簡(jiǎn)易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)①

彭建英 單同坤 雷立云

[摘 要]隨著單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,其越來(lái)越多的應(yīng)用到各個(gè)電子領(lǐng)域,以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的直流電源可以解決很多傳統(tǒng)的直5流電源功能簡(jiǎn)單,難于控制,不方便調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)。本數(shù)控直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)為主控模塊,由DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓,然后由放大電路對(duì)模擬電壓進(jìn)行放大,以達(dá)到我們所要求輸出的值。

[關(guān)鍵詞]單片機(jī) DAC0832 放大電路

[中圖分類(lèi)號(hào)]G633 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1007-9416(2009)12-0010-02

數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來(lái)的,期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。這些理論為其后來(lái)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時(shí)間里,數(shù)控電源技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向,是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展,各種類(lèi)型專(zhuān)用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用,到90年代,己出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到0.05V的數(shù)控電源,功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源[1]。

1 系統(tǒng)框圖和工作原理

系統(tǒng)框圖如圖1所示,主要由單片機(jī)組成的控制電路,DAC0832組成的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,按鍵電路和數(shù)碼管顯示電路等組成。

系統(tǒng)工作原理:利用單片機(jī)對(duì)按鍵輸入值進(jìn)行判斷鍵值處理并送入數(shù)碼管顯示,然后將數(shù)據(jù)送入DAC0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并經(jīng)過(guò)放大電路輸出。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件接口電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件接口電路見(jiàn)圖2所示,單片機(jī)P1口與U2 74HC573和U3 74HC573的D0-D7相接相連,P2口與矩陣鍵盤(pán)的行列相接,P0口與DAC0832的數(shù)據(jù)端D10-D17相接,P3.0 與U2的LE相連,P3.1 與U3的LE相連,U2的Q0-Q7接數(shù)碼管的段碼A、B、C、D、E、F、G、DP,U3的Q0、Q1接數(shù)碼管的位選段1、2,DAC0832的輸出電流接運(yùn)算放大器U2:A[1]。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

2.2.1軟件流程圖

程序流程圖見(jiàn)圖3,程序開(kāi)始進(jìn)行鍵盤(pán)掃描,然后獲得鍵值送數(shù)碼管顯示,再經(jīng)DA0832數(shù)模轉(zhuǎn)換獲得與輸入鍵值相對(duì)應(yīng)的模擬輸出電壓值[2]。

2.2.2接口程序

部分程序源碼:

sbit dula1=P3^0;

sbit wela1=P3^1;

sbit key1=P2^3;

sbit key2=P3^4;

uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0,};

uchar code tablexianshi[]={0x17,0x31,0x4b,0x65,0x7f,0x99,0xb3,0xcd,0xe6,0xff,};

uchar num,temp,aa;

uchar keyscan();

void display(uchar aa);

void main()

{dula1=1;P1=0;dula1=0;wela1=1;P1=0xfd;wela1=0;P0=0;while(1)}

{display(keyscan());}

3 仿真與調(diào)試

系統(tǒng)利用PROTEUS和KEILC軟件進(jìn)行仿真和調(diào)試,且結(jié)果準(zhǔn)確。仿真圖見(jiàn)圖2所示。圖中數(shù)碼管顯示的是鍵盤(pán)輸入值5V電壓,由運(yùn)放U2:A將DAC0832的電流值轉(zhuǎn)換為電壓值為-2.5v,再由放大電路放大2倍,由Volts B測(cè)得的是輸出直流電壓值4.98V,其中存在0.02V的誤差。

本設(shè)計(jì)利用AT89C51作為主控芯片來(lái)控制DAC0832產(chǎn)生直流電壓信號(hào),經(jīng)輸出采樣電路的電流/電壓轉(zhuǎn)換、放大,輸出穩(wěn)定的直流電流。系統(tǒng)中用鍵盤(pán)進(jìn)行數(shù)值設(shè)定,用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。整個(gè)系統(tǒng)可編程,使得系統(tǒng)的靈活性大大的增加,由于運(yùn)算放大器具有很大的電源電壓抑制化,可以大大減小輸出端的紋波電壓。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 謝維成.單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

[2] 馬忠梅.單片機(jī)原理的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003.

[項(xiàng)目基金]

基于ARM-Linux 的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用研究,湖南省教育廳科技項(xiàng)目支助;編號(hào):07C446