基于单片机的数控直流稳压电源毕业论文[实用论文

基于单片机的数控直流稳压电源毕业论文[实用论文内容摘要：

DAC0832 各引脚的功能如下： D0~D7：数字信号输入端 ； ILE：输入寄存器允许，高电平有效 ； CS：片选信号，低电平有效 ； WR1：写信号 1，低电平有效 ； XFER：传送控制信号，低电平有效 ； WR2：写信号 2，低电平有效 ； IOUT IOUT2： DAC 电流输出端 ； Rfb：集成在片内的外接运放的反馈电阻 ； Vref：基准电压（ 10V~+10V） ； Vcc： 电 源电压（ +5V~+15V） ； AGND：模拟地 ； NGND：数字地，可与 AGND 接在一起使用。 （ 2） OP07 [10] OP07 是高精度低失调电压的精密运放集成电路 ， 用于微弱信号的放大 ， 如果使用双电源 ， 能达到最好的放大效果。 它的主要特性如下： 10 低的输入噪声电压幅度 — μ VPP ( ～ 10Hz)， 极低的输入失调电压 — 10 μ V， 极低的输入失调电压温漂 — μ V/ ℃ ， 具有长期的稳定性 — μ V/MO， 低的输入偏置电流 — 177。 1nA， 高的共模抑制比 — 126dB， 宽的共模输入电压范围 — 177。 14V， 宽的电源电压范围 — 177。 3V ～177。 22V， 可替代 72 108A、 74 AD510 等电路。 OP07 的引脚图 资料 如图 38 所示 ： 图 38 OP07的引脚图 本 系统 D/A 电路设计 [6] 按照数据 的 输入 模式，数字 /模拟转换器有并行输入模式和串行输入模式，前者如DAC0832，后者如 DAC7611。 因 考虑器件的购买方便和价格，这里采用 DAC0832。 由于所设计的数控电源只需要一路输出，为简化电路组装和程序设计， DAC0832 的硬件电路采用如图 39 所示的单缓冲方式接口电路。 DAC0832 的基准电压 Vref 有 一个 具 有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源 TL431 提供，电压为 10V。 DAC0832 的输出连接 OP07 运算放大器 ，采用差动输出形式，输出电压为 10 V ~0V。 11 图 39 DAC0832的硬件电路 键盘显示电路 键盘电路设计 [11] 按键根据结构原理可 分 为两类，一类是触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；另一类是无触点式开关按键，如电器式按键、磁感应按键等。 在单片机系统中，除了复位按键有专门的复位电路及专一的复位功能外，其他按键都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。 当所设置的功能键或数字键按下时，计算机应用系统完成按键所设定的功能，按键信息输入是与软件结构密切相关的过程。 对于一组键或一个键盘，总有一个接口电路与 CPU 相连。 CPU 可采用查询或中断方式了解有无键输入，如果有键按下则检查是哪个键按下，并将 该键号送入累加器 ACC，然后通过跳转指令 转入执行该键的功能程序，执行完后再返回主程序。 一个完善的键盘控制程序应具备以下功能： （ 1） 检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除因键盘按键机械触点抖动产生的影响。 （ 2） 有可靠的逻辑处理办法。 每次只 处理一个按键，其间任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。 （ 3） 准确输出按键值（或键号），以满足跳转指令要求。 12 单片机系统中，当使用按键较多时，通常采用 矩阵式键盘。 该键盘有行线和列线组成，按键位于行、 列线的交叉点上，其结构如图 310 所示。 由图可知 ，一个 4х 4 的行、列结构可以构成一个含有 16 个按键的键盘。 图 310 矩阵式键盘的结构 矩阵式键盘中，行线和列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到 +5V上。 当无键按下时，行线处于高电平状态；有键按下时，行线、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。 按键的位置由行号和列号唯一确定，因此可分别对行号和列号进行二进制编码， 然后将两个编码合为一个字节，高 4 位为行号，低 4 位为列号。 如图 311 所示为本设计中的键盘部分。 图 311 键盘 原理图 15 14 13 11 10 9 12 8 7 6 5 4 0 1 2 3 1 2 3 0 3 2 1 0 +5V 13 显示电路设计 [7] LED 显示器 是由发光二极管构成的显示器件。 数字 LED 显示器利用 7 个发光二极管显示数字，通常称为七段 LED 显示器或者数码管。 另外，数码管中还有一个圆点型发光二极管，用于显示小数点。 结构如图 312 所示。 图 312 LED显示器内部结构 LED 显示器有共阳极接法和共阴级接法。 