數(shù)控恒流源電路圖.doc

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1、數(shù)控恒流源·基于8051單片機(jī)的數(shù)控電源設(shè)計方案·2010年12月18日9:52:07????來源:《半導(dǎo)體器件應(yīng)用》2009年12月刊????作者：李好，陳曉利·Html文件格式可能無法顯示特殊符號及公式，閱讀全文，請點(diǎn)擊下面按鈕以Pdf文件格式瀏覽閱讀1?引言目前所使用的直流可調(diào)電源中，幾乎都為旋紐開關(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0V~15V，電流可以達(dá)到2A。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。2?芯片選用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

2、式。為了設(shè)計的方便，選用電壓輸出模式，引腳如圖2所示，Iout1和Iout2之間接一參考電壓，VREF輸出可控制電壓信號。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，由圖2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，寫入(/WR=0)數(shù)字量，則該數(shù)字信號立即傳送到輸入寄存器，并直通至DAC寄存器。經(jīng)過短暫的建立時間，即可以獲得相應(yīng)的模擬電壓。一旦寫入操作結(jié)束，/WR1和/CS立即變?yōu)楦唠娖?，則寫入的數(shù)據(jù)被輸入寄存器鎖存，直到再次寫入刷新。AT24C

3、02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。3?硬件電路設(shè)計采用常用的AT89C51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

4、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的時候，最終輸出電壓增加0.1V，當(dāng)調(diào)節(jié)電壓的時候，可以以每次0.1V的梯度增加或者降低電壓。本電路設(shè)計三個按鍵，KEY1為翻頁按鍵，最近設(shè)置的電壓大小保存在EEROM里面。比如10個電壓，按一下KEY1，電壓變?yōu)橄乱粋€，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。限于篇幅原因，未畫出數(shù)碼管顯示電路。該系統(tǒng)使用3個數(shù)碼管，可以顯示

5、三位數(shù)，一個小數(shù)位，比如可以顯示12.5V，采用動態(tài)掃描驅(qū)動方式。本主電路的原理是通過MCU控制DA的輸出電壓大小，通過放大器放大，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。為了達(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。4?軟件系統(tǒng)軟件的設(shè)計主要完成三方面的功能：(1)設(shè)置電壓并且保存，主要是對EEROM的操作；(2)把設(shè)置的電壓送到DA，主要是對DA的操作；(3)中斷顯示，把設(shè)置的電壓顯示到LED數(shù)碼管上。該數(shù)控電壓源實(shí)現(xiàn)保存最近10個電壓功能，當(dāng)打開電源的時候，它顯示和輸出的必須是上次使用電

6、壓大小，所以在EEROM中使用11個地址保存數(shù)據(jù)，第一個地址保存當(dāng)前電壓編號，大小為1~10。第2個地址~第11個地址連續(xù)保存10個電壓大小數(shù)據(jù)。電壓編號的大小分別對應(yīng)到相應(yīng)地址電壓大小。軟件流程如圖4所示：當(dāng)電源打開的時候，MCU進(jìn)行復(fù)位，寄存器清零。接著電源應(yīng)該顯示和輸出上次關(guān)機(jī)前的電壓大小，這時候MCU先讀取EEPROM中保存的電壓編號，根據(jù)電壓編號讀出對應(yīng)電壓，把該數(shù)據(jù)送到DA，再轉(zhuǎn)換成BCD碼送到顯示部分。這時候程序循環(huán)檢測是否有按鍵信號，如果KEY1按下，電壓編號指向下一個，保存該電壓編號，讀對應(yīng)電壓，把他送到DA并且顯示。如果KEY2按下，當(dāng)前電壓數(shù)據(jù)

7、加1，相對應(yīng)輸出電壓