数显直流稳压电源设计_毕业设计说明书论文(编辑修改稿)

数显直流稳压电源设计_毕业设计说明书论文(编辑修改稿)内容摘要：

26P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 1R551+ 5 VR62K+ 5 V 图 27 最小控制系统 AT89C51 的管脚排列如上图所示， 9 管脚接复位电路， 1 19 管脚为晶振的两个输入端， 20 管脚接地， 40 管脚接 +5V。 江苏技术师范学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 10 页 共 54 页 晶振 Y1 和两个 电容 C C3 构成自激震荡，连接到单片机的 X1 和 X2端，电解电容 C电阻 R5 和按键 S5 构成复位电路，连接到单片机的复位端。 当按键 S5 按下后，复位端通过 R5 与 +5V 电源接通，电容迅速放电，使RST 管脚为高电平；当复位按键 S5 弹起后， +5V 电源通过 R6 对电容 C4 重新充电， RST 管脚出现复位正脉冲。 按键控制模块 方案一：采用矩阵键盘，由于按键多可实现电压值的直接键入。 方案二：采用一般的电平判键按钮，实现方法很简单，但一个端口最多只实现 8个按键。 由于本数控电源需要用的按键不多，要实现步进为 1V 的设计要 求，只需用一个“ +”和一个“ ”按键，另外再加两个按键用于实现固定电压输出，按键时可直接输出相应电压。 4个按键就可实现本题的设计要求，固采用方案二。 该部分主要由四个键组成，分别实现的是“ +”、“ ”、“开始”、“ 切换 ”功能，与单片机的 、 、 、 口连接，控制 AT89C51 单片机，达到对数字的控制，可以通过按键对电压进行调整，按照实际需要可以通过按键得到所需的电压，调节范围是 0～ V，步进。 4 个独立按键 S1~S4 分别与 C51 的 ～ 相连接，独立按键 S1 为 电压调整按钮， S2 为电压加一按钮， S3 为电压减一按钮， S4 为 D/A 转换确认键。 S1~S3 按键的作用是通过程序控制对输入的电压随时可调，且步进值能够为 增加或者减少。 S4 键的作用是按下启动 D/A 转化，将单片机的预设值转化为模拟量输出。 按键与单片机的连接图见图 28。 图 28 键盘电路 江苏技术师范学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 11 页 共 54 页 显示器模块 此 在系统中要显示数值或文字，就必需有显示器件，目前市场上显示元器件很多 ,有 LED 数码管、点阵显示等。 方案一：选用数码管显示，用普通的数码管显示简单的数字、符号、字母。 采用数码管作 为显示器件， 数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管 ， 通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。 方案二，采用 LCD 液晶显示。 字符型液晶显示模块是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。 方案二与方案一相比，有更高的精度和显示多数据，比较符合本设计所需要，综上所述采用方案二。 虽然 LED 数码管在价格方面占有一定的优势，但考虑到显示文字以及美观自然的效果，选择 LCD1602 液晶显示器。 LCD1602 是 工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32个字符。 1602 采用标准的 16 脚接口，其中 : 第 1脚： VSS 为地电源。 第 2脚： VDD 接 5V正电源。 第 3 脚： V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高。 第 4脚： RS 为寄存器选择，高电平选数据寄存器、低电平选指令寄存器。 第 5 脚： R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 RW 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚： E 端为使能端，当 E 由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14脚： D0～ D7 为 8位双向数据线。 第 15 脚：背光电源正极。 第 16 脚：背光电源负极。 液晶显示器 接口信号说明如表 21。 江苏技术师范学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 12 页 共 54 页 表 21 液晶接口说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据输入 D2 端 2 VDD 电源正极 10 D3 数据输入 D3 端 3 VL 液晶显示偏压信号 11 D4 数据输入 D4 端 4 RS 数据 /命令选择端 12 D5 数据输入 D5 端 5 R/W 读 /写选择端（ H/L） 13 D6 数据输入 D6 端 6 E 使能信号 14 D7 数据输入 D7 端 7 D0 数据输入 D0 端 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据输入 D1 端 16 BLK 背光源负极 液晶 LCD1602 与 STC 单片机的连接电路图如图 29。 