数控直流稳压电源设计

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1、数控直流稳压电源设计数控直流稳压电源设计【摘要】本设计以直流电压源为核心，STC89C52RC单片机为主控制器，单片机系统是数控电源的核心。它通过软件的运行来控制整个仪器的工作，从而完成设定的功能。通过数字键盘来设置直流电源的输出电压，输出电压范围为0—9.9V，最大电流为300mA，并可由液晶屏LCD1602显示实际输出电压值。本设计由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器LM324隔离放大,最后输出各种设备所需要的电压。实际测试结果表明，本系统实际应用于需要高稳

2、定度小功率恒压源的领域。【关键字】直流稳压电源；单片机；数控；DAC08322.4总体方案框图系统总体方案框图如图2-1所示。图2-1系统总体方案框图3.系统的硬件电路设计3.1主控制器模块本设计采用PDIP封装的STC89C52RC芯片为主控制器，如图3-1所示。该芯片正常工作电压为5V，支持的最高时钟频率为80MHz，Flash程序存储器为8KB,RAM数据存储器为512B,内置看门狗电路，支持ISP/IAP[6]。本单片机具有以下优点：1.超低功耗(1)掉电模式：典型功耗为0.5uA,可由外部中断唤醒，中断

3、返回后，继续执行原程序。(2)空闲模式：典型功耗为2mA。(3)正常工作模式：典型功耗为4mA-7mA。2.超强抗干扰(1)I/O口、电源、时钟、看门狗、复位电路都是经过特殊处理。(2)宽电压，不怕电源抖动，工作电压范围为3.4–6V。(3)高抗静电（高ESD保护），轻松过2000V。(4)快速冲干扰。22数控直流稳压电源设计图3-1STC89C52RC芯片引脚图控制部分是系统整机协调工作和智能化管理的核心部分，采用STC89C52RC单片机实现控制功能是其关键，采用单片机不但方便监控，并且大大减少硬件设计。电路

4、图如图3-2。图3-2 单片机控制部分3.2D/A转换模块3.2.1D/A转换芯片DAC0832介绍[7]DAC0832引脚图如图3-3所示。22数控直流稳压电源设计图3-3D/A转换DAC0832引脚CS:片选信号,低电平有效。ILE:输入锁存允许信号,高电平有效。WR1:写信号1(低电平有效)。WR2:写信号2(低电平有效),输入锁存器将8位数据传输到DAC寄存器IOUT1：模拟电流输出端1。当输入数字为：全”1”时,输出电流最大，约为255VREF/256REB全”0”时,输出电流为0。IOUT2：模拟电流

5、输出端2，IOUT1+IOUT2=常数RFB：反馈电阻引出端,此端可接运算放大器输出端VREF：参考电压,-10V～+10VVcc：芯片电源电压,+5V～+15VAGND：模拟信号地DGND：数字信号地DI7~DI0：数字量输入信号，其中:DI0为最低位，DI7为最高位[7]3.2.2D/A转换控制部分系统设置D/A转换接口，采用8位模数转换器DAC0832。其电路如图3-4所示。D/A转换部分的输出电压作为稳压输出电路的参考电压。稳压输出电路的输出与参考电压成比例。8位的D/A数据口分别与单片机的P0口相连，D

6、AC0832的片选信号和写信号分别由单片机的P32脚和P36脚控制，8位字长的D/A转换器具有256种状态。其时序图如图3-5所示。 图3-4 D/A转换控制部分原理图图3-5　DAC0832数模转换时序图22数控直流稳压电源设计　　Clk为时钟端，Data为输入数据，LOAD为输入控制信号。每路电压输出值的计算：REF为参考电压，data为输入8位的比特数据；本设计用的REF为-5v。3.3稳压输出模块3.3.1稳压控制芯片LM324LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装。它的内部包含四组形式

7、完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立[8]。每一组运算放大器可用图3-6所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图3-7所示。图3-6LM324同向输入与反向输入图3-7LM324引脚图由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功

8、耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。3.3.2稳压输出原理与电路此部分将经过D/A转换后的初始电压转换成设备所需要的特定电压。从DAC0832的IOUT2引脚输出电压作为稳压输出电路的参考电压。稳压电路输出的电压大小与DAC0832的IOUT2输出参考电压成比例。稳压输出电路采用的是串联式反馈稳压电路（如图3-8），在电路中，U5A—LM324