數(shù)控直流電源設(shè)計論文

1、數(shù)控直流電源 1簡易數(shù)控直流電源 摘要：隨著時代的發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個領(lǐng)域， 本文將介紹一種數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，本電源由模擬電源、顯示電路、控制電路、 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電路四部分組成 . 準(zhǔn)確說就是模擬電源提供各個芯片電源、 數(shù)碼管、放大器所需電壓 ; 顯示電路用于顯示電源輸出電壓的大小。同時分析了 數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相互轉(zhuǎn)換的概念。 與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比具有操作方便， 電 源穩(wěn)定性高以及其輸出電壓大小采用數(shù)碼顯示的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：單片機(jī) AT89C51， 數(shù)模轉(zhuǎn)換 DAC0832 ，串行輸入并行輸出 74LS164The simple number contr

2、ols direct current power supply89C51 system error margin is analyticalAuthor: Yu QuanhaoThtor : Zhang qinglinAbstractAlong with the development of the ages, the numerical electronics technique has already makewidely available to our life, work, research, each realm, this text will introduce a kind o

3、f number to control direct current steady press power supply, this power supply from imitate power supply,show electric circuit,control electric circuit,few molds conversion electric circuit and enlarge electric circuit to constitute for four-part cent.Accurate say be imitate power supply to provide

4、 each electric voltage that chip power supply,the figures tube,enlarger need;the manifestation electric circuit used for showing the power supply outputs electric voltage of size.Analyzed a numerical technique and imitates the concept that the technique converts mutually in the meantime.With traditi

5、onal steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keyword:SCM AT89C5174 LS164 D/A C目錄1 緒論1.1研究背景及意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3課題的研究方法22 基礎(chǔ)知識2.1 芯片的原理及應(yīng)用2.1.1 AT89C51 簡介32.1.2 HA

6、17741 52.1.3 TL082 62.1.4 74LS136472.1.5. DAC0832 92.1.6 7805、7812 管腳圖92.1.7 7915 管腳圖102.2多位LED顯示的串口實(shí)現(xiàn)原理2.2.1 實(shí)現(xiàn)方式11引腳功能113 電路原理和硬件實(shí)現(xiàn)123.1 電路框圖3.2 整體電路 圖3.3 內(nèi)部電路及原理分析3.3.1 電路組成4 程序設(shè)計4.1程序流程圖214.2程序運(yùn)行原理235 電路的調(diào)試5.1實(shí)驗(yàn)儀器245.2電路測試數(shù)據(jù)246 系統(tǒng)誤差分析 25 7結(jié)論 258. 參考文獻(xiàn) 279附錄附錄A:源程序27附錄B:材料清單321 緒論1.1 研究背景及意義直流穩(wěn)壓電

7、源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一 , 廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳 統(tǒng)的多功能直流穩(wěn)壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積 大、復(fù)雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多 , 但均存在以下二個問題 : 1） 輸出 電壓是通過粗調(diào) （波段開關(guān)） 及細(xì)調(diào)（電位器）來調(diào)節(jié)。這樣 , 當(dāng)輸出電壓需要精 確輸出，或需要在一個小范圍內(nèi)改變時（如1.051.07V ）,困難就較大。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。 2） 穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 , 對過載進(jìn)行限流或截流型保護(hù) , 電路構(gòu) 成復(fù)雜 , 穩(wěn)壓精度也不高。在家用電器和其他各類電子設(shè)備

8、中， 通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。 但在 實(shí)際生活中，都是由 220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。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。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié) , 并由電壓表 指示電壓值的大小 . 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 . 而基于單

9、片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 ,特別是計算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn) , 現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控 產(chǎn)品均需要有低紋波、 寬調(diào)整范圍的高壓電源 , 特別是在一些高能物理領(lǐng)域 , 急需 電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從上世紀(jì)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。在 80 年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向到 20 世紀(jì)末更為先進(jìn)的 第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流 / 直流電源行業(yè)正面臨著新的挑 戰(zhàn)，

10、即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。早在 90 年代中，半導(dǎo)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(dāng)時，這種方案的性價比與當(dāng)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。由于板載電源管理的更廣泛應(yīng)用和行業(yè)能源節(jié)約和運(yùn)行最優(yōu)化的關(guān)注， 電源行業(yè)和半導(dǎo)體生產(chǎn)商們便開始共同開發(fā)這種名為“數(shù)控電源”的新產(chǎn) 品?，F(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(jī)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(shí)現(xiàn)了直流電源的無人值守“設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源主要由單片機(jī)系統(tǒng)、 鍵盤、數(shù)碼管顯示器、 指示燈及報警

