(hù)及報警電路、 穩(wěn)壓輸出電路、LED 顯示電路八部分組成。系統(tǒng)通過“開關(guān)”、“+”、“-”三個按鍵來控制預(yù)置電壓的升降，并通過數(shù)碼管顯示。AT89S51 單片機送出相應(yīng)的數(shù)字信號，在D/A 轉(zhuǎn)換之 后輸出電流，經(jīng)集成運放LM358 轉(zhuǎn)換、三極管放大、RC 網(wǎng)絡(luò)濾波，最終穩(wěn)定。同時由LED 數(shù)碼管顯示輸出電壓；由數(shù)字電壓表測量實測值

23、。</p><p>　　第五節(jié) 系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。</p><p>　　四個環(huán)節(jié)的工作原理如下：</p><p>　　(1)電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給

24、整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。</p><p>　　(2)整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。</p><p>　　(3)濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿足RL-C＝（3-5）

25、T/2，或中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。</p><p>　　(4)穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V－37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)，

26、最大輸出電流為1.5A。其典型電路如下圖，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達(dá)式為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）。</p><p><b>　　第二章 方案的設(shè)計</b></p><p>　　第一節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 </p><

27、p>　　本系統(tǒng)由電源模塊、調(diào)壓模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、顯示與鍵盤模塊組成，圖1所示是該直流數(shù)控穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)原理框圖。</p><p>　　1.1 系統(tǒng)電源模塊</p><p>　　在圖1中，220 V市電經(jīng)220 V/17.5 V變壓器降壓后得到的雙17.5 V交流電壓，經(jīng)過一個全橋整流后可得到±21 V兩路電壓，其中一路+21 V電壓供給調(diào)整管，作為電源對外輸出，另一路經(jīng)

28、三端穩(wěn)壓器7815得到+15 V，再經(jīng)過7805得到+5 V的電壓。-21 V的電壓則經(jīng)三端穩(wěn)壓器MC7915得到-15 V電壓，以作為系統(tǒng)本身的工作電源。 </p><p>　　1.2 電壓調(diào)整模塊 </p><p>　　該穩(wěn)壓電源中的電壓調(diào)整模塊電路如圖2所示。其中調(diào)整管采用復(fù)合管形式(由Q1、Q3組成)，以實現(xiàn)大電流輸出，由于該設(shè)計要求Iomax=0.5 A，Iomin=0 A，Pm

29、=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5=9 W，因此，本電路中的調(diào)整管可選TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A;Pcw=65 W>9 W，VCEOmax=100 V>18 V)，當(dāng)然，也可以選用2N5832。 　　電路的比較放大采用運放NE5534來設(shè)計，該器件具有共模抑制比高，響應(yīng)速度快和壓擺率高的特點。設(shè)計時可由R10、R11A、R12組成分壓取樣電路，并要求R

30、10/(R11A+R12)=1/4，即當(dāng)輸出電壓存在△UO=0.05 V時，△Ua=0.04 V，這與DAC的輸出(10/255=0.04V=1LSB)變化一致。事實上，經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換以將電流轉(zhuǎn)換為電壓并進(jìn)行電壓放大后，即可將得到的10 V電壓送比較器NE54534的同相端作為比較的基準(zhǔn)電壓。由于DAC0832是8位的D/A轉(zhuǎn)換器，故有255步進(jìn)。由此，當(dāng)CPU控制DAC變化1LSB時，其對應(yīng)Va的變化為0.04 V</p>

31、<p>　　1.3 D/A轉(zhuǎn)換模塊 </p><p>　　本系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。它由DAC0832、兩級低漂移的運放μA714及VREF電路組成。DAC0832和運放U3A將CPU發(fā)出的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0～-5 V的電壓，然后經(jīng)運放U3B反向放大2倍，以得到0～10 V電壓。因此，該DAC的轉(zhuǎn)換分辨率為10/(28-1)=0.04 V，即CPU輸出給DAC的數(shù)據(jù)變化為1 Bit，DA

32、C輸出電壓的變化為0.04 V。VREF電路為DAC提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)R5A，可使基準(zhǔn)電壓保持為5 V。 </p><p>　　1.4 顯示與鍵盤模塊 </p><p>　　本電源中的電壓顯示與鍵盤電路如圖4所示。當(dāng)輸出電壓經(jīng)R13限流和R14取樣后，即可送如TLC2453-1進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。圖4中的TLC2453-1為11通道、12位串行A/D轉(zhuǎn)換器，具有12位分辨率，轉(zhuǎn)換時間為10μs