LC1602D 的 8 位数据接口与单片机的 P0 口相连，由于 STC 单片机 P0 口没有内接电阻，为此外接了 10K 上拉排阻。 这是因为单片机 P 口的输出电流非常微弱，不足以驱动液晶显示数据而连接的。 1602 的控制端 RS、 R/W、 E 端分别与 STC 的P P2 P22 连接 [9]。 VCOM 为液晶显示亮度调整端，外接 10K 的电位器。 BLA和 BLA+分别为液晶背光源正极和负极， BLA接地， BLA+接+5V。 液晶的显示由单片机的程序去控制。 +511W223R W 2 10KG N D1+ 5 V2V C O M3RS4R / W5E6D07D18D29D310B L A 16B L A +15D714D613D512D4111602液晶 1602E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 1+5+51 2 3 4 5 6 7 8 910k*8C O N 9+5 图 29 LCD1602与单片机连接电路图 江苏技术师范学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 13 页 共 54 页 D/A 数模转换模块 根据平时的使用习惯和相关资料，使用的 D/A 转换一般有下列两种方案： 方案一：采用 MX7541 是高速高精度 12 位数字 / 模拟转换器芯片，功耗低，而且其线性失真可低达 % ，特别适合于精密模拟数据的获得和控制。 方案二：采用 DAC0832， DAC0832 是一种常用的 8 位的数字 /模拟转换芯片。 本系统是基于单片机的数控电源的设计，而 MX7541 是 12 位数字 输入的 ，因此须用锁存器。 而此数控电源要求单步 1V， 2～ 15 .0V 只需区分 14 个点， DAC0832 完全可以达到，故选择常用的 DAC0832。 当其与单片机进行相连时，电路也简单，只需把单片机的数据线与 DAC0832 的输入端直接相连即可，程序也很简单，只需向其送数据即可。 DAC0832 的管脚图如图 210所示： I O U T 1 11D 07D 16D 25 I O U T 2 12D 3 4D 4 16 V R E F8D 5 15D 6 1 4D 7 13 F B9 C S1 W R 12X F E R 17 W R 2 18 I L E 19V C C 20G N D10A G N D3D A C 08 32 图 210 DAC0832管脚图 管脚的具体名称和用法 D0 ～ D7：数字量输入端； CS ：片选信号，低电平有效； ILE：数据锁存允许信号，高电平有效； 1WR ：第 1写信号，低电平有效； 2WR ：第 2写信号，低电平有效； XFER ：数据传送控制信号，低电平有效； 1OUTI ：电流输出端 1； 2OUTI ：电流输出端 2； 江苏技术师范学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 14 页 共 54 页 FBR ：反馈电阻端； REFV ：基准电压，基电压范围为 10V ～ +10V； GND：数字地； AGND：模拟地 ； 单片机与 DAC0832的接口可按二级缓冲器方式、单缓冲器方式和直通方式联接。 如上图 4的联接方式是直通方式联接方式。 由 OUT1脚输出的为一个模拟电流值，经过运算放大器后为一个电压值，这电压值输入到后面的运算放大部分，作为后面部分的输 入。 D/A 转换器（ DAC）输入的是数字量，经转换输出的是模拟量。 DAC 的技术指标很多，如：分辨率、满刻度误差、线性度、绝对精度、相对精度、建立时间、输入 /输出特性等 [10]。 分辨率： DAC 的分辨率反映了它的输出模拟电压的最小变化量。 其定义为输出满刻度电压与 n2 的比值，其中 n 为 DAC 的位数。 如： 8 位 DAC 的满刻度输出电压为 5V，则其分辨率为 )(2565258 V ； 10 位 DAC 的分辨率为 )(102452510 V。 可见， DAC 的位数越高，分辨率越小。 建立时间：是描述 DAC 转换速度快慢的参数。 其定义为从输入数字量变化到输出达到终值误差 21 LSB（最低有效位）所需的时间。 高速 DAC 的建立时间可达 1us。 接口形式：在 DAC 输入 /输出特性之一。 包括输入数字量的形式，十六进制式 BCD，输入是否带有锁存器等。 DAC0832为 8位 D/A 转换器。 单电源供电，范围为 +5V ～ +15V，基准电压范围为 V10。 电流的建立时间为 1us。 CMOS 工艺功耗 20 mw。 输入设有两级缓冲锁存器。 图 211为 D/A 与单片机的连接图。 江苏技术师范学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 15 页 共 54 页 Vcc20I o u t 111l s b D I 07I o u t 212D I 16D I 25R f b9D I 34D I 416V r e f8D I 515D I 614m s b D I 713I L E19W R 218CS1W R 12X f e r17U3 D A C 0 8 3 2+5+ 5 VE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 15V+ 5 V 图 211 DA0832与单片机的连接 控制稳压模块 由于 DA0832 芯片为电流输出型，为了得到输出电压，必须经过运放转化为电压。 设计采用运放 LM324 放大器放大。 LM324。