数控直流稳压电源(毕业设计论文)(编辑修改稿)

数控直流稳压电源(毕业设计论文)(编辑修改稿)内容摘要：

7 k 1 5 VI C 2A+ 1 5V6 6 . 8 kR 11 0 kR 29 . 1 kR 3R p 11 0 k3 3 0 kR 43 3 0 kR 53 kR 6 3 kR 7V 1V 2V T 1V T 2T I P 1 2 2T I P 1 2 7+ 1 5 V 1 5 VR 8D A C 0 8 3 2+ 1 5 V+ 1 5 V235 vU 1 图 7 稳压输出电路 原理图 主要器件功能 8 位 D/A 转换器芯片 DA0832 DAC0832 是一个 8 位 D/A 转换器芯片，单电源供电，从 +5V~+15V 均可正常工作，基准电压的范围为 177。 10V，电流建立时间为 1181。 s， CMOS 工艺，低功耗 20mW。 它由 1 个 8 位输入寄存器、 1 个8 位 DAC 寄存器和 1 个 8 位 D/A 转换器组成和引脚排列 如图 8 所示。 8 CS1WRA G N Dd 3d 2d 1d 0V e d fR fD G N DV D DI LW RX F E Rd 4d 5d 6d 7I o u t 2I o u t 1D A C 0 8 3 2 图 8 DAC0832 引脚图 该 D/A 转换器 为 20 引脚双列直插式封装，各引脚含义如下： （ 1） D7～ D0转换数据输入 ； （ 2） /CS—片选信号（输入），低电平有效 ； （ 3） ILE—数据锁存允许信号（输入），高电平有效 ； （ 3） /WR1—第一信号（输入），低电平有效。 该信号与 ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式；当 ILE=1 和 /XFER=0 时，为输入寄存器直通方式；当 ILE=1 和 /WR1=1时，为输入寄存器锁存方式 ； （ 4） /WR2—第二信号（输入），低电平有效，该信号与信号合在一起控制 DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存 方式：当 /WR2=0 和 /XFER=0 时，为 DAC 寄存器直通方式；当 /WR2=1 和/XFER=0 时，为 DAC 寄存器锁存方式 ； （ 5） /XFER—数据传送控制信号（输入），低电平有效 ； （ 6） Iout2—电流输出 “1”。 当数据位全 “1”时，输出电流最大；为全 “0”时输出电流最小 ； （ 6） Iout2—电流输出 “2”。 DAC 转换器的特点之一是： Iout1+Iout2=常数 ； （ 6） Rfb—反馈电阻端。 即 运算放大器的反馈电阻，电阻（ 15kΩ）已固化在芯片中。 （ 7） Vref—基准电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电 阻网络相连接，该电压可正可负，范围为 10V～ +10V。 （ 8） DGND—数字地 （ 9） AGND—模拟地 高精度运算放大器 OP07 OP07 具有极低的输入失调电压，极低的失调电压温漂，非常低的输入噪声电压幅度及长期稳定等特点。 可广泛应用于稳定积分、精密绝对值电路、比较器及微弱信号的精确放大，尤其适应于宇航、军工及要求微型化、高可靠的精密仪器表中。 其引脚图如图 9 所示。 9 V o sI N I N +V V o sV +O U TN C12345678 图 9 OP07 引脚图 DAC0832 与 OP07 的接线图如 图 7 原理图 所示。 稳压输出 电路 参数计算 根据题目要求， 电压输出范围 0～ 10V，步长 ， 共 200 种状态， 8 位字长的 D/A 转换器具有 256 种状态，能满足要求。 设计中用两个电压控制字代表 ， 当电压控制字从 0， 2， 4， ，200 时，电源输出电压为 ， ， ， ， 10V。 DAC0832 属于电流输出型 D/A，输出的电流随输入的电压控制字线性变化 ， 需外接一片 OP07电流到电压的转换。 DAC0832 需外接基准电压，此基准电压的性能决定了输出电压的性能，要求基准电压具有高稳定和低纹 波，故选取 LM336 作为基准源。 当 DAC0832 采用 5V 基准电压时， D/A 转换电路的满幅输出为 （电压控制字为 255 时）。 由于实际用到的最大电压控制字为 200，因此 D/A 转换部分最大输出电压为 Ｕ imax=255200 = （ 公 式 8） Ｕ imax=128REF U200= （ 公 式 9） 将它写成通式，即 Ｕ imax=128REF U 70i iiD2 （ 公 式 10） D/A 转换输出电压Ｕ i 作为电源功放级的输入电压。 功放级由Ｕ 1 和 VT VT2 构成闭环 推挽输出电路。 该电路属于典型的电压串联负反馈电路。 于是输出电压 Uo 与输入电压 Ui 的关系式为： U0=(1+23p1RRR )Ui （ 公 式 11） 10 将 Ui 代入得： U0=(1+23p1RRR ) 128REF U 70i iiD2 （ 公 式 12） 当 Ｕ i=， R2=10 kΩ， R3=9． 