33、，有11個模擬輸入通道，3路內(nèi)置自測試方式，采樣率為66 kbps，線性誤差±1LSBmax，同時帶有轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出EOC，并可單、雙極性輸出。通過其可編程的MSB或LSB前導(dǎo)可編程輸出數(shù)據(jù)長度。TLC2453-1的時鐘頻率選用4.1 MHz，電源輸出電壓Uo的取樣信號從IN0輸入，芯片的I/O時鐘端、數(shù)據(jù)輸入端、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端、片選端分別與AT89S51單片機的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相連，然后經(jīng)單片機處理后從P

34、0口輸出，在經(jīng)排阻9A472J驅(qū)動后送字符型液晶顯示屏SMC1602A顯示輸出電壓。電路中AT89S51單片機的晶振頻率選用12 MHz，P1.0～P1.3接調(diào)壓按鈕。增加電壓時，粗調(diào)用按鍵S1，步進(jìn)為1 V，細(xì)調(diào)用S2，步長為0.05 V;減小電壓時，粗調(diào)用S3，步長為1 V，細(xì)調(diào)用S4，步調(diào)為0.05 V。這樣，經(jīng)過它們的有機結(jié)合便可將輸出電壓調(diào)節(jié)</p><p>　　鍵盤接口電路如圖5 所示。鍵盤設(shè)計由三個

35、按鍵控制即：“開關(guān)”鍵、“+”鍵、“-”鍵， 并外接三個上拉電阻控制鍵盤去抖。此三鍵分別連接到單片機的P1.0、P1.1、P1.2 接口進(jìn) 行控制。</p><p>　　圖5 鍵盤接口電路</p><p>　　預(yù)置電壓顯示電路如圖6 所示。本設(shè)計選用譯碼驅(qū)動器74F244，用來驅(qū)動LED 數(shù)碼管 顯示預(yù)置電壓，分別由單片機P2.0～P2.7 接口控制。LED 共陰極控制端由P1.4~P

36、1.6 接口 控制，并用三極管8050 來控制LED 的顯示。</p><p>　　圖6 預(yù)置電壓顯示電路</p><p>　　第二節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計 </p><p>　　軟件控制程序由主程序和過流保護(hù)程序兩部分，其主要實現(xiàn)步進(jìn)加減、D/A 轉(zhuǎn)換、鍵盤 掃描、LED 顯示、電流報警等功能。</p><p>　　本電路的主程序流程如圖5所示。

37、 </p><p><b>　　2.1 主程序</b></p><p>　　首先初始化系統(tǒng)，即 AT89S51單片機系統(tǒng)的初始化，再對系統(tǒng)時間進(jìn)行設(shè)置 ，調(diào)用按 鍵處理子程序，判斷是否有按鍵按下，若有就調(diào)用顯示處理程序，顯示處理程序在數(shù)碼管上 顯示預(yù)置電壓，由單片機控制的信號經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換后，通過檢測電路判斷是否短路，若短路則 啟動中斷保護(hù)。否則，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。主流程

38、圖如圖6 所示。</p><p>　　2.2 過流保護(hù)程序</p><p>　　從數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換出的信號，一路經(jīng)過流檢測電路，把檢測到的信號，送入單片機最 小系統(tǒng)進(jìn)行處理，若過流，則蜂鳴器鳴叫。過流保護(hù)程序流程圖如圖7 所示。</p><p>　　圖6 主程序流程圖 圖7 過流保護(hù)程序流程圖</p><p>　　第三

39、章 主要元器件簡介</p><p>　　第一節(jié) AT89S51</p><p>　　AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出

40、管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　1 主要特性·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128

41、*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p><b>　　管腳說明</b></p><p>　　VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收

42、8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故

43、。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存

44、儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通

45、）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個AL

46、E脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　第二節(jié) DAC0832</p><p>　　DAC0832是一個8位D/A轉(zhuǎn)換器芯片，單電源供電，從+5V～+15V均可正常工作，基準(zhǔn)電壓的范圍為±10V，電流建立時

47、間為1µs，CMOS工藝，低功耗20mm。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9.1所示，它由1個8位輸入寄存器、1個8位DAC寄存器和1個8位D/A轉(zhuǎn)換器組成和引腳排列如圖所示。</p><p>　　DAC0832工作方式的選擇：DAC0832有兩種工作方式：單緩沖工作方式和雙緩沖工作方式。單緩沖即控制輸入寄存器鎖存信號或DAC寄存器鎖存信號；雙緩沖即輸入寄存器信號和DAC寄存器鎖存信號分別控制.鑒于考慮我們電路實現(xiàn)的功能

48、主要通過其實現(xiàn)數(shù)模之間的轉(zhuǎn)換，所以采用單緩沖工作方式。</p><p>　　DAC0832引腳功能圖</p><p>　　該D/A轉(zhuǎn)換器為20引腳雙列直插式封裝，各引腳含義如下：</p><p>　　(1)D7～D0——轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入。</p><p>　　(2)CS——片選信號（輸入），低電平有效。</p><p>　

