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目前所使用的直流可調電源中，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調節電壓，調節精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。利用數控電源，可以達到每步0.1V的精度，輸出電壓范圍0"15V，電流可以達到2A。 系統結構 圖1：硬件系統結構圖 對選用芯片說(shuō)明 DAC0832是一款常用的數摸轉換器，它有兩種連接模式，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輸出可控制電壓信號。它有三種工作方式：不帶緩沖工作方式，單緩沖工作方式，雙緩沖工作方式。該電路采用單緩沖模式，由電路圖可知，由于/WR2 =/XFER=0，DAC寄存處于直通狀態(tài)。又由于ILE=1，故只要在選中該片（/CS=0）的地址時(shí)，寫(xiě)入（/WR=0）數字量，則該數字信號立即傳送到輸入寄存器，并直通至DAC寄存器，經(jīng)過(guò)短暫的建立時(shí)間，即可以獲得相應的模擬電壓，一旦寫(xiě)入操作結束，/WR1和/CS立即變?yōu)楦唠娖�，則寫(xiě)入的數據被輸入寄存器鎖存，直到再次寫(xiě)入刷新。 AT24C02是一款常用的可掉電保存數據的ROM，2K比特容量，采用I2C總線(xiàn)操作，關(guān)于它的具體操作方法參考相關(guān)資料。 圖2：主硬件電路圖 圖3：參考電壓電路圖 硬件電路設計 采用常用的51芯片作為控制器，P0口和 DAC0832的數據口直接相連，DA的/CS和/WR1連接后接P2.0，/WR2和/XEFR接地，讓DA工作在單緩沖方式下。DA的11腳接參考電壓，參考電壓電路如圖2所示，通過(guò)調節可調電阻調節LM336的輸出電壓為5.12V，所以在DAC的8腳輸出電壓的分辨率為5.12V/256= 0.02V，也就是說(shuō)DA輸入數據端每增加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，輸出到電壓模塊LM350的電壓分辨率=0.02V×5=0.1V。所以，當MCU輸出數據增加1的時(shí)候，最終輸出電壓增加0.1V，當調節電壓的時(shí)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(gè)按鍵，KEY1為翻頁(yè)按鍵，最近設置的電壓大小保存在EEROM里面，比如10個(gè)電壓，按一下KEY1，電壓變?yōu)橄乱粋�(gè)，省去了反復設置電壓的麻煩，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。 限于篇幅原因，未畫(huà)出數碼管顯示電路，該系統使用3個(gè)數碼管，可以顯示三位數，一個(gè)小數位，比如可以顯示12.5V，采用動(dòng)態(tài)掃描驅動(dòng)方式。本主電路的原理是通過(guò)MCU控制DA的輸出電壓大小，通過(guò)放大器放大，給電壓模塊作為最終輸出的參考電壓，真正的電壓，電流還是由電壓模塊LM350輸出。 為了達到2A的輸出電流，LM350必須選用金屬外殼封裝，并且帶稍大面積的散熱片。 軟件流程 軟件系統 軟件的設計主要完成三方面的功能: 1.設置電壓并且保存，主要是對EEROM的操作。 2.把設置的電壓送到DA，主要是對DA的操作。 3.中斷顯示，把設置的電壓顯示到LED數碼管上。 該數控電壓源實(shí)現保存最近10電壓功能，當打開(kāi)電源的時(shí)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(gè)地址保存數據，第一個(gè)地址保存當前電壓編號，大小為1"10。第2個(gè)地址"第 11個(gè)地址連續保存10個(gè)電壓大小數據。電壓編號的大小分別對應到相應地址電壓大小。 對軟件流程做一下說(shuō)明：當電源打開(kāi)的時(shí)候，MCU進(jìn)行復位，寄存器清零。接著(zhù)電源應該顯示和輸出上次關(guān)機前的電壓大小，這時(shí)候MCU先讀取EEPROM中保存的電壓編號，根據電壓編號讀出對應電壓，把該數據送到DA，在轉換成BCD碼送到顯示部分。這時(shí)候程序循環(huán)檢測是否有按鍵信號，如果KEY1按下，電壓編號指向下一個(gè)，保存該電壓編號，讀對應電壓，把他送到DA并且顯示。如果KEY2按下，當前電壓數據加1，相對應輸出電壓（POWER—OUT引腳）增加0.1V，保存設置電壓數據。如果KEY3按下，電壓數據減1，輸出電壓 減少0.1V，保存設置電壓數據。 結語(yǔ) 該數控電壓源經(jīng)過(guò)時(shí)間實(shí)際使用說(shuō)明，具有精度高，使用方便，硬件電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。如果要作成產(chǎn)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(guān)資料。本文主要對如何控制功率輸出電壓大小做出個(gè)例子，該電路對測量領(lǐng)域，以及馬達調速方面都可以擴展使用。 |