1 kΩ， Uo=10V，由上式可求得 Rp1=10 kΩ。 实取 Rp1为 47 kΩ的精密多圈电位器。 当 AT51 输入电压控制字 （ 11001000） 2=（ 200） 10 时， Uimax= V，调节 Rp1使 Uo=10 V。 互补对称功放电路中的 功率管选择 如下 ： 根据题目要求，输出电流至少为 500mA，故 要求功率管的集电极最大允许损耗功率 РCM 为 РCM＞ РC1m=15= （ 公 式 13） 为保证功率管不致被反向电压所击穿， 一般 要求三极管的 Ｕ CEO为 Ｕ CEO＞ （ ~2） 2Ｖ cc=215=30V （ 公 式 14） 要求功率管最大允许集电极电流 ΙCM 应满足： ΙCM＞ Ιcmm= RlVc =1A （ 公 式 15） 根据所得参数，查找器件手册，选取三极管型号及主要参数为： Ｖ T1 管型 TIP122，类型 NPN， Ｕ CEO 为 100V， ΙCM 为 5A， РCM 为 65W； Ｖ T2 管型 TIP127，类型 PNP， Ｕ CEO为 100V， ΙCM 为 5A， РCM 为 65W。 单片机控制电路 单片机控制电路主要由键盘 部分、 AT51 单片机部分、 显示部分和 AD 转换部分组成， 键盘部分主要设置控制字的输入，由单片机 作为整机的控制单元 ， 通过改变键盘的输入数字量来改变输出电压值（ 由 AD 转换 后的电压值），再由 LED 显示部分显示 ，如图 10 所示。 A T 8 9 C 5 1显 示 模 块D / A 转 换 模 块键 盘 模 块电 压 采 样电 压 采 样A / D 转 换 模 块 图 10 单片机控制电路原理图 11 单片机 AT89C51 本设计采用 AT89C51 单片机， AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器 (EPROM)和 128 bytes 的随机数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器 (CPU)和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C51 单片机可提供高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 因此， 这里 选用 AT89C51 单片机来完成 ， AT89C51 单片机管脚图 如图 11 所示。 2134567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 04 03 93 83 73 63 53 43 33 23 13 02 12 22 32 42 52 62 72 82 9P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N D( I N T O )( I N T 1 )( R X D )( T X D )` ( T 0 )( T 1 )( W R )( R D )V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7E A / V P PA L E / P R O GP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0A T 8 9 C 5 1 图 11 AT89C51 单片机管脚图 AT89C51 主要性能参数 为： （ 1） 与 MCS51 产品指 令系统完全兼容 （ 2） 4K 字节可重擦写 Flash 闪存存储器 （ 3） 1000 次擦写周期 （ 4） 全静态操作： 0hz24hz （ 5） 三级加密程序存储器 （ 6） 128x8 字节内部 RAM （ 7） 32 个可编程 I/O 口线 （ 8） 2 个 16 位定时 /计数器 （ 9） 6 个中断源 （ 10） 可编程串行 UART 通道 12 （ 11） 低功耗空闲和掉电模式 其各个管教及相应功能为 ： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口： P0 口味一个 8 为漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能 够用于外部成语数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。 在 FLASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FLASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0外部必须被拉高。 P1 口： P1 口试一个内部提供上拉电阻的 8 为双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接受输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用。