数控直流稳压电源实训分析方案Word格式.docx
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串行口部分,采用标准的DB-9的D形插头,采用RS-232C信息格式标准,RS—232C和TTL电平用MAX232。
三、硬件设计
在硬件部分我们用到了STC89C52、TLC5615、OP07、LM336、MAX232、数码管等。
STC89C52单片机作为整机的控制单元,通过改变TLC5615的输入数字量来改变输出电压值,从而使输出功率管的基极电压发生变化,间接地改变输出电压的大小。
以下是STC89C52的引脚图及各引脚功能:
STC89C52芯片共40引脚:
1~8脚:
通用I/O接口p1.0~p1.7
9脚:
rst复位键
10.11脚:
RXD串口输入TXD串口输出
12~19:
I/Op3接口(12,13脚INT0中断0INT1中断1
14,15:
计数脉冲T0T116,17:
WR写控制RD读控制输出端>
18,19:
晶振谐振器20地线
21~28:
p2接口高8位地址总线
29:
psen片外rom选通端,单片机对片外rom操作时,29脚(psen>
输出低电平
30:
ALE/PROG地址锁存器
31:
EArom取指令控制器高电平片内取低电平片外取
32~39:
p0.7~p0.0(注意此接口的顺序与其他I/O接口不同与引脚号的排列顺序相反>
40:
电源+5V
TLC5615的特点:
10位CMOS电压输出;
5V单电源工作;
与微处理器3线串行接口<
SPI);
最大输出电压是基准电压的2倍;
输出电压具有和基准电压相同的极性;
建立时间12.5us;
内部上电复位;
低功耗,最高为1.75mW。
TLC5615作数模转换器。
以下是TLC5615引脚图:
Op07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
由于OP07具有非常低的输入失调电压<
对于OP07A最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。
OP07同时具有输入偏置电流低<
OP07A为±
2nA)和开环增益高<
对于OP07A为300V/mV)的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
以下是Op07引脚图:
LM336集成电路是精密的2.5V并联稳压器,其工作相当于一个低温度系数的、动态电阻为0.2欧的2.5V齐纳二极管,其中的微调端可以使基准电压和温度系数得到微调。
它的典型性能参数有:
低温度系数:
6mV/9mV/18mV。
工作电流范围宽:
300uA----10mA。
动态电阻:
0.2欧;
最大正向电流:
10mA;
最大反向电流:
15mA。
以下是LM336引脚图:
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM>
的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。
以下是共阳数码管引脚图:
四、软件设计
#include<
reg51.h>
sbitP1_0=P1^0。
sbitP1_1=P1^1。
sbitP1_2=P1^2。
sbitP1_3=P1^3。
sbitP1_5=P1^5。
sbitP1_6=P1^6。
sbitP1_7=P1^7。
unsignedcharled0[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}。
unsignedchar
led[]={0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09}。
sbitcs_ad=P1^5。
sbitdin=P1^7。
sbitsclk=P1^6。
voidda_out(unsignedintda_data>
{unsignedchari。
cs_ad=0。
sclk=0。
for(i=0。
i<
12。
i++>
{if(da_data&
0x0200>
din=1。
elsedin=0。
sclk=1。
da_data<
=1。
sclk=0。
}
cs_ad=1。
//将移位寄存器中的10位有效数据锁存于DAC寄存器中
}
voiddelay1s(>
{unsignedcharj。
for(j=0。
j<
0x14。
j++>
{
TH1=0x3c。
TL1=0xb0。
TR1=1。
while(!
TF1>
。
TF1=0。
}
main(>
{unsignedchara1,a2。
floatx,y。
a1=0。
a2=1。
TMOD=0x10。
P0=0x40。
P1=0xDF。
P2=0x03。
while(1>
{
x=a1*10+a2。
y=1023*x/99。
da_out(y>
if(a1==0&
&
a2==0>
P1_3=1。
elseif(P1_0==0&
(a1>
=0&
a1<
9>
>
a1++。
P0=led0[a1]。
delay1s(>
elseif(P1_1==0&
0&
=9>
a1--。
elseif(P1_2==0&
(a2>
a2<
a2++。
P2=led[a2]。
elseif(a1!