49、　(3)ILE——數(shù)據(jù)鎖存允許信號（輸入），高電平有效。</p><p>　　(4)WR1——第一信號（輸入），低電平有效。該信號與ILE 信號共同控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式：當(dāng)ILE=1和XFER=0時，為輸入寄存器直通方式；當(dāng)ILE=1和WR1 =1時，為輸入寄存器鎖存方式。</p><p>　　(5) WR2 ——第2寫信號(輸入),低電平有效.該信號與信號合在一起

50、控制DAC寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式:當(dāng) WR2=0和XFER=0時,為DAC寄存器直通方式; 當(dāng)WR2=1和XFER=0時,為DAC寄存器鎖存方式。 </p><p>　　(6)XFER——數(shù)據(jù)傳送控制信號(輸入),低電平有效 。 </p><p>　　(7)Iout2——電流輸出“1”。當(dāng)數(shù)據(jù)為全“1”時，輸出電流最大；當(dāng)數(shù)據(jù) 為全“0”時，輸出電流最小。&l

51、t;/p><p>　　(8)Iout2——電流輸出“2”。</p><p>　　DAC轉(zhuǎn)換器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常數(shù)。</p><p>　　(9)Rfb——反饋電阻端</p><p>　　既運算放大器的反饋電阻端，電阻（15KΩ）已固化在芯片中。因為DAC0832是電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，為得到電壓的轉(zhuǎn)換輸出，使用時需在兩個電

52、流輸出端接運算放大器，Rfb 即為運算放大器的反饋電阻。</p><p>　　(10)Vref——基準(zhǔn)電壓，是外加高精度電壓源，與芯片內(nèi)的電 阻網(wǎng)絡(luò)相連接，該電壓可正可負(fù)，范圍為-10V～+10V.</p><p>　　(11)DGND——數(shù)字地</p><p>　　(12)AGND——模擬地</p><p>　　第四章 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析

53、</p><p>　　在焊接電路前，可以先把電源供電部分獨立出來。這一塊是系統(tǒng)電路的基礎(chǔ)，如果這部分電路曾在錯誤，則后面的電路無從談起。不過這部分電路簡單，出錯的概率小。這部分的電路做好后，就可以構(gòu)造單片機控制電路。在做單片機控制電路前，可以先構(gòu)造單片機的外圍電路，然后焊接單片機的控制電路。</p><p><b>　　1. 測試工具 </b></p>

54、<p>　　HG6333直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　DS5026數(shù)字示波器</p><p>　　VC9806數(shù)字萬用表</p><p>　　2. 測試數(shù)據(jù)及分析</p><p><b>　　數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊測試</b></p><p>　　通過給D0-D7輸入端一個數(shù)字量測量VREF

55、輸出電壓,并用數(shù)字示波器觀察其穩(wěn)定度,測試表格如下</p><p>　　從數(shù)據(jù)可以看出,DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換具有很高的精度,并且其精度隨輸入數(shù)字量的增加而增大,在高電壓輸出的情況下更加精確。</p><p><b>　　3. 系統(tǒng)誤差分析</b></p><p>　　DAC0832的量化誤差</p><p>　　DAC

56、083為8位的D/A轉(zhuǎn)換器，滿量程為10V的量化誤差為±（1/2）LMBS =±(1/2)×(1/28 )×10≈±20mV。按滿度歸一化的相對誤差為±（1/2）×(1/28 )=±0.2%。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源是最常用得電壓設(shè)備，在

57、科研及實驗中都是必不可少的。直流穩(wěn)壓電源以其穩(wěn)定性高，波紋小，可靠性高，體積小，重量輕得到廣泛的應(yīng)用。電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實踐性很強的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。數(shù)字化智能電源模塊是針對傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性.</p><p>　　電源采用數(shù)字控

58、制，具有以下明顯優(yōu)點:</p><p>　　1)易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。2)控制靈活，系統(tǒng)升級方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必改動硬件線路。3)控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可以針對不同的系統(tǒng)(或不同型號的產(chǎn)品)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調(diào)整即可。4)系統(tǒng)維護(hù)方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便地通過RS232接口或RS485接口或U

59、SB接口進(jìn)行調(diào)試，故障查詢，歷史記錄查詢，故障診斷，軟件修復(fù)，甚至控制參數(shù)的在線修改、調(diào)試;也可以通過MODEM遠(yuǎn)程操作。5)系統(tǒng)的一致性好，成本低，生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不像模擬器件那樣存在差異，所以，其一致性很好。由于采用軟件控制，控制板的體積將大大減小，生產(chǎn)成本下降。6)易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運行系統(tǒng)。為了得到高性能的并聯(lián)運行逆變電源系統(tǒng)，每個并聯(lián)運行的逆變電源單元模塊都采用全數(shù)字化</p>&l

