基於8051微控制器的數控電源設計方案

2022-06-27 12:18:02 字數 2117 閱讀 8058

本文介紹了以8051微控制器為控制單元,以數模轉換器dac0832輸出參考電壓,以該參考電壓控制電壓轉換模組lm350的輸出電壓大小。該電路設計簡單,應用廣泛,精度較高等特點。lm350系列三端可調式整合穩壓器的方法。

關鍵詞:微控制器(mcu),數模轉換器(da),掉電儲存器(eeprom)。

引言目前所使用的直流可調電源中,幾乎都為旋紐開關調節電壓,調節精度不高,而且經常跳變,使用麻煩。利用數控電源,可以達到每步0.1v的精度,輸出電壓範圍0~15v,電流可以達到2a。

對選用晶元說明

dac0832是一款常用的數摸轉換器,它有兩種連線模式,一種是電壓輸出模式,另外一種是電流輸出模式,為了設計的方便,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輸出可控制電壓訊號。它有三種工作方式:不帶緩衝工作方式,單緩衝工作方式,雙緩衝工作方式。

該電路採用單緩衝模式,由電路圖可知,由於/wr2 =/xfer=0,dac寄存處於直通狀態。又由於ile=1,故只要在選中該片(/cs=0)的位址時,寫入(/wr=0)數字量,則該數碼訊號立即傳送到輸入暫存器,並直通至dac暫存器,經過短暫的建立時間,即可以獲得相應的模擬電壓,一旦寫入操作結束,/wr1和/cs立即變為高電平,則寫入的資料被輸入暫存器鎖存,直到再次寫入重新整理。

at24c02是一款常用的可掉電儲存資料的rom,2k位元容量,採用i2c匯流排操作,關於它的具體操作方法參考相關資料。

硬體電路設計

採用常用的51晶元作為控制器,p0口和 dac0832的資料口直接相連,da的/cs和/wr1連線後接p2.0,/wr2和/xefr接地,讓da工作在單緩衝方式下。da的11腳接參考電壓,參考電壓電路如圖2所示,通過調節可調電阻調節lm336的輸出電壓為5.

12v,所以在dac的8腳輸出電壓的解析度為5.12v/256= 0.02v,也就是說da輸入資料端每增加1,電壓增加0.

02v。

da的電壓輸出端接放大器op07的輸入端,放大器的放大倍數為 r8/(r8+r9)=1k/(1k+4k)=5,輸出到電壓模組lm350的電壓解析度=0.02v×5=0.1v。

所以,當mcu輸出資料增加1的時候,最終輸出電壓增加0.1v,當調節電壓的時候,可以以每次0.1v的梯度增加或者降低電壓。

本電路設計三個按鍵,key1為翻頁按鍵,最近設定的電壓大小儲存在eerom裡面,比如10個電壓,按一下key1,電壓變為下乙個,省去了反覆設定電壓的麻煩,key2為電壓+,key3為電壓+,按一下key2,當前電壓增加0.1v,按一下key3,當前電壓減小0.1v。

限於篇幅原因,未畫出數碼管顯示電路,該系統使用3個數碼管,可以顯示三位數,乙個小數字,比如可以顯示12.5v,採用動態掃瞄驅動方式。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,給電壓模組作為最終輸出的參考電壓,真正的電壓,電流還是由電壓模組lm350輸出。

為了達到2a的輸出電流,lm350必須選用金屬外殼封裝,並且帶稍大面積的散熱片。

軟體的設計主要完成三方面的功能:

1.設定電壓並且儲存,主要是對eerom的操作。

2.把設定的電壓送到da,主要是對da的操作。

3.中斷顯示,把設定的電壓顯示到led數碼管上。

該數控電壓源實現儲存最近10電壓功能,當開啟電源的時候,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個位址儲存資料,第乙個位址儲存當前電壓編號,大小為1~10。第2個位址~第 11個位址連續儲存10個電壓大小資料。電壓編號的大小分別對應到相應位址電壓大小。

對軟體流程做一下說明:當電源開啟的時候,mcu進行復位,暫存器清零。接著電源應該顯示和輸出上次關機前的電壓大小,這時候mcu先讀取eeprom中儲存的電壓編號,根據電壓編號讀出對應電壓,把該資料送到da,在轉換成bcd碼送到顯示部分。

這時候程式迴圈檢測是否有按鍵訊號,如果key1按下,電壓編號指向下乙個,儲存該電壓編號,讀對應電壓,把他送到da並且顯示。如果key2按下,當前電壓資料加1,相對應輸出電壓(power—out引腳)增加0.1v,儲存設定電壓資料。

如果key3按下,電壓資料減1,輸出電壓

減少0.1v,儲存設定電壓資料。

結語該數控電壓源經過時間實際使用說明,具有精度高,使用方便,硬體電路簡單等特點。如果要作成產品,還需要增加電流測量和顯示部分,對這部分電路請參考相關資料。本文主要對如何控制功率輸出電壓大小做出個例子,該電路對測量領域,以及馬達調速方面都可以擴充套件使用。

基於8051微控制器的數控電源設計方案

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微控制器課設

目錄一 引言3 二 器件介紹4 1 51微控制器89c52簡介4 2 a d轉換器晶元adc0809簡介7 3 74hc138簡介9 三 軟體的設計11 1 軟體所要實現的功能11 2 程式流程圖11 四 硬體電路設計16 五 心得體會17 六 參考文獻19 附錄一 硬體原理圖20 附錄二 課設程式...

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