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数控直流电源

一、方案论证与选择

方案一：原理框图如图1所示，采用数字逻辑控制。通过“＋”、“－”两键操作，控制可逆计数器分别作加、减计数，可逆计数器的二进制数字输出一路用于驱动数显电路，指示电源输出电压的大小值；另一路进入D／Ａ转换电路，将数字量按比例转换成模拟电压，然后经过射极跟随器控制调整输出级输出所需的稳定电压。该方案能够完成基本要求，发挥部分受到限制。

图一方案一示意图

方案二：原理框图如图2所示，采用8051单片机产生波形，D/A转换器将其转化为模拟电压，再经过放大器放大。由单片机的软件实现电压的步进增减、对键盘的自动扫描等功能。该方案灵活性大，易于扩展，需要专用的译码驱动芯片。

图二方案二示意图

方案三：数控部分同方案二，原理框图如图三。用74LS164作驱动器，由单片机软件控制数码显示，软件还附有显示器的自动刷新及电路的过零保护等功能。该方案具有方案二的所有优点，而降低了对芯片的要求，提高了系统的可靠性。

图三方案三示意图

综上所述，选用方案三。

二．理论分析与参数计算

1． DAC0832简介

DAC0832是一款采用CMOS 工艺制成的单片电流输出型8位数 / 模转换器，图四是它的逻辑框图和引脚排列。DAC0832有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。

图四 DAC0832的逻辑框图和引脚排列

2．步进01.V 的实现

因为输出电压量程为10V ，VREF 基准电压范围为-10V---+10V ，基准电压可以为5.12V ，这样在DAC0832的8脚输出电压的分辨率为：

V V

02.0256

12.5 即D/A 输入数据端每增加1，电压增加0.02V 。D/A 的电压输出端接放大器OP27 的输入端，放大器的放大倍数为5 ，才能得到输出电压的电压分辨率：

0.02V ×5=0.1V

这样当调节电压的时候，以每次0.1V 的梯度增加或者降低电压。

三．硬件电路图

1．波形转换与放大部分

选用51系列的单片机产生和控制波形。数模转换器用的是DAC0832，本方案中DAC0832采用单缓冲模式。

电路如图五所示，P0口和DAC0832的数据口直接相连， 2WR 和XFER 接地，DAC 数据寄存器处于直通状态，ILE=1，1WR 和CS 连接后接P2.0。在选中该片的地址（CS =0）时，写入数字量，该数字信号就立即传送到DAC 输入寄存器，并直通至DAC 数据寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压。

WR和CS立即变为高电平，写入的数据被输入寄存器锁存，直到写入操作结束，1

再次写入刷新。

图五波形产生与转换电路

图六电流放大电路

2．键盘与数码显示部分电路如图七

图七键盘与显示电路

3．稳压电源部分

电源部分输出+5V，+15V，-15V电压供给系统，另外还制作+5.12V直流稳压电源做DAC0832的VERF的基准电压。

四．软件设计与流程图

1．软件介绍

软件部分采用模块化程序设计的方法编写，系统软件由主控制程序、数码显示子程序、键盘服务子程序组成。还添加了自动扫描键盘、显示器的自动刷新、过零保护的功能。编程中C函数和汇编函数相互调用。

2．程序流程图如图九所示

图九软件流程图

五．程序如下

#include

#define uchar unsigned char

sbit dp=P1^4;

sbit sh=P1^5;

void delay(unsigned int t);

uchar Getkey(void);

void Disp(uchar n);

uchar Disptab[10]={0x11,0x7d,0x23,0x29,0x4d,0x89,0x81,0x3d,0x1,0x9}; main()

{ uchar key;

char Vol1=0x00,Vol2=0x00;

Disp(Disptab[Vol2]);

Disp(Disptab[Vol1]-1);

P0=0x00;

while(1)

{ key=Getkey();

switch(key)

{ case 0x01:break;

case 0x02:break;

case 0x04:if(Vol1==0&&Vol2==0)break;

Vol2--;

if(Vol2<0)

{ Vol2=9;Vol1--; }

Disp(Disptab[Vol2]);

Disp(Disptab[Vol1]-1);

P0=4.3*(Vol1*10+Vol2);

break;

case 0x08:if(Vol1==9&&Vol2==9)break;

Vol2++;

if(Vol2==10)

{ Vol2=0x00;Vol1++; }

Disp(Disptab[Vol2]);

Disp(Disptab[Vol1]-1);

P0=4.3*(Vol1*10+Vol2);

break;

default:break; } } }

uchar Getkey(void)

{uchar key;

P1|=0x0f;

if(!(~(P1|0xf0))) return 0x00;

delay(0x20);

if(!(~(P1|0xf0))) return 0x00;

key=~(P1|0xf0);

while(~(P1|0xf0));

return key; }

void delay(unsigned int t)

{ while(--t); }

void Disp(uchar n)

{ uchar i;

for(i=0;i<8;i++){

sh=0;

if(0x80&n){

dp=1; }

else

{ dp=0; }

sh=1;

n=(n<<1)+1; } }