数控稳压电源设计实例

基于单片机的数控直流稳压电源的设计
1．ADC0804简介
ADC的主要特性如下：
1）CMOS的逐渐逼近使AD转换器。

2）具有8位解析能力，转换时间为100μs，最大误差为1个LSB值（最小电压刻度）。

3）采用差动式模拟电压输入，三态式数字输入。

2. ADC0804的引脚图1如下：
图1 ADC0804引脚图 3 外部特性（引脚功能）
CS ：片选端，此为低态驱动引脚，若=0，则ADC0804工作；若=1，则ADC0804不工
作，输出数据引脚DB0到DB7呈高阻状态。

WR ：控制芯片启动的输入端，若=0，即可使ADC0804开始进行模拟-数字转换动作。

INTR ：转换结束信号输出端，输出电平高跳到低表示本次转换已经完成，可作为中断或查
询信号。

RD ：转换结果读出控制端，当它与CS 同时为低电平时，输出数据锁存器DB 0~DB 7各端上
出现8位并行二进制数码，以表示D A 结果。

CLK ：时钟脉冲输入引脚，ADC0804接受100到1460KHz 的时钟脉冲。

可配合CLK-R 引脚，以外加的电阻、电容由内部电路自行产生时钟脉冲，其振荡频率为CLK f ≈1.11RC 。

CLK-R ：时钟脉冲输出引脚，可连接电阻以产生时钟脉冲。

2REF V ：参考电压输入引脚，通常本引脚所连接的电压是输入模拟电压最大值的一半。

)(+IN V ：模拟电压输入引脚。

)(-IN V ：模拟电压输入引脚。

CC V ：电源引脚或参考电压引脚，通常是连接+5V ，以作为电源之用。

GND ：数字信号接地引脚。

AGND ：模拟信号接地引脚，通常本引脚都与GND 引脚连接后接地，若处理高干扰的模拟信号，本引脚可单独接地。

DB0~DB7：数字输出数据引脚。

电路图介绍：
本实例采用Protuse 软件仿真，现总电路图如图2所示：
图2 数控稳压电源总电路图
总电路主要由单片机控制LED数码管显示输出、AD转换电路、稳压输出电路等部分组成。

单片机的P0口接4位LED数码管的8个输入口，P1口接ADC0804的8个输出口，P2口接DAC0832的8个输入口，P3.0~P3.2接LED数码管的三位位选信号,P3.4和P3.5为按钮开关,控制电压值步进的增减。

工作过程简单介绍：
本实例能够实现输出0~5v电压输出，并可控制电压值以步进位0.2V的增减。

以单片机为控制核心，由单片机比较预设值与A/D转换采样反馈值的偏差，得出相应的输出值，由D/A转换电路变换为模拟量去驱动电压输出电路，从而使电压稳定在设定值。

1．稳压输出电路
单片机根据预设值和A/ D 转换的采样值计算出输出值,通过数据总线把数据传送到
DAC0832, 进行D/ A 转换,由IOUT1、IOUT2 输出相应的模拟电流信号,经运算放大器转换为0～5V 的模拟电压信号,再经由运放和三极管构成的稳压电路实现输出，由运放电路驱动电压调整管Q1,过流保护由过流电压采样电阻和限流晶体管构成，当输出电流过大，限流晶体管Q2就会导通分流，使得输出电压减少，输出功率减少。

并将输出电压送到A/ D 转换电路,采样处理后,反馈到单片机。

当采样值高于设定值,单片机计算出输出量减小,相应Q1 基极电位下降,输出电压下降。

当输出电压过低时, 电压反馈稳定过程与此相反。

由此, 实现了输出电压的稳定。

电路原理图如图3所示：
图3 输出稳压电路
2 .AD转换电路
AD转换电路由ADC0804构成，以外加的电阻、电容由内部电路自行产生时钟脉冲，
其振荡频率为CLK f ≈1.11RC ，可取R=10K ，C=150pf 。

模数转换完成以后，将ADC0804输出的数字量送到单片机的P1口。

电路原理图如图4所示：
图4 AD 转换电路
3. 系统总流程图
Y N
Y N
Y
N
图5 系统软件流程图 C 语言程序：
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar
code
table[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,
0x82 ,0XD8,0x80,0x90,0xFF}; //不带小数点的显示段码表
uchar code table0[11]={0X40,0X79,0X24,0X30,0X19,0X12,0X02,0X78,0X00,0X10, 0xFF};
//带小数点的的显示段码表
uchar dis[3]={0x00,0x00,0x00}; //定义一个显示缓冲数组void add(); //加函数
void reduce(); //减函数
void delay(uint t); //延时函数
void display(); //显示函数
void adc(); //AD转换函数
void change(); //比较调整输出函数
void init(); //显示值赋值函数
sbit P3_4=P3^4;
sbit P3_5=P3^5;
sbit P3_0=P3^0;
sbit P3_1=P3^1;
sbit P3_2=P3^2;
sbit wr=P3^3;
sbit intr=P3^6;
sbit rd=P3^7;
uchar var=0;
int var2;
uchar num,out=0;
void display()
{
P3_0=1;
P0=table[dis[0]];
delay(1);
P3_0=0;
P3_1=1;
P0=table[dis[1]];
delay(1);
P3_1=0;
P3_2=1;
P0=table0[dis[2]];
delay(1);
P3_2=0;
}
void init()
{
var2=var*1.95;
dis[0]=var2%10; //个位dis[1]=var2/10%10; //十位dis[2]=var2/100%10; //百位}
void main()
{
P2=0;
var=200; //预设初始值P3_0=0;
P3_1=0;
P3_2=0;
init();
if(P3_4==1 && P3_5==1)
display();
while(1)
{
adc();
change();
if (P3_4==0)
{
add();
while(!P3_4) ;
}
if(P3_5==0)
{
reduce();
while(!P3_5);
}
if(P3_4==1 && P3_5==1)
display();
}
}
void add()
{ var++;
delay(1);
init();
}
void reduce()
{ var--;
if(var==0xff)
{var=0;}
delay(1);
init();
}
void adc()
{
wr=1;
wr=0;
delay(10);
wr=1;
while(intr==0)
{}
rd=0;
delay(10);
num=P1;
}
void change()
{
if(var<num)
{ if((num-var)>=10) { if(out>=10)
{ out=out-10;
P2=out;
}
}
else if (out>=1)
{ out--;
P2=out;
}
}
if(var>num)
{ if（(var-num)>=10)
{ if(out<=245)
{ out=out+10;
P2=out;
}
}
else if (out<=254)
{out++;
P2=out;
}
}
}
void delay (uint t)
{ uint i,j;
for (i=0;i<t;i++)
for (j=0;j<120;j++)
;
}
运行结果图：。