11、 電路、檢測電路、 D/ A 轉(zhuǎn)換電路、直流穩(wěn)壓電路等幾部分組成 , 系統(tǒng)框圖如圖 2 所示。單片機(jī)系統(tǒng)選用89C51型號單片機(jī),內(nèi)含4 K的ROM.采用8255作為電 壓輸出的擴(kuò)展接口 ,8279 作為鍵盤和顯示器的擴(kuò)展接口。1.3 課題研究方法直流穩(wěn)壓電源是最常用的儀器設(shè)備 , 在科研及實(shí)驗(yàn)中都是必不可少的。 針對以上 問題, 我們設(shè)計了一套以單片機(jī)為核心的智能化直流電源。 該電源采用薄膜輕觸 鍵盤, 可對輸出電壓及報警閾值以快慢兩種方式進(jìn)行設(shè)置 , 輸出由單片機(jī)通過 D/A , 控制驅(qū)動模塊輸出一個穩(wěn)定電壓。 同時穩(wěn)壓方法采用單片機(jī)閉環(huán)控制 , 單片機(jī)通過A/D采樣輸出電壓，與設(shè)定值進(jìn)行

12、比較，若有偏差則調(diào)整輸出，越限 則輸出報警信號并截流。工作過程中，穩(wěn)壓電源的工作狀態(tài)（輸出電壓、電流等 各種工作狀態(tài)）均由單片機(jī)輸出驅(qū)動L ED顯示,多種顯示模式間，由鍵盤控制 進(jìn)行動態(tài)邏輯切換。本課題研究一種以單片機(jī)為核心的智能化高精度簡易直流電源的設(shè)計 ，該電源 采用數(shù)字調(diào)節(jié)、閉環(huán)實(shí)時監(jiān)控、輸出精度高，且兼?zhèn)潆p重過載保護(hù)及報警功能， 特別適用于各種有較高精度要求的場合。2基礎(chǔ)知識2.1芯片的原理及應(yīng)用2.1.1 AT89C51 簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，可擦除的的只讀存儲器（PEROM）,

13、 ATME的 AT89C51是一種高效微控制器.AT89C51單片機(jī)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三級程序存儲器鎖定、128*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：Pin Configuration圖2.1 AT89C5僧腳圖表 2.1 T89C51P3 口定義PortPinAlter nateFunctionsP3.0RXD (serialin putport )P3.1TXD (serialoutputport )P3.2/INT0 (external in terru

14、pt 0 )P3.3/INT1 (external in terrupt 1 )P3.4T0(timer 0 exter nal in put )P3.5T1(timer 1 exter nal in put )P3.6/WR (Exter nal data memory write-L ink )P3.7/RD ( Exter nal data memory read-L ink )P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。2.1.2 HA17741內(nèi)含單個放大器，但是其內(nèi)部差分放大電路不夠理想對稱，需要外接電位器調(diào)零， 調(diào)整輸入級的對稱程度，使電路輸入為零時輸出為零。由于每次啟動都

15、需要調(diào)零， 且調(diào)零需要改變電路，故不采用這個芯片，用 TL082CP代替。圖2.2 7741管腳圖2.1.3 TL082內(nèi)含兩個差分放大器，能夠自動調(diào)零。圖2.3 TL082管腳圖電特性圖圖2.4TL082最大輸出尖峰電壓與供電電壓關(guān)系圖2.1.4 74LS13648位串行輸入并行輸轉(zhuǎn)換寄存器，異步清零，輸入端低邏輯時阻止數(shù)據(jù)輸入，在 下一個時鐘脈沖重起觸發(fā)器低電平，這樣阻止多余的數(shù)據(jù)。圖2.574LS164管腳定義與輸入、輸出特性2.1.5. DAC0832圖 2.6DAC0832管腳圖7805、7812管腳圖圖 2.77805、7812 管腳圖2.1.7 7915 管腳圖圖 2.87815

