文档介绍：实验四、数控稳压直流电源设计报告
学科:电子系统设计
学院:信息工程学院
姓名:张军
学号: K030941503
实验时间:2011-11-02
1、数控直流稳压电源设计指标及设计
设计技术指标
本设计是线性数控直流电源,设计要求如下:
1、电压变化范围+5%~-5%条件;
2、输出电压可调范围为0~10V;
本课题研究方法和目标
数控电源的主要研究思路:
1、硬件部分
(1)单片机采用STC89C52最小系统方案,采用数码管和按键做人机界面,采用DA 芯片作为主要的单片机系统。
(2)电压调整靠调整输入到DA的数字量来改变输出电压大小,再通过电压功率放大器将其放大,得到输出电压。
2、软件部分
(1)键盘输入程序用键盘扫描程序,将按键设置的电压交给D/A芯片产生输出电压。
(2)单片机通过A/D芯片读取当前输出电压值,通过显示程序,显示在数码管上。
2硬件电路详细设计
单片机系统外围电路设计
在本次设计中,使用AT89C52单片机,其外围电路有复位电路、晶振电路、按键电路、数码管显示和D/A芯片接口电路。以下是电路的详细设计。
复位电路设计
单片机在启动的时候都需要复位,使单片机系统处于初始状态,然后开始工作。89系列的单片机的RET引脚是复位信号的输入端,当系统处于正常工作状态,振荡器稳定,RET引脚上出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就进入数位状态,但是如果引脚RET出现持续的高电平,单片机就处于循环复位状态[9]。
复位通常有两种基本形式:上电复位和手动复位。本次设计采用上电复位。电路图如图2-1所示。
图2-1 复位电路
时钟振荡电路设计
单片机的CPU实质上是一个复杂的同步时序电路,它的工作都是必须在时钟控制下进行的。CPU工作发出的控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序问题[9]。
CPU的时序需要外部硬件电路来实现,既振荡器和时钟电路。51单片机内部都有一个高增益反向放大器,用于构成振荡器,但是构成时钟,外部还需要加一些附加电路。本次设计采用单片机外部加晶振构成振荡电路,如图
4-2所示。
图2-2 单片机振荡电路
该振荡电路时采用的单片机内部时钟方式,是直接在引脚XTAL1和XTAL2两端接晶振,就构成了稳定的自激振荡器,振荡器产生的脉冲信号直接送入内部时钟电路。
键盘电路设计
本次设计为数控电源,所以需要键盘设置输出电压,按键电路设计简单,如图4-3所示。
图2-3 按键电路
四个按键依次为电压+1V、+、-1V、-,与单片机的P2口连接。
显示电路设计
89系列单片显示通常采用的是LED数码管显示或LCD显示,两个显示它们的接口方法是不同的。一般LCD配置了专门的驱动电器74ls244,在进行信息显示时,只需要把信息写入驱动电器的存储器中即可。而数码管显示一般需要的电流较大,数码管显示有两种方式:静态显示和动态扫描显示,在一般应用中主要是采用动态扫描方式。本次设计采用LED数码管动态扫描显示,电路图如下图2-4所示。
图2-4-1 74ls224总线驱动电路
图2-4-2 数码管显示电路输出电压测量
本设计采用共阴数码管显示,数码管接在单片机的P1和P2口,所以单片机P1口需要加上拉电阻。
单片机与DA接口电路设计
由于本次设计用DA转换输出,所以在设计的时候采用了DAC0808单片控制输出电压。DAC0808与单片机接口电路如图2-5所示。
图2-5 DAC0808与单片机接口电路
总电路图的设计
如图2-6总电路图。
图2-6 总电路图
该中电路图是在protus软件里完成的,在绘图时采用的是分模块设计,以便于理解和修改,各模块又使用网络标号连接,这样使得电路更加简明。
3、软件设计,详细叙述各个软件模块所实现的功能
3、1 以下程序为初始化个变量,即把个变量的初始值赋值为零,所以运行程序时,给定电压为零,输出电压也为零。
;******************
;初始化变量
;******************
MAIN: MOV R0,#30H
MOV R7,#10H
MOV P3,#00H
CLR C
MOV 00H,C
LOOP: MOV ***@R0,#00H
INC R0
DJNZ R7,LOOP
MOV R1,#2FH
LOOP1: LCALL DISPLAY
LCALL SHUCHU;电压D/A转换输出
JNB ,WEIXUAN;进入位选状态
JNB ,JIA;进入加状态
JNB