=9&
a2==9&
P1_2==0>
a1++。
a2=0。
P0=led0[a1]。
P2=led[a2]。
delay1s(>
a2==0&
P1_3==0>
a1--。
a2=9。
elseif(P1_3==0&
a2--。
五.调试说明硬软件的调试过程和调试方法。
调试是任何实验中的重要一环,调试的过程中能让我们发现很多微小、隐藏的错误。
那些错误也许在自己设计产品的时候是不会想到的,而只能通过调试来发现并解决错误。
首先是硬件的调试,由于之前的疏忽我们将稳压电源电路部分的调试留到了最后,结果放大部分的电阻不太合适也来不及换了。
接上电源,测试OP07部分,调节电位器,测零度和满度。
控制电路部分我们编了了一段小程序使数码管从0到9逐一显示,在这个环节查出了个别同学存在数码管引脚接错。
经过改正,大家都能正确显示了。
其次是软件的调试,这一部分我们花了相当长的时间,定义位寻址、延时函数、键盘扫描、D/A转换及主函数。
期间有些不足的地方也在老师的帮助下解决了。
每改进一次程序都烧到芯片里看看板子显示的效果,在我们的共同努力下,按键终于发挥了它本身的作用。
进位、借位、步进±
0.1±
1都能达到了。
这使我们很欣慰。
最后我们将软硬件结合测试。
以下是最终的测试结果:
数码管显示
电压值
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
9.9
实际输出
0.34
1.17
2.03
2.87
3.71
4.57
5.42
6.28
7.15
7.98
8.81
由测试数据可知步进1的按钮最终输出的电压值只步进了0.8左右,与实训要求有一定偏差。
六、总结与反思
总结此次的单片机实训,我做的是简易数控直流稳压电源,在设计的过程中,涉及到了许多的专业知识,发现自己在编程及对电路的理解还不够好。
在老师和同学的帮助下,成品基本达到了预期的设计目的和要求,但还是有些不足的地方。
在进行整个设计之前,先根据需求分析,对单片机进行选型,我们上网搜罗了大量的资料,并结合书本,最后得出了原理图。
在画protel原理图时要认真对待,由于我们画错了一个符号导致后来用错了一个电容,幸好对大体没有影响。
画PCB电路板的时候,要注意基本的布板原则,在此基础上追求美观。
在焊接电路板的时候,应该分模块,逐个进行焊接并测试,我们就分了大的两部分,一部分是电源电路,另一部分是控制电路加串行口电路。
在对各个硬件模块进行测试时,要保证软件正确的情况下去测试硬件,以防止找不到错误根源。
在找了大量资料之后,我们确立了原理方案,并绘制成protel图。
通过几天的焊接,我们完成了焊接部分的任务,并互相检查了电路。
这个还是蛮有效果的,的确检查出了不少错误。
改正了之后我们就忙于编程部分了,而且花了相当长的时间。
导致后来电源部分没有足够的时间调试,放大部分一个小小的电阻让我们跌到了底谷。
眼看实训最后一天了,我们还是没有达到更好的效果,其实心里挺着急的,最后一天老师也陪我们到晚上7点多。
虽然结果没有期望的那样美好,但是我们真的努力过了,尽力了。
反思这次实训觉得自己思考问题还不够全面,常常把某个环节想的太简单以至于最后出乎意料没有时间调试了。
而且在编写程序上有很多不足,还好有老师和同学的帮助。
经过这次实训感觉自己对单片机的认识又有了进一步了解,在编程部分也有所提高。
在以后的学习当中,我会弥补不足,更好的做好实训!
附录:
原理图、PCB图、作品照片
电源电路原理图
控制电路原理图
串行口电路原理图
PCB电路图
作品照片<
控制电路部分)
电源电路部分)
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