基于51單片機(jī)的數(shù)控電源設(shè)計(jì)

華強(qiáng)電子世界網(wǎng) 　　本文介紹了以51系列單片機(jī)為控制單元，以數(shù)模轉(zhuǎn)換器dac0832輸出參考電壓，以該參考電壓控制電壓轉(zhuǎn)換模塊lm350的輸出電壓大小。該電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，精度較高等特點(diǎn)。 　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)（mcu），數(shù)模轉(zhuǎn)換器（da），掉電存儲(chǔ)器（eeprom）。　　引言　　目前所使用的直流可調(diào)電源中，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。利用數(shù)控電源，可以達(dá)到每步0.1v的精度，輸出電壓范圍0~15v，電流可以達(dá)到2a?！　∠到y(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1：硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖　　對(duì)選用芯片說(shuō)明　　dac0832是一款常用的數(shù)摸轉(zhuǎn)換器，它有兩種連接模式，一種是電壓輸出模式，另外一種是電流輸出模式，為了設(shè)計(jì)的方便，選用電壓輸出模式，如電路圖所示，iout1和iout2之間接一參考電壓，vref輸出可控制電壓信號(hào)。它有三種工作方式：不帶緩沖工作方式，單緩沖工作方式，雙緩沖工作方式。該電路采用單緩沖模式，由電路圖可知，由于/wr2=/xfer=0，dac寄存處于直通狀態(tài)。又由于ile=1，故只要在選中該片（/cs=0）的地址時(shí)，寫(xiě)入（/wr=0）數(shù)字量，則該數(shù)字信號(hào)立即傳送到輸入寄存器，并直通至dac寄存器，經(jīng)過(guò)短暫的建立時(shí)間，即可以獲得相應(yīng)的模擬電壓，一旦寫(xiě)入操作結(jié)束，/wr1和/cs立即變?yōu)楦唠娖?，則寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被輸入寄存器鎖存，直到再次寫(xiě)入刷新?！　t24c02是一款常用的可掉電保存數(shù)據(jù)的rom，2k比特容量，采用i2c總線操作，關(guān)于它的具體操作方法參考相關(guān)資料。
圖2：主硬件電路圖

圖3：參考電壓電路圖　　硬件電路設(shè)計(jì)　　采用常用的51芯片作為控制器，p0口和dac0832的數(shù)據(jù)口直接相連，da的/cs和/wr1連接后接p2.0，/wr2和/xefr接地，讓da工作在單緩沖方式下。da的11腳接參考電壓，參考電壓電路如圖2所示，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻調(diào)節(jié)lm336的輸出電壓為5.12v，所以在dac的8腳輸出電壓的分辨率為5.12v/256=0.02v，也就是說(shuō)da輸入數(shù)據(jù)端每增加1，電壓增加0.02v。　　da的電壓輸出端接放大器op07的輸入端，放大器的放大倍數(shù)為 r8/（r8+r9）=1k/（1k+4k）=5，輸出到電壓模塊lm350的電壓分辨率=0.02v×5=0.1v。所以，當(dāng)mcu輸出數(shù)據(jù)增加1的時(shí)候，最終輸出電壓增加0.1v，當(dāng)調(diào)節(jié)電壓的時(shí)候，可以以每次0.1v的梯度增加或者降低電壓?！　”倦娐吩O(shè)計(jì)三個(gè)按鍵，key1為翻頁(yè)按鍵，最近設(shè)置的電壓大小保存在eerom里面，比如10個(gè)電壓，按一下key1，電壓變?yōu)橄乱粋€(gè)，省去了反復(fù)設(shè)置電壓的麻煩，key2為電壓+，key3為電壓+，按一下key2，當(dāng)前電壓增加0.1v，按一下key3，當(dāng)前電壓減小0.1v?！　∠抻谄?，未畫(huà)出數(shù)碼管顯示電路，該系統(tǒng)使用3個(gè)數(shù)碼管，可以顯示三位數(shù)，一個(gè)小數(shù)位，比如可以顯示12.5v，采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式。本主電路的原理是通過(guò)mcu控制da的輸出電壓大小，通過(guò)放大器放大，給電壓模塊作為最終輸出的參考電壓，真正的電壓，電流還是由電壓模塊lm350輸出?！　榱诉_(dá)到2a的輸出電流，lm350必須選用金屬外殼封裝，并且?guī)源竺娣e的散熱片?！　≤浖鞒?br>
　　軟件系統(tǒng) 　　軟件的設(shè)計(jì)主要完成三方面的功能:　　1.設(shè)置電壓并且保存，主要是對(duì)eerom的操作。　　2.把設(shè)置的電壓送到da，主要是對(duì)da的操作?！　?.中斷顯示，把設(shè)置的電壓顯示到led數(shù)碼管上?！　≡摂?shù)控電壓源實(shí)現(xiàn)保存最近10電壓功能，當(dāng)打開(kāi)電源的時(shí)候，它顯示和輸出的必須是上次使用電壓大小，所以在eerom中使用11個(gè)地址保存數(shù)據(jù)，第一個(gè)地址保存當(dāng)前電壓編號(hào)，大小為1