16、 管腳圖圖 2.9 7915 管腳圖2.2多位LED顯示的串口實(shí)現(xiàn)原理2.2.1 實(shí)現(xiàn)方式該實(shí)現(xiàn)方式是通過89C51串行輸入,再串行輸出到74LS164,再經(jīng)過74LS164并行 輸出到數(shù)碼顯示管 .單片機(jī)89C51的串行口設(shè)定工作在方式 0狀態(tài).在方式0時,89C51的串行口起到 一個一位寄存器的作用.RXD引腳輸出端，TXD引腳輸出移位時鐘.一個字節(jié)輸出 完畢AT89C51自動發(fā)送中斷標(biāo)志TI置位.這種顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是可以顯示位數(shù) 多，顯示亮度大，顯示程序簡單，主程序不必掃描顯示接口，因此有更多的時間 用于完成其它任務(wù)。2.2.2 引腳功能74LS164有14條引腳.74LS164為TTL

17、單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入,并 行輸出其中A、B （第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律 輸入信號，共一個輸入信號時可并接 CLK為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。每一個時鐘信號臺的上升沿加到 CLK端時，移拉寄存器移一位，D0位首先 送出，最后是D7位，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74LS16 4中。MR（第9腳）為復(fù)位 端，當(dāng)MR=0寸，移位寄存器各位復(fù)0,只有當(dāng)R=1時，時鐘脈沖才起作用。Q0Q7（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的dp a各段對應(yīng)的 引腳上。LED的8個段選端通過電阻和74LS164的并行輸出口即8根選線相連接。電路中

18、設(shè)計了 3位LED顯示器，其功能為：左首位為十位數(shù)，左二位為個位數(shù)，左三位 為小數(shù)點(diǎn)后的十位數(shù)。據(jù)此，給出如下顯示子程序。3電路原理和硬件實(shí)現(xiàn)3.1 電路框圖圖 3.1 系統(tǒng)原理框圖3.2 整體電路圖圖 3.2 整體電路3.3 內(nèi)部電路及原理分析3.3.1 電路組成本電源由模擬電源、 顯示電路、控制電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、 放大電路四部分組成 . 準(zhǔn)確說就是模擬電源提供各個芯片電源、數(shù)碼管、放大器所需電壓 ; 顯示電路用 于顯示電源輸出電壓的大小。1. 數(shù)碼顯示電路顯示電路由三個數(shù)碼管和3個74LS164組成。三個數(shù)碼管分別組成顯示電路的十 位、個位、小數(shù)點(diǎn)位，由于三個數(shù)碼管至少需要21根I/O線

19、，為節(jié)約資源，采用串行輸入并行輸出的74LS164進(jìn)行驅(qū)動輸出。單片機(jī)的兩個并行口分別作為信 號輸出口和時鐘控制信號。采用單片機(jī)的 P3.4、 P3.5 作為控制加減的控制口。 8M晶振為單片機(jī)提供時鐘信號。電容 C3和電阻R25組成復(fù)位電路。如圖圖 3.3 顯示和控制電路 根據(jù)電壓輸出范圍及步進(jìn)要求，顯示電路需要三個數(shù)碼管組成 : 一個具有小數(shù)點(diǎn) 一位、個位和十位的顯示器。這三個數(shù)碼管為帶小數(shù)點(diǎn)的七段 LED數(shù)碼管。驅(qū)動 這三位數(shù)碼管，至少需要21條驅(qū)動線，為了節(jié)省CPU勺I/O 口線，顯示電路采 用CPU勺串行口 RXD和TXD通過74LS164進(jìn)行輸出口線擴(kuò)展。74LS164是串入并 出

20、的8位移位寄存器，在腳所加脈沖的上升沿作用下，把、腳（一般并聯(lián) 使用）輸入的串行數(shù)據(jù)鎖存在并行輸出端， 通過這些并行口線驅(qū)動數(shù)碼管的各字 段。數(shù)碼管選用共陽的KPS-5101 （BHBD1），當(dāng)74LS164的輸出端口某線為低 電位時，對應(yīng)的字段被點(diǎn)亮。1. 電源電路1、線性電源電路（+5V+15V模擬電源電路圖）線性電源由18V變壓器經(jīng)過全波整流，電容整流濾波，通過三端穩(wěn)壓管7815、7812、7805 穩(wěn)壓為芯片 AT89C51 DAC0832 TL082、74LS164 3DD15D 數(shù)碼管 提供電壓。如圖圖3.4 線性電源電路2. （-15V 電源）-15V電源電路由18V經(jīng)過全波整流

