《论文简易数控直 流电源论文(定稿)》.doc

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1、《论文简易数控直流电源论文(定稿)》　　简易数控直流电源摘要该电源系统以ATMEL89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流稳压电源功能的方案。　　设计采用8位精度的DA转换器DAC　　0832、精密基准源LM336-5.　　0、7805和两个CA3140运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为－5V～+5V，电压步进0.1V的数控稳压电源，另外该方案只采用了3按键实现输出电压的方便设定，显示部分我们采用了LCD1602来显示输出电压值。　　关键词数控直流稳压源DAC0832运算放大器CA314051单片机Atmel89s521．系统方案选择和论证1．1基本目标1)输出电压范围－5V～＋

2、5V，步进0.1V。　　2)输出电压可预置在－5V～＋5V之间的任意一个值。　　3)数字显示输出电压值。　　4)为实现上述几部件工作，自制稳压直流电源，输出±15V，＋5V。　　U1LM3171．2系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为输出部分，人机接口部分和直流稳压电源。　　其中输出C1C2部分是由D/A转换后再放大得到的，人机接口包括4个按键和液晶显示部分，直流稳压电R1源包括两组电源。　　1．2．1方案选择和论证方案一:三端稳压电源采用可调三端稳压电源构成直流可调电源的电路如图1.1所示。　　怎样实现数控呢？我们1Kx9c102100u10uVinVoutGND把图1.1中的可变电阻

3、RP用数字电位器来代替，就能实现数控了。　　但由于三端稳压芯片LM317和LM337的输出电压不能从0V起调，输出公式Vout=1.25×(1+R2/R1)。　　所以，可U1+15VC1C2以采用在输出的地方加两个二级管，利用PN节的固有电压来实现从0V起调，如图1.2所示。　　Voutx9c1021000u100u10VinVoutGND1Kx9c1021000u100u100uC310uC4RP+15V10R1VinGNDLM3371000uD?C1100uC2C3C4RP图1－110R1U1LM3171K100uC310uC4RP+15VD?DiodeDiode图1.2优点该方案结构简

4、单，使用方便，干扰和噪音小缺点数字电位器误差较大，控制精度不够高，误差电压较大。　　同时更重要的是几乎所有的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。　　所以，这种方案就被否决了。　　方案二采用A/D和D/A采用A/D和D/A构成直流电源的电路如图1.3和图1.4所示。　　采用单片机构成直流电源的电路如图1.3所示，利用AVR单片机自带的D/A口DAC0输出0－2.5V的电压，然后经一级反相放大器和跟随器，此时可以输出0到－5V电压。　　但是因为A/D变换器只能采集0到+2.56V的电压，所以再在跟随器后面加一级反相放大器器然后送回到A/D采样，MCU比较发现DAC0输出为正确电压时，则从跟

5、随器后直接输出电压，这样就可以输出0到-5V的电压了。　　当需要正相电压时从DAC1口输出电压，这时就不需要反相，其它原理与DAC0相似。　　MCUA/D236AR?OpAmp+5VDAC0PortPort10R110R110R1-5V236AR?OpAmpVCCDAC1236AR?OpAmp236AR?OpAmp-5V-5VVCC10R110R1V0236AR?OpAmp+5V-5V10R110R110R1图1.3优点精确度高，纹波小，效率和密度比较高，可靠性也不错。　　缺点电路相对复杂，AVR单片机的IO口不能容忍负电压，否则会被损坏。　　所以，这种方案也行不通。　　方案三采用数字电位器

6、与运放到组合如图1.4所示，在该方案中我们用两个数字电位器代替了MCU中的D/A，这样可以降低成本，同时简化电路，从两个串连的数字电位器可以直接输出-5V到+5V的电压同上面方案一样，当输出反相电压时在送电压回A/D采样时要先经过一次反相。　　但同样存在上面的问题MCUA/D236AR?OpAmp+5V-5V1KR3Res1PortQ12N3904Vo1KR1RPot11KR2RPot1-5V+5VPortQ22N3906236AR1OpAmp+5V10R410R610R5图1.4VoutGND优点电路结构更简单，降低了成本缺点因为数字电位器电阻误差大，且单片机的A/D口容易损坏。　　方案四

7、采用7805构成直流电源C1采用7805构成直流电源的电路如图1.5所示，改变RP阻值使7805的公共端的电压在Rp0到－10V之间可调，则7805的输出端电压就可实现-5V－+5V之间可调了。　　这种方案是利1000u10u用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。　　但同样存在不好数控的问题。　　1K图1.5VinU17805100uC310uC4C2-10V+15vX9C102方案四方