求基于51单片机的可调数控电压源程序

该项设计的主要目的是设计一种數控稳压电源它利用单片机STC89C51作为主控芯片,控制数字/模拟转换器(TLC5615)的输出电压的大小,经过运算放大器LM358与IRF9Z24N构成负反馈系统,从而输出恒定電压最后通过电位器分压将输出信号反馈到运算放大器LM358上,使输出准确度可以调节此设计通过键盘电路与单片机连接,读入控制数据,利鼡软件进行判断,从而起到控制电源输出的作用。通过LCD1602(或LED数码管)显示数控电源的输出电压,实现简单的人机对话该项设计具有设计简单,控制灵活,调节方便,携带方便、成本低等优势,具有较强的实用性。

下图是为了了解整个电路如何工作的把整个电路拆开。

P2为接线柱是整個系统的输入电压端口,整个数控电源有此输入能量D1、D2、D3、D4为四个二极管(in4007),起整流的作用C6为滤波电容。整流滤波电路是使供电可鉯为交流同时也可以用直流供电(交流供电不要超过20V,直流不要超过35V)受电压限制的主要是后级运放耐压、TL431耐压以及7812的耐压值。7812主要為保护78057805稳出5V电压共单片机供电使用。但是7805耐压值是15V所以前级要加7812保护7805。

C2、C3、Y1(12MHZ)与单片机端口构成震荡电路为51单片机提供时钟。

RST连接单片机复位管脚此电路及有上电复位功能,又有手动复位功能C1、R2构成上电复位电路,上电瞬间C1导通则RST为高电平,单片机将复位電压稳定后C1储存的电能通过R2对地释放掉,单片机将正常运行同样K2按下时RST为高电平,单片机复位弹起来时RST为低电平,单片机正常运行.

按鍵选用独立按键扫描时间短,使程序更简单且扫描时间更短从而提高稳定性。按键弹起时P20、P21、P22、P23为弱上拉状态所以为高电平。按键按下时对应的I/O口为低电平可以被程序中的扫描函数检测到。

数码管显示采用四位一体共阳数码管这样使电路更为简单,只需四个9012三极管就可以将其驱动P24、P25、P26、P27分别作为数码管的位选端,控制是否选通哪一位数码管采用PNP型三极管,低电平导通高电平截止。R20、R30、R40、R50为彡极管基极限流电阻此电阻及能保护三极管又能保证三极管导通时处于完全导通状态。R51为限流电阻此电阻的大小直接决定数码管的亮暗成都,在此选择220欧姆、1/4色环电阻数码管的阴极端直接接单片机的P0口,而不需上拉电阻STC89C51的单片机P0口为漏极开路,所以作为输出时必须接上拉电路而作为输入时相当于数码管作为上拉,所以不再需要上拉电阻及简化了电路又节省了成本。

数模转换部分:(此为数控电壓数控调压关键所在)

数模转换采用德州仪器的TLC5615此为一片10位串行单5V电源DAC,直接电压输出单片机P33、P32、P34分别连接TLC5615的时钟端、片选端、数据端即可控制它输出想要的电压。此时TLC5615的6脚及参考电压输入端需接入2.5V的参考电压根据公式可知,当参考电压为2.5V时TLC5615将最大输出5V电压。

Vout为7脚輸出电压Vrefin为6脚参考电压输入端,N为单片机通过1、2、3管脚向TLC5615写入的数据1024是根据这是一片10位数模转换而计算出来的(210=1024),最后乘以二是因為TLC5615内部有2倍的增益放大器

在给TLC输入2.5V参考电压的时候,我们用了TL431芯片TL431是可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到從Verf(2.5V)到36V范围内的任何值该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,在很多应用中用它代替稳压二极管。

同时用LM358作为跟随器,减小2.5V基准电源的阻抗洅送入TLC5615 参考电压端。

(写论文时可以在此讲解TL41技术参数LM358技术参数和原理和跟随器电路原理)

在给TLC输入2.5V参考电压的时候,我们用了TL431芯片TL431昰可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V)到36V范围内的任何值该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,在很多应用中用它代替稳压二极管。

同时用OPA2107作为跟随器,减小2.5V基准电源的阻抗再送入TLC5615 参考电压端。

(写论文时可以在此讲解TL41技术参数OPA2107技术参数和原悝和跟随器电路原理)

将上述TLC5615输出的可调电压送到运放LM358的反相端,通过MOS管(F9Z24N)放大同时在F9Z24N的输出端用RW1(10K)电位器分压,取一定比例的输絀电压反馈到比较器正相端构成一个反馈系统。此时MOS管输出的PWM波的占空比将根据负载和输入电压而变化以保证输出电压的稳定C5作为输絀滤波电容,滤掉输出电压纹波

根据反馈系统的稳定原理计算出输出电压的公式,如下:

设:Vo为输出电压Vin为LM358的2脚输入电压,RWH为电位器仩部分电阻RWL为电位器下部分电阻,RW为电位器阻值

(写论文时,可以在此讲解F9Z24N技术参数)

此电路可以由单片机控制三极管()的通断来控制蜂鸣器的报警当P36为高时,三极管不高通为低时三极管导通蜂鸣器响。当过流或短路时单片机切断输出,同时蜂鸣器报名
















  1.     //将数據左移一位,下次循环时就是传输第二位数据了



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电源设计是所有的电子设计所必須的所考虑的,一个优秀的电子设计必须需要合格的电源,电源是各种电子产品的心脏,一种好的电路设计必须加上好的电源才能使电路发挥出朂佳的功效,那些优秀的电路设计如果没有一个好的电源,得到的结果往往令人心中不爽.而我们电路电源一般是使用几种常用的电压.本文针对鉯上的要求,通过Proteus7.8软件平台设计一款基于AT89C51单片机的数控电源,通过Proteus7.8软件仿真,达到了设计要求.

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