21、，電容整流濾波，通過三端穩(wěn)壓管7915穩(wěn)壓輸出。如圖圖3.5 15V電源電路3. D/A 轉(zhuǎn)換電路D/A轉(zhuǎn)換電路主要由AT89C51（單片機(jī)）、數(shù)/碼轉(zhuǎn)換器DAC0832及TL082差分放 大器等芯片組成。AT89C51的 P1 口作為數(shù)據(jù)端口與DAC0832勺8位數(shù)據(jù)線相連。AT89C5吶含4K字節(jié)的ROM無需外部存儲器，因此選用它可使電路得到簡化。 本系統(tǒng)中，因?yàn)镃PU勺工作任務(wù)是單一的，而且數(shù)據(jù)傳送的目的地址也是單一的， 因此，DAC0832采用直通的工作方式，改芯片的CS/（低電平有效）、WR1、XFER、 WR2四個使能端均與地相接處有效狀態(tài)，這個工作方式不需要給DAC0832分配地

22、 址空間，CPU勺P1 口的數(shù)據(jù)變化直接反映到 DAC0832的輸出端。4. DAC0832 轉(zhuǎn)換器DAC0832是一種典型的8位轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部為雙緩沖寄存器即輸入寄存器和 DAC寄 存器， WR1、/ WR2、/ 分別為該兩寄存器的寫信號輸出端， ILE 為輸入鎖存使能端， 高電平有效，CS/為片選端，XFER為傳輸控制端，它和 WR2共同控制DAC寄存 器的工作狀態(tài)。DAC0832有兩個接地端AGN（模擬電路接地端）和 DGN（數(shù)字 信號）接地端，一般情況下，這兩個地端均并聯(lián)接地。DAC0832的D/A轉(zhuǎn)換電路為倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)，故有IOUT1和IOUT2兩個電流輸出端，根據(jù)不同的電

23、路組成， 該芯片可以有兩種輸出模式， 一種為電流輸出模式， 這種模式基準(zhǔn)電壓 加在VREF端,由IOUT1, IOUT2輸出的電流經(jīng)運(yùn)算放大器相加后輸出；另一種為電壓輸出模式，這種模式基準(zhǔn)電壓加在IOUT1和IOUT2之間，模擬電壓加從VREF 端輸出。本電路采用后一種模式，其基準(zhǔn)電壓通過電阻和 2.5V 穩(wěn)壓管組成的穩(wěn) 壓電路提供，其基準(zhǔn)電壓為2.5V，最后經(jīng)過放大器TL082放大到12.5V,作為電 路設(shè)計的程序設(shè)計編碼基準(zhǔn)電壓。由于DAC0832為8位轉(zhuǎn)換器，所以采取把12.5V 電壓等分256份,得出每0.1V的步進(jìn)為2.048。即:12.5/256=0.1/ x , x = 2.04

24、8。 這樣就可以得出DAC0832的Dn的TAB1對應(yīng)的值。由于采用了 2.5V的穩(wěn)壓二極 管最為基準(zhǔn)電壓，所以必須經(jīng)過放大器放大一定倍數(shù)達(dá)到 12.5V.5. 輸入輸出電路 從電路圖可知，放大器輸出信號是受控電源的控制信號，根據(jù)需要選擇不同的 DAC0832俞入的數(shù)字量的值即可獲得不同的控制電壓（放大器輸出電壓），進(jìn)而 可獲得所需的輸出電壓值。 8031 單片機(jī)基本系統(tǒng) 數(shù)控部分核心采用 8031 單片 微機(jī)與EPROM RAM地址鎖存器74LS373組成單片機(jī)的基本系統(tǒng)，并對P2 口的 P2.5、P2.6、P2.7 經(jīng) 74LSl38 地址譯碼后作為 6264、8279 和 0832 的選

25、通信號， 電路圖如圖所示。圖 3.6 擴(kuò)展輸出負(fù)穩(wěn)壓源電路受控電源即電壓輸出電路實(shí)際上是由 7812三端穩(wěn)壓器和3DD15汰功率管組成。 由于7812的帶負(fù)載能力較差，因此，需要通過大功率管3DD15D進(jìn)行擴(kuò)展。本電 路中7812的接地端（第腳）不是直接接地，而是與運(yùn)放的輸出端相接。根據(jù) 7812三端穩(wěn)壓器的工作原理可知，在其接地端腳與V1 （放大器輸出端）相聯(lián)之后，其輸出端第腳的輸出電壓V3應(yīng)該為本身的圍壓值V1之和。即:V3=12+V1 由于電壓輸出電路通過3DD15Dfc功率管進(jìn)行帶負(fù)載能力的擴(kuò)展，電源實(shí)際輸出 的電壓是從該功率管個發(fā)射極輸出的，因此，電源輸出的電壓其實(shí)際值要比 V3 減

