数控直流电流源(第一题)

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1、21ic数控直流电流源（第一题）数控直流电流源（第一题）摘要：本系统以直流电压源为核心，AT89S52 单片机为主控制器，通过键 盘来设置直流电压源的输出电流，设置步进等级可达 0.1V，并可由数码管显示 实际输出电压值和电压设定值。本系统由单片机程控输出数字信号，经过 D/A 转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率 管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。实际测试结果表明 ，本系统输出电压稳定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出 电流误差范围1，输出电压可在 0V-18V 范围内任意设定，因而可实际应 用于需要高稳定度小功率恒压源的

2、领域。 一一 方案设计与论证方案设计与论证1.11.1 总体设计方案与比较：总体设计方案与比较：方案一：方案一：通过编码开关来控制存储器的地址；根据地址输出对应的数字量 送数模（D/A）进行转换；再根据输出的电压量来控制稳压源的变化；同时；通 过四个编码开关的 BCD 码送给 4511 及数码管显示。此方案的优点是电路简单， 缺点是数据量大且存储器存储容量有限，在实验过程中发现编码开关不稳定， 所以不宜采用。其电路方框图如图 1.1 所示：基于 51 单片机的数控电源设计magicchip 发表于 2007-7-12 17:31:00 0推 荐本文介绍了以 51 系列单片机为控制单元，以数模转

3、换器 DAC0832 输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块 LM350 的输出电压大小。该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。 关键词：单片机（MCU），数模转换器（DA），掉电存储器（EEPROM）。引言目前所使用的直流可调电源中，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。利用数控电源，可以达到每步 0.1V 的精度，输出电压范围 015V，电流可以达到 2A。系统结构图 1：硬件系统结构图对选用芯片说明DAC0832 是一款常用的数摸转换器，它有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，如电路图所示，Iout

4、1 和 Iout2 之间接一参考电压，VREF 输出可控制电压信号。它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。该电路采用单缓冲模式，由电路图可知，由于/WR2=/XFER=0，DAC 寄存处于直通状态。又由于 ILE=1，故只要在选中该片（/CS=0）的地址时，写入（/WR=0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至 DAC 寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，/WR1 和/CS 立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。AT24C02 是一款常用的可掉电保存数据的 ROM，2K 比特容量，采用 I

5、2C 总线操作，关于它的具体操作方法参考相关资料。图 2：主硬件电路图图 3：参考电压电路图硬件电路设计采用常用的 51 芯片作为控制器，P0 口和 DAC0832 的数据口直接相连，DA 的/CS 和/WR1 连接后接 P2.0，/WR2 和/XEFR 接地，让 DA 工作在单缓冲方式下。DA 的 11脚接参考电压，参考电压电路如图 2 所示，通过调节可调电阻调节 LM336 的输出电压为 5.12V，所以在 DAC 的 8 脚输出电压的分辨率为 5.12V/256=0.02V，也就是说 DA输入数据端每增加 1，电压增加 0.02V。DA 的电压输出端接放大器 OP07 的输入端，放大器的

6、放大倍数为 R8/（R8 R9）=1K/（1K 4K）=5，输出到电压模块 LM350 的电压分辨率=0.02V5=0.1V。所以，当MCU 输出数据增加 1 的时候，最终输出电压增加 0.1V，当调节电压的时候，可以以每次 0.1V 的梯度增加或者降低电压。本电路设计三个按键，KEY1 为翻页按键，最近设置的电压大小保存在 EEROM 里面，比如 10 个电压，按一下 KEY1，电压变为下一个，省去了反复设置电压的麻烦，KEY2 为电压 ，KEY3 为电压 ，按一下 KEY2，当前电压增加 0.1V，按一下 KEY3，当前电压减小 0.1V。限于篇幅原因，未画出数码管显示电路，该系统使用 3

7、 个数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示 12.5V，采用动态扫描驱动方式。本主电路的原理是通过 MCU 控制 DA 的输出电压大小，通过放大器放大，给电压模块作为最终输出的参考电压，真正的电压，电流还是由电压模块 LM350 输出。为了达到 2A 的输出电流，LM350 必须选用金属外壳封装，并且带稍大面积的散热片。软件流程软件系统 软件的设计主要完成三方面的功能:1.设置电压并且保存，主要是对 EEROM 的操作。2.把设置的电压送到 DA，主要是对 DA 的操作。3.中断显示，把设置的电压显示到 LED 数码管上。该数控电压源实现保存最近 10 电压功能，当打开电源的时候，它

8、显示和输出的必须是上次使用电压大小，所以在 EEROM 中使用 11 个地址保存数据，第一个地址保存当前电压编号，大小为 110。第 2 个地址第 11 个地址连续保存 10 个电压大小数据。电压编号的大小分别对应到相应地址电压大小。对软件流程做一下说明：当电源打开的时候，MCU 进行复位，寄存器清零。接着电源应该显示和输出上次关机前的电压大小，这时候 MCU 先读取 EEPROM 中保存的电压编号，根据电压编号读出对应电压，把该数据送到 DA，在转换成 BCD 码送到显示部分。这时候程序循环检测是否有按键信号，如果 KEY1 按下，电压编号指向下一个，保存该电压编号，读对应电压，把他送到 D