共阳极接法中发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。 使用时，公共阳极接 +5V 电压。 在阴极端输入低电平，二极管就导通发 光。 共阴极接法中发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。 使用时，公共阴极接地，在阳极端输入高电平，二极管就导通发光。 LED 导通电压在 左右，工作电流每段约为 10mA，直接接在 +5V 电平上会使数码管过亮而导致损坏，需接一个 100~300Ω 的限流电阻。 本设计中选用一个 4 位七段 LED 动态显示器，电路图如图 313 所示。 一共占用 12个 I/O 口 ，即 和。 同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态， 4 位 LED将显示相同的字符。 采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态 ，而其他各位的位选线处于截止状态，同时，段选线上输出对应显示位的字符字形码。 图 313 LED显示 原理图 14 电压 调整 输出电路 本设计中的电压调整输出电路共有四部分电路： TL431 典型 电路， 10V 分压电路， 加法运算电路， LM317 的输出电压设计电路。 TL431 典型电路 TL431 的简介 [12]： TL431 是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。 它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从 Vref（ ） 到 36V 范围内的任何值。 图 314为该器件的相应资料。 从左到右分别为 该器件的符号 ， 外形图 ， 内部示意图。 其 3 个引脚分别为：阴极（ CATHODE）、阳极（ ANODE）和参考端（ REF）。 图 314 TL431器件 TL431 作为一个高性价比的常用分流式电压基准，有很广泛的用途。 图 315 为 TL431的 两 种接法 ， 图 (1)是 TL431 的典型接法，输出一个固定电压值，计算公式是： Vout = (R1+R2)*， 同时 R3 的数值应该满足 1mA (VccVout)/R3 500mA。 当 R1 取值为 0的时候， R2 可以省略，这时候电路变成图 (2)的形式， TL431 在这里相当于一个 稳压管。 图 315 TL431的 两 种接法 15 本设计中的 TL431 典型电路如图 316 所示。 该电路的作用是将 15V 电压变成 10V 电压，接着分别输入 DAC0832 的参考源 Vref 端和分压电路的输入端。 图 316 TL431原理图 10V分压电路 10V 分压电路 图 如图 317 所示。 该电路的作用 是将 10V 电压经过电阻的分压作用输出 的电压，作为加法电路的一路输入值。 LM358 在这里作为电压跟随器 ，隔离作用。 图 317 10V分压 原理图 加法运算电路 LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单 电源使用，也适用于双电源工作模式。 它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单源供电的使用运算放大器的场合。 它的特性如下所示： 16 图 318 LM358 反相加法电路如图 319 所示。 由图有 fiiii  321 其中 111 Rvi i 222 Rvi i 333 Rvi i fof Rvi  ， 所以有 )( 332211 RvRvRvRv iiifo  若 R1=R2=R3=Rf=R 则有 )(4321 iiiifo vvvvRRv 。 该 电路便于调节，因为同相端接地，反相端是“虚地”。 图 319 反相加法电路 本设计中的加法运算电路如图 320 所示。 该电路的两输入电压分别为 OP07 的输出电压值 10V~0V 和 的固定输入电压值。 利用 LM358 最终输出的 电压范围为~，并输入到 LM317 的调节端。 17 图 320 加法运算 原理图 LM317 的输出电压设计电路 LM317 工作原理 [7]： LM317 为三端可调式稳压器，能在 输出电压 为 ~37V 的范围内连续可调，外接元件只需一个固定电阻和一个电位器。 其芯片 有过流、过热和安全工作区保护。 最大输出 电流 为。 使用时 要注意功耗问题 ， 注意散热问题。 LM317 有三个引脚 ： 一个输入一个输出一个电压调节。 输入引脚输入正电压 ， 输出引脚接负载 ， 电压调节引脚一个引脚接电阻 (200 左右 )在输出引脚 ， 另一个接可调电阻 (几 K)接于地。 输入和输出引脚对地要接滤波电容。 LM317 标准应用电路图 如图 321 所示。 图 321 LM317标 准应用电路图 18 本设计中的 LM317 的输出电压设计电路如图 322 所示。 该电路 的调节 电压范围为~， 最终输出电压范围为 0V~10V。 加入一定的负载后，可以测出其对应的电流值 ，可以达到 1A。 图 322 LM317的输出电压设计 原理图 19 4。