26、少一個發(fā)射結(jié)的電壓降即0.7V，所以電源輸出的電壓VOUT=V3-0.7V=12+V1-0.7V調(diào)節(jié)兩個精密電位器，使得實(shí)際輸出電壓與顯示電 壓相等。也就是不同的DAC0832俞入的數(shù)字量的值經(jīng)過放大器TL082放大后與電 源輸出電壓VOUT勺關(guān)系。就這樣確定了電源輸出電壓 CPU俞出數(shù)字Dn的關(guān)系， 這就是編程的依據(jù)。按照0.1V的步進(jìn)量，在0-10V的輸出電壓范圍內(nèi)，應(yīng)該有 101個Dn值。編程時，根據(jù)Dn的表達(dá)式可以算出全部的101個Dn值，并將這 些值從小到大順序存在一張名為 TAB1 的表格中。要輸出某一電壓值，只要從該 表格中查表取出相對應(yīng)的Dn的值，并通過D/A轉(zhuǎn)換電路即可得到所

27、需的電壓。本電路中，K1, K2為輸出電壓選擇鍵，其中K1為“增加鍵”，該鍵沒按一次輸 出電壓將在上一輸出值的基礎(chǔ)上增加 0.1V，K2為“減小鍵”，其功能與K1正好 相反。6. 模擬輸出和放大電路 采用DAC0832的 Vref模式，11腳和12腳接2.5V穩(wěn)壓管為參考電壓，8腳輸出 電壓TL082按比例放大5倍，得到所需要電壓,由于TL082帶負(fù)載能力差，用 3DD15D進(jìn)行功率放大.如圖圖 3.7 模擬輸出和放大電路4程序設(shè)計4.1 程序流程 圖開始 初始化 顯示初值送顯存 顯示初值 有按鍵? 增加鍵 ? 減少鍵 ? 減少子程序 調(diào)用顯示 結(jié)束 增加子程序圖 4.1程序流程圖4.2 程序

28、運(yùn)行原理 在本電路中由于CPU勺工作任務(wù)是單一的，因此，源程序的工作過程為：系統(tǒng)上 電復(fù)位后，默認(rèn)輸出9伏電壓，然后掃描K1，K2鍵，當(dāng)K1或K2鍵有按下時， 程序跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的按鍵處理子程序， 經(jīng)按鍵子程序處理后， 再嵌套調(diào)用顯示子程 序，完成顯示與輸出操作后返回主程序，繼續(xù)掃描此兩鍵。程序設(shè)計需要考慮的主要問題有兩個方面。一方面要找出數(shù)字量Dn與輸出電壓的關(guān)系，這是程序設(shè)計的依據(jù)； 另一方面要建立顯示值與輸出電壓值的對應(yīng)關(guān)系， 這是程序設(shè)計是否成功的標(biāo)志。 因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中， 顯示的輸出電壓值不是之間從 輸出電路中通過檢測得到的， 因此顯示與輸出并不存在直接聯(lián)系。 但為了使顯示 值與實(shí)際輸出值

29、相一致， 在程序編寫時， 必須人為地為兩者建立某種關(guān)系。 采用 的方法是：在程序存儲器中建立 TAB1和TAB2兩張表格，TAB1放101個Dn值， 數(shù)值從小到大順序排列，其值分別對應(yīng)輸出電壓 0-10V, TAB2存放數(shù)碼顯示器 0-9字符所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。TAB1表格的數(shù)據(jù)指針存放在內(nèi)存 RAM中 23H單元，內(nèi)存 20H, 21H和22H三個單元分別存放數(shù)碼顯示器小數(shù)點(diǎn)一位，個位和十位的字符 數(shù)據(jù)指針。在主程序中初始化后之后首先給23H賦予40的偏移量，這個偏移量指向TAB表中的Dn為145,此值對應(yīng)的輸出電壓為9V,由于這個原因，必然要 求顯示器顯示的字符為“ 09.0”，為此，須分別給2