9、A 并且显示。如果 KEY2 按下，当前电压数据加 1，相对应输出电压（POWEROUT 引脚）增加 0.1V，保存设置电压数据。如果 KEY3 按下，电压数据减 1，输出电压减少 0.1V，保存设置电压数据。结语该数控电压源经过时间实际使用说明，具有精度高，使用方便，硬件电路简单等特点。如果要作成产品，还需要增加电流测量和显示部分，对这部分电路请参考相关资料。本文主要对如何控制功率输出电压大小做出个例子，该电路对测量领域，以及马达调速方面都可以扩展使用。参考文献：1 陆坤.奚大顺等电子设计技术电子科技大学出版社. 1997.52 马忠梅.籍顺心等 单片机的 C 语言应用程序设计北京航空航天大

10、学出版社 2001.53 月 7 日8155 接数码管显示 8051#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define PA XBYTE0x0101#define PB XBYTE0x0102#define PC XBYTE0x0103#define CTRL XBYTE0x0100void delay(int MS);code uchar cod=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6D,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x

11、79,0x71;code uchar set8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f ;void main()uchar i;CTRL=0x0d;while(1)/ for(i=0;i=3;i+)PA=cod1+i;PC=set0;delay(50); PA=cod5+i;PC=set1;delay(50);PA=cod0+i;PC=set2;delay(50);PA=cod8+i;PC=set3;delay(50); void delay(int MS) uchar us,usn;while(MS!=0) usn = 2;while(usn!=0)u

12、s=0x0f;while (us!=0)us-;usn-;MS-;数控直流稳压电源数控直流稳压电源 四四本例介绍的数控直流稳压电源电路采用 LED 数码显示输出电压值，具有显示直观、操作方便、稳压精度高等特点，其输出电压为 0-9.9V 步迸式可调 (步迸值为 0.1V)，输出电压为 5A。电路工作原理该直流稳压电源电路由电源稳压电路、操作控制电路、显示驱动电路、数/模 (D/A)转换电路和调整输出电路组成，如图 5-23 所示。电源稳压电路由电源开关 Sl、熔断器 FU、电源变压器 T、整流桥堆 URl-UR3、电容器 Cl、C3-C13 和稳压集成电路 IC8-IClO 组成。操作控制电路

13、由电源调整按钮 S2、S3、电阻器 Rl-R3 和可逆计数器集成电路ICl、IC2 组成。显示驱动电路由 LED 数码显示器 A、B 和译码驱动集成电路 IC5、1C6 组成。数/模转换电路由 DAC 集成电路 IC3、1C4、电阻器 R4、肪和电位器 RPl、RP2 组成。调整输出电路由运算放大器集成电路 IC7(Nl、N2)、电阻器 R6-R8、电位器 RP3、电容器 Cl、C2 和复合电源调整管 Vl、V2 组成。接通电源开关 S，交流 220V 电压经 T 降压后，产生一组交流 l2V 电压、一组交流6V 电压和两组交流 l5V 电压。交流 6V 电压经 UR2 整流、C9 和 ClO

14、 滤波及 IClO 稳压后，为 ICl 厂 IC6 提供+5V工作电压。两组交流 l5V 电压经 URl 整流及 IC8、1C9 稳压后，产生土 l5V 电压，作为 lC7 的工作电源。交流 l2V 电压经 UR3 整流及 Cl2、C13 滤波后产生+17V 左右的脉动电压，经调整输出电路稳压调整后输出。S2 为输出电压上升调整按钮，S3 为输出电压下降调整按钮。按动 S2 或 S3 时，IC1和 IC2 对控制指令进行计数后，产生二进制数字控制信号。该控制信号一路送至显示驱动电路进行译码处理 (将二进制码转换成十进制码)后，通过 LED 数码显示器显示出输出电压值;另一路送至数/模变换器变换

15、成模拟控制电压信号，再经 IC7 缓冲放大后去控制复合电源调整管 Vl、V2，使输出电压与 LED 数码显示器显示的电压值相同。元器件选择Hl-R6 和 R8 均选用 1/4W 金属膜电阻器;R7 选用 lW 金属膜电阻器。RPl-RP3 均选用膜式可变电阻器。Cl 选用耐压值为 250V 涤纶电容器;C2-C4、C7、C8 和 Cl2 均选用耐压值为 25V 的铝电解电容器;C9 和 Cll 均选用耐压值为 16V 的铝电解电容器;C5、C6、ClO 和 C13 选用独石电容器。URl 和 UR2 均选用 5OV、lA 的整流桥堆;UR3 选用 5OV、6A 的整流桥堆。Vl 选用 2N55

16、34 或 BD248、3DD68B 型低频大功率硅 NPN 晶体管;V2 选用S8050 或 C8050、3DG8050 型硅 NPN 晶体管。ICl 和 IC2 均选用 74LSl92 型 4 位十进制同步加/减计数器集成电路;IC3 和 1C4 均选用 DAC0832 型 8 位数/模转换集成电路;IC5 和 1C6 均选用 74LS248 型七段译码器集成电路;IC7 选用 NE5534 型可调低噪运算放大器集成电路;lC8 选用 LM7815 型三端稳压集成电路;IC9 选用 LM7915 型三端稳压集成电路;IClO 选用 LM7805 或 W7805 型三端稳压集成电路。T 选用 30W、二次电压为 6V、l2V(5A)和双 l5V 的电源变压器。S1 选用 250V、触头电流容量为 SA 的交流电源开关;S2 和 S3 均选用微型动合开关按钮。