60、t;p>　　控制，易于在模塊之間更好地進(jìn)行均流控制和通訊或者在模塊中實現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法(不需要通訊)，從而實現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運行系統(tǒng)。</p><p>　　在本次設(shè)計的過程中，我也發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡單的電路，要動手把它給設(shè)計出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動手設(shè)計過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這

61、一點，更重要的是我們要學(xué)會把從書本中學(xué)到的知識和實際的電路聯(lián)系起來，這不論是對我們以后的就業(yè)還是學(xué)習(xí)，都會起到很大的促進(jìn)和幫助，我相信，通過這次的課程設(shè)計，在下一階段的學(xué)習(xí)中我會更加努力，力爭把這門課學(xué)好，學(xué)精。</p><p>　　由于時間與學(xué)識水平等方面的限制，我知道自己做的還有許多不足，欠缺。懇請得到老師的指導(dǎo)和糾正。</p><p><b>　　附錄</b>&

62、lt;/p><p><b>　　整機電路圖</b></p><p>　　單片機控制及數(shù)模轉(zhuǎn)換原理圖:</p><p><b>　　電壓顯示與鍵盤電路</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　光陰荏苒，日月如梭，在xx的三年學(xué)習(xí)時

63、間即將過去。在漫長的人生旅程中，三年時間并不算長，但對我而言，是磨礪青春、揮灑書生意氣的三年，也是承受師恩、增長才干、提高學(xué)識的三年。我將以一個全新的面貌，重新投入到火熱的工作和事業(yè)中。在此，謹(jǐn)對培育我的母校、教導(dǎo)我的老師、幫助我的同學(xué)們致予最誠摯的謝意和敬意。</p><p>　　在此，我特別要感謝我的論文指導(dǎo)老師xx老師。他學(xué)識淵博，專業(yè)精通，對教育事業(yè)懷著深厚的感情；他誨人不倦，與同學(xué)們保持著良好的溝通并經(jīng)

64、常給予科學(xué)的指導(dǎo)和熱心的勉勵。毋庸諱言，老師的道德文章將成為我人生的座標(biāo)和里程碑。 　 我還要感謝給予我很多關(guān)心和幫助的同學(xué)們，三年學(xué)習(xí)生活使我們結(jié)下深厚的友誼。俗話說天下沒有不散之筵席，在畢業(yè)之際，我衷心地同學(xué)和朋友們在以后的人生道路上越走越寬廣，也深深相信在未來的日子里我們將一路攜手前行，會有很多的碰撞和交流，我們將始終記得我們曾=同窗學(xué)習(xí)，這將是我克服困難、不斷前進(jìn)的精神動力。同時，祝愿我們的母校越辦越輝煌！</p>

65、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 克強.數(shù)控直流穩(wěn)壓電源——單片機與D/A轉(zhuǎn)換接口電路應(yīng)用實例.北京：電子世界，2001.8.</p><p>　　[2] 曹巧媛.單片機[6] 胡愛閩, 基于單片機的多功能數(shù)控直流穩(wěn)壓電源[J]，《單片機與可編程器件》 ,2004年第2期</p><p>　　[3

66、]吳金戌，沈慶陽.8051實用編程.北京：清華大學(xué)出版社，2002.8.</p><p>　　[4] 瞿德福.數(shù)字電路與模擬電路.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.4.</p><p>　　[5]吳恒玉，何玲等．基于單片機的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與實現(xiàn)［J］．微計算機信息．2009，12-2：135-136</p><p>　　[6] 胡愛閩, 基于單片機的多功能數(shù)控

67、直流穩(wěn)壓電源[J]，《單片機與可編程器件》 ,2004年第2期</p><p>　　[7]《基于單片機的智能系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》 , 電子工業(yè)出版社 ,作者：沈紅衛(wèi)，2005年9月版[8] 袁佑新、劉洋、秦嶺，基于單片機的智能防腐電源的設(shè)計與實現(xiàn)，《武漢理工大學(xué)學(xué)報》，2004年第10期[9] 何立民編著，MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，北京：北京航天航空大學(xué)出版社,1998[10]丁志剛，李剛民編，單片微

68、型計算機原理與應(yīng)用，北京：北京電子工業(yè)出版社,1990[11]沙占友，新型特種集成電源及應(yīng)用， 北京：人民郵電出版社,1998[12]高惠芳等，實用的大功率DC/DC開關(guān)電源電路，電測與儀表，1998，8[13]D M Divan. Zrto-switching-Loss Inverters for High-Power[J]. Applications, IEEE Trans IndAppl 1989,25(4):634-643