30、0H, 21H和22H賦予0，9 和0的偏移量，這三個偏移量分別指向TAB2中0, 9和輸出兩者之間就建立了初 步的對應(yīng)關(guān)系。為了使兩者保持這種對應(yīng)的關(guān)系，在K1和K2按鍵處理子程序中， 必須使23H, 20H, 21H和22H四個數(shù)據(jù)指針保持“同步”地變化，即為當(dāng)K有鍵時，23H單元增加1指向下一 Dn時，20H單元也相應(yīng)增加1指向下一字符，并且 20H單元（小數(shù)點(diǎn)一位指針）、21H單元（個位指針）和22H元（十位指針）應(yīng)遵循十 進(jìn)制加法的原則，有進(jìn)位時相應(yīng)各位應(yīng)作出相應(yīng)地變化；當(dāng)K2有鍵時，23H單元減1指向前一 Dn時，20H單元也相應(yīng)減1指向前一字符，并且20H, 21H, 22H 三

31、個單元的數(shù)據(jù)指針應(yīng)遵循十進(jìn)制減法原則， 有借位時相應(yīng)的各位須作出相應(yīng)地 變化。按照這一算法只要控制TAB1表格數(shù)據(jù)指針不超出表格的長度就能使顯示 值與輸出值保持一一對應(yīng)的關(guān)系， 即顯示器能準(zhǔn)確地顯示出電源輸出電壓值的大 小，達(dá)到電路設(shè)計的目的。 由于理論計算與實(shí)際情況還存在著一定的差異， 為了 使顯示值更加接近實(shí)際輸出值， 本電路在裝配需要對輸出電壓進(jìn)行校正。 方法是： 在電壓輸出電路帶一輕負(fù)載的情況，將輸出電壓調(diào)至8.3V（顯示器顯示值）選用精確度較高的數(shù)字萬用表對實(shí)際輸出電壓值進(jìn)行校正，通過調(diào)整W1使實(shí)際輸出電壓達(dá)到8.3V ；然后再將輸出電壓調(diào)至5V和9V（均為顯示器顯示值）,同樣用數(shù)

32、字表進(jìn)行校正，通過調(diào)整 W2使輸出電壓值分別達(dá)到5V和9V。如此反復(fù)校正幾 次，就能使顯示器的顯示值和實(shí)際輸?shù)囊恢鲁鲋颠_(dá)到較好的一致性。 0符所對應(yīng) 的數(shù)值。這樣顯示與實(shí)際輸出電壓達(dá)到較好性。5 電路的調(diào)試5.1 實(shí)驗(yàn)儀器TPE-GP2高頻電路實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī) 器 編程器 示波器 5020B 驗(yàn)板 電線若干 鑷子數(shù)字萬用表 實(shí)驗(yàn)面包板 單片機(jī)仿真 電烙鐵 吸錫器 剪刀 剝線鉗 實(shí) 數(shù)字萬用表 螺絲刀 實(shí)驗(yàn)電源箱 0-30V等。5.2 電路測試數(shù)據(jù)電路調(diào)試過程中遇到的問題和解決辦法：1. 電路線路比較多，容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，數(shù)碼顯示由于短路出現(xiàn)顯示不正常顯 示，整理線路后能夠正常顯示。2. 由于沒有找到

33、合適的2.5V穩(wěn)壓管，用3V穩(wěn)壓管代替，在限流電路加精密電 位器調(diào)節(jié)電阻使得穩(wěn)壓管兩端電壓為 2.5V.3. 在差分放大器的輸入端串聯(lián)10K的電位器，在輸入端和輸出端加100K反饋電 位器，調(diào)節(jié)兩個電位器使得輸出電壓數(shù)值和顯示值相等。4. 制作和測試一15V電源時，由于沒有認(rèn)真參考整流管的接法和 7915的芯片資 料，出現(xiàn)兩次整流電容爆裂。5. 數(shù)碼顯示出現(xiàn)問題，檢查電路發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)虛焊，不焊后能正常顯示。6. 穩(wěn)壓管 7812的輸出端輸出電壓，檢查電路，發(fā)現(xiàn)輸出端需要增加一個電容， 增加后問題得到解決。7. 反復(fù)調(diào)節(jié)電路，使得符合實(shí)驗(yàn)要求。6 系統(tǒng)誤差分析從電路的原理框圖可以看出，系統(tǒng)的主要誤差

