数字程控可调稳压电源的设计实现

二、实验目的：
1、了解单片机最小系统的设计 2、熟悉单片机串行通信模块的设计 3、了解X9313的功能和工作时序 了解X9313的功能和工作时序
三、任务及要求：
结合单片机最小电路和X9313接口电路共同设计一个 结合单片机最小电路和X9313接口电路共同设计一个 基于单片机的数字程控可调稳压电源系统， 基于单片机的数字程控可调稳压电源系统，用外部按键控 制该系统，使用万用表测量稳压电源的输出电压。 制该系统，使用万用表测量稳压电源的输出电压。 1、实现单片机最小系统设计 2、由两个外部键（+，-）分别控制输出电压步进增减 由两个外部键（ 3、写出单片机程序控制X9313接口电路时序，使其输出不 写出单片机程序控制X9313接口电路时序 接口电路时序， 同的电压值，使输出电压范围0～＋5V，步进0.1~0.3V， 同的电压值，使输出电压范围0～＋5V，步进0.1~0.3V， 纹波不大于10mV；输出电压值由数码管显示； 纹波不大于10mV；输出电压值由数码管显示； 4、用计算机串口代替人工按键，实现输出电压变化 用计算机串口代替人工按键， 5、扩展输出电压种类（比如三角波等） 扩展输出电压种类（比如三角波等）
2、外部运放模块
本实验中采用LM358集成运放芯片构成外 本实验中采用LM358集成运放芯片构成外 围运放模块，利用LM358搭建一个电压跟 围运放模块，利用LM358搭建一个电压跟 随器。其封装形式与管脚分布如图： 随器。其封装形式与管脚分布如图：
参考电路： 1、单片机最小系统模块
串口下载与通信模块：
X9313为工业级的 抽头数控电位器 最大阻值为10 kΩ， X9313为工业级的32抽头数控电位器，最大阻值为10 kΩ， 为工业级的32抽头数控电位器， 采用8引脚， DIP、OIC、FSSOP三种封装形式 三种封装形式。 采用8引脚，有DIP、OIC、FSSOP三种封装形式。 X9313的组成部分 输入部分、 X9313的组成部分：输入部分、非易失性存储器和电阻阵 的组成部分： 列三部分组成。 列三部分组成。 输入部分的工作就像一个升/降计数器，其输出经过译码， 输入部分的工作就像一个升/降计数器，其输出经过译码， 控制接通某个电子开关， 控制接通某个电子开关，这样就把电阻阵列上的一个点连 接到滑动输出端。 接到滑动输出端。 电阻阵列是由32个等值的电阻和与之相配套的电子开关组 电阻阵列是由32个等值的电阻和与之相配套的电子开关组 根据控制端的电平， 成。根据控制端的电平，计数器的内容还可以储存到非易 失存储器以便以后使用。 失存储器以便以后使用。
数字程控可调稳压电源的 设计实现
哈尔滨工程大学 指导教师： 指导教师：黄湘松
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、实验背景： 一、实验背景：
数字电位器与机械式电位器相比 ，具有阻值可受逻辑电 路特别是微处理器直接控制、体积小、调节精度高、 路特别是微处理器直接控制、体积小、调节精度高、不受 意外影响( 污染等) 易于装配等特点。 意外影响( 震 动、 污染等)、 易于装配等特点。 数字电位器适用于灯光、语言音量的调节， 数字电位器适用于灯光、语言音量的调节，并经常应用在 各种程控增益放大器和智能仪表中而新一代EEPOT非易 各种程控增益放大器和智能仪表中而新一代EEPOT非易 失性数字电位器X9313的问世 因其具有实用、 失性数字电位器X9313的问世 ，因其具有实用、方便和应 用灵活的特点，从而获得更广泛地应用。 用灵活的特点，从而获得更广泛地应用。 本实验就是通过51单片机对数字电位器 本实验就是通过51单片机对数字电位器x9313进行控制， 单片机对数字电位器x9313进行控制 进行控制， 实现程控可调稳压电源。 实现程控可调稳压电源。实现的关键是编写单片机控制 X9313时序的程序 X9313时序的程序，使X9313输出不同幅值的电压，最后通 时序的程序， X9313输出不同幅值的电压 输出不同幅值的电压， 过增加运放提高带载能力。 过增加运放提高带载能力。
四、设计理念： 设计理念：
1、构建单片机最小系统和X9313口电路，设 构建单片机最小系统和X9313口电路 口电路， 计一个简单程序验证单片机电路是否正常 工作。 工作。 2、设计单片机程序控制X9313，通过外部 设计单片机程序控制X9313， 中断按键不同的输入控制X9313输出不同的 中断按键不同的输入控制X9313输出不同的 电压值，通过万用表上的读数验证分压结 电压值， 果是否正确。 果是否正确。
内部结构： 芯片内部由升／降计数器： 芯片内部由升／降计数器： EEPROM、控 、 制电路、译码器和传输门与电阻阵列五部分组成。 制电路、译码器和传输门与电阻阵列五部分组成。 内部结构图见下图所示： 内部结构图见下图所示：
内部结构说明：
1、31个电阻单元的电阻阵列 ， 在每个单元之间 31个电阻单元的电阻阵列 和两个端点间都有可以被滑动单元访问的抽头点： 和两个端点间都有可以被滑动单元访问的抽头点： CS、 INC三个输人端 滑动单元的位置 由CS、U／D和INC三个输人端 控制井将滑动端的位置贮存在非易失性存贮器中， 控制井将滑动端的位置贮存在非易失性存贮器中， 在下一次上电时可以被重新调用。 在下一次上电时可以被重新调用。 2、X9313的分辨率等于最大电阻被31除。X93l3W X9313的分辨率等于最大电阻被 除 的分辨率等于最大电阻被31 阻值为10kΩ，所以其每个抽头间的阻值为323 阻值为10kΩ，所以其每个抽头间的阻值为323 Ω
五、设计提示： 设计提示：
系统设计框图： 系统设计框图：
1、x9313数字电位器模块 x9313数字电位器模块
引脚分布及说明: 引脚分布及说明:
X9313为8引脚 P，SOIC 为 引脚 引脚DI ， 和TSSOP三种封装 三种封装 如左图所示为DIP/SOIC 如左图所示为 封装 。
INC为阻值“ 增/减”控制脉冲输入端 低电平 为阻值“ 为阻值 减 控制脉冲输入端,低电平 有效； 为阻值“ 有效；U/D为阻值“增/减”控制端 ，高电平时为 为阻值 减 步增，为低电平时步减； 为片选端 为片选端， 步增，为低电平时步减； CS为片选端，低电平有 为电源( ～ 接地。 为高端； 效；VCC 为电源 3～5.5 V) ；VSS接地。VH为高端； 接地 为高端 VL为低端；VW为滑动端 为低端； 为滑动端 为低端
2、独立按键控制模块
3、数字电位器模块
4、数码管显示模块