数控直流稳压电源实训分析方案.docx

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数控直流稳压电源实训分析方案

单片机简易数控直流稳压电源实训

——嵌入式应用实训报告

班级：

学号：

姓名：

一、实训目的与要求

目的：

熟悉单片机应用技术,提高分析、解决工程问题的能力。

该系统以直流电压源为核心，STC89C52单片机为主控制器，通过按键来设置直流电源的输出电压，由数码管显示实际输出电压值。

由单片机程序控制输出数字信号，经过D/A转换器

要求：

<1）输出电压：

范围0～+9.9v,步进0.1v；

<2）输出电流：

500mA；

<3）输出电压值由数码管显示；

<4）由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；

二、方案设计

系统电路主要包括这几大部分：

数字控制部分、D/A转换部分、可调稳压电源部分、串行输入口以及数码管显示部分。

数字控制部分是用+、-按键控制可逆二进制计数器，二进制计数器的输出输入到D/A转换器，经D/A转换器转换成相应的电压，此电压经过运算放大器放大到合适的电压值后，去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以0.1V的步进值增或减。

数码管的显示部分是由单片机程序控制，从它的引脚输出数据，然后在数码管上显示。

数码管上显示的数据就是实际输出的电压值。

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

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

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

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

sclk=1。

}

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&&（a1>0&&a1<=9>>{

a1--。

P0=led0[a1]。

delay1s（>。

}

elseif（P1_2==0&&（a2>=0&&a2<9>>{

a2++。

P2=led[a2]。

delay1s（>。

}

elseif（a1!

=9&&a2==9&&P1_2==0>{

a1++。

a2=0。

P0=led0[a1]。

P2=led[a2]。

delay1s（>。

}

elseif（a1!

=0&&a2==0&&P1_3==0>{

a1--。

a2=9。

P0=led0[a1]。

P2=led[a2]。

delay1s（>。

}

elseif（P1_3==0&&（a2>=0&&a2<=9>>{

a2--。

P2=led[a2]。

delay1s（>。

}

}

}

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

电压值

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）

作品照片<电源电路部分）