34、來源于三方面：0832的量化誤差0832為8位D/A轉(zhuǎn)換器，滿量程為10V的量化誤差為8± (1/2)L MB=± (1/2) X (1/2 ) X 100 土 20mV按滿度歸一化的相對誤差為 ± (1/2) X (1/2)= ± 0.2 %。 基準(zhǔn)電壓溫漂引入的誤差 LM336在040范圍內(nèi)漂移不大于4mV故相對誤差 =±2mV/5V=±0.04%。 C° 由功率放大器引入的誤差(主要考慮LM356的溫漂)共有三項： 基準(zhǔn)電壓溫漂產(chǎn)生的滿度相對誤差為± 0.04%； 8位D/A變換附加的量化誤差土 20mV 功

35、放前級LM356溫漂引入的附加誤差為土 100卩V。三種誤差視為彼此獨(dú)立時，系統(tǒng)最大誤差 ( 未考慮線性誤差 )為7結(jié)論在本次設(shè)計過程中 ,對紋波也沒有提出嚴(yán)格要求 , 所以常用的穩(wěn)壓 集成電路就可以滿足要求。在電路中采用了模擬器件和數(shù)字器件所以需要+5V、和 -15V 電源供電。本設(shè)計輸出的電壓穩(wěn)壓精度高，可以用在對直流電壓要求較 高的設(shè)備上，或在科研實(shí)驗(yàn)室中當(dāng)作實(shí)驗(yàn)電源使用。在本次設(shè)計的過程中，我發(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

36、以后的 學(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)， 更重要的是我們要學(xué)會把從書本中學(xué)到的知識和實(shí) 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。同時，通過本次課程設(shè)計， 鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識， 也使我們把理論與實(shí) 踐從真正意義上相結(jié)合了起來； 考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資 料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測驗(yàn)，認(rèn)識到自己哪方面有欠缺、不 足，以便于在日后的學(xué)習(xí)中得以改進(jìn)、提高；通過使用電路CAD軟件Protel 99se ,也讓我們了解到計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD

37、)的智能化，有利于提高工作效率。八 . 參考文獻(xiàn)：1 . 胡詩妍 趙德良 低紋波寬調(diào)整范圍數(shù)控直流高壓電源2000年 3 月公安大學(xué)學(xué)2 . 曹巧媛 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用電子工業(yè)出版社1997年 6 月3 .阮忠、林金寶、陳強(qiáng) 編著綜合電子電路應(yīng)用指南工業(yè)出版社 2004年 8月4 .何立民著 單片機(jī)應(yīng)用選編 4 56北京航空航天出版社 2000年 8月5 .薛永毅 王淑英 何希才 編著新型電源電路應(yīng)用實(shí)例電子工業(yè)出版社2001年 10 月.馬忠梅 編著單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè) 計天出版社 2003年 7月7 . 瞿德福編著 數(shù)字電路與模擬電路中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2004年 4月8 彭介華 主編 電

38、子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)等教育出版社1997 年 10 月機(jī)械北京航空航9. 附錄附錄 A源程序：ORG 0000HSTART: AJMP MAINTAB1: DB246,244,242,240,238,236,233,231,229,227DB 225,223,221,219,217,215,213,211,209,207DB 205,203,201,199,197,195,193,190,188,186DB 184,182,180,178,176,174,172,170,168,166DB 164,162,160,158,156,154,152,150,147,145DB 143,141,139

39、,137,135,133,131,129,127,125DB 123,121,119,117,115,113,111,109,106,104DB 102,100,98,96,94,92,90,88,86,84DB 82,80,78,76,74,72,70,68,66,63DB 61,59,57,55,53,51,49,47,45,43DB 41,39,37,35,33,31,29,27,25DB 23,20,18,16,14,12,10,8,6,4DB 2,0TAB2: DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ; 共陽數(shù)字MAIN:MOV SCON,#0; 設(shè)串行口模式 0MOV 23H,#90；送輸出9V的Dn值指針,MOV20H,#0; 小數(shù)點(diǎn)一位指針指向 "0" 字符;Dn 值表格0-9 字段代碼表MOV21H,#9; 個位指針指向 "9" 字符MOV 22H,#0; 十位指針指向 "0" 字符ACALL DSP;調(diào)用顯示、輸出子程序SETB P3.4SETB P3.5KEY1: