2022年2022年数控电压源的设计

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载目录摘要11引言22硬件系统设计42.1 功能要求42.2 方案论证42.3 系统硬件电路设计42.3.1系统核心单片机部分-闪电储备器型器件at89s5152.3.2数模转换器dac0832的介绍及应用102.3.3功率放大模块uln2021介绍及应用142.3.4运算放大器lm324的作用152.3.5供电电源电路设计163软件设计173.1 主程序流程图173.2 部分程序流程图173.3 软件的设计主要完成三方面功能193.4 程序清单194总结20参考文献21致谢22附录 1 主电路图23附录 2 程序清单24精品学习资料精选学习资料 - - - 欢

2、迎下载数控电压源的设计（张龙）数控电压源的设计张龙（临夏农业高校工学院农业电气化及自动化06 级）摘要: 目前所使用的直流可调电源中,几乎都为旋钮开关调剂电压,调剂精度不高,而且常常跳变,使用麻烦；数控电压源具有操作便利,电压稳固度高的特点；本文以at89s51为掌握芯片,通过键盘输入给定值,以数模转换器dac0832将数字量转换 成模拟量,输出参考电压,通过运放lm324将 dac0832输出的模拟电压值放大,以 该参考电压掌握功率放大模块uln2021的输出电压；此设计输出电压范畴为0-9.9v ,可以达到每步0.1v 的精度, 电流可以达到2a ,并可由数码管显示实际输出电压值；该 电路

3、硬件具有设计简洁,应用广泛,精度较高,使用便利等特点；关键词 ： at89s51d/a 转 换器数控电源the design of digital control voltage sourceabstract: at present、 the direct-current adjustable power source which is used always regulates voltage by the knob switch、 the regulation precision isnot accurate、 moreover the voltage leaps frequently a

4、nd itis trouble to use. the digital control voltage source has the characteristic that the operation is easy and the voltage is stable. the chip at89s51 is used to control input value which given by keyboard、 transforms the digital quantity to the simulation quantity by d/a converter dac0832 and dac

5、0832 outputs the reference voltage. amplifier lm324 enlarges the voltage from dac0832. and the voltage that the reference voltage controls the voltage transformation module uln2021 output. this design that the output voltage scope is 0-15v、 the step may achieve the precision 0.1v、 the electric curre

6、nt may achieve 2a、 and the led demonstrates the actual output voltage value. the design of the electric circuit hardware has the characteristic that the design is simple、 the application is widespread、 the precision is accurate、 and the operation is easy.1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）keywords:

7、 at89s51unit d/a converterdigital control voltage source1引言电源技术特殊为数控电源技术为一门实践性很强的工程技术,服于各行各业； 电力电子技术为电能的正确应用技术之一；当今电源技术融合了电气.电子.系统集成.掌握理论.材料等诸多学科领域；随着运算机和通讯技术进展而来的现代信息 技术革命,给电力电子技术供应了宽阔的进展前景,同时也给电源提出了更高的要 求；随着数控电源在电子装置中的普遍使用,一般电源在工作时产生的误差,会影 响整个系统的精确度；电源在使用时会造成很多不良后果,世界各国纷纷对电源产 品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标

8、准；只有满意产品标准,才能够进 入市场；随着经济全球化的进展,满意国际标准的产品才能获得进出的通行证；数 控电源为从80 岁月才真正的进展起来的,期间系统的电力电子理论开头建立；这些理论为其后来的进展供应了一个良好的基础；在以后的一段时间里,数控电源技术 有了长足的进展；但其产品存在数控程度达不到要求.辨论率不高.功率密度比较 低.牢靠性较差的缺点；因此数控电源主要的进展方向,为针对上述缺点不断加以 改善；单片机技术及电压转换模块的显现为精确数控电源的进展供应了有利的条件；新的变换技术和掌握理论的不断进展,各种类型专用集成电路.数字信号处理器件的研制应用,到90 岁月,己显现了数控精度达到0.

9、05v 的数控电源,功率密度达到每立方英寸50w 的数控电源；从组成上,数控电源可分成器件.主电路与掌握等三 部分；目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调剂电压,调剂精度不高,而且常常跳变,使用麻烦；数字化智能电源模块为针对传统智能电源模块的不足提出的,数字化能够少生产过程中的不确定因素和人为参加的环节数,有效地解决电源模块中诸如牢靠性.智能化和产品一样性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可保护性；随着科学技术的不断进展、特殊为运算机技术的突飞猛进、现代工业应用的工控产品均需要有低纹波.宽调整范畴的高压电源、特殊为在一些高能物理领域、急需电脑或单片机掌握的低纹波.宽调整范畴的电源；电源

10、采纳数字掌握,具有以下明显优点：1) 易于采纳先进的掌握方法和智能掌握策略,使电源模块的智能化程度更高,2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）性能更完善；2) 掌握敏捷,系统升级便利,甚至可以在线修改掌握算法,而不必改动硬件线路；3) 掌握系统的牢靠性提高,易于标准化, 可以针对不同的系统或不同型号的产品,采纳统一的掌握板,而只为对掌握软件做一些调整即可；4) 系统保护便利； 一旦显现故障, 可以很便利地通过rs232 接口或 rs485 接口或 usb 接口进行调试,故障查询,历史记录查询,故障诊断,软件修复,甚至掌握参数的在线修改.调试,也可以通过mode

11、m 进行远程操作；5) 系统的一样性好,成本低,生产制造便利；由于掌握软件不同于模拟器件那样存在差异,因此,数控电源的一样性很好；由于采纳软件掌握,掌握板的体积将大大减小,生产成本下降；6) 易组成高牢靠性的多模块逆变电源并联运行系统；为了得到高性能的并联运行逆变电源系统,每个并联运行的逆变电源单元模块都采纳全数字化掌握,易于在模块之间更好地进行均流掌握和通讯或者在模块中实现复杂的均流掌握算法不需要通讯,从而实现高牢靠性.高冗余度的逆变电源并联运行系统；3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）2硬件系统设计2.1 功能要求设计一个数字掌握电压源, 利用键盘来掌握

12、,要求输出电压为0-9.9v ,步 进 0.1v ,并用数码管显示出来；2.2 方案论证本设计采纳at89s51为掌握单元,与数模转换器dac0832数据接口相连,并使dac工作在单缓冲方式下；dac的 8 脚接参考电压,参考电压为5v；所以在 dac的输出电压的辨论率为5v/256=0.02v,也就为说dac输入数据端每增加1,电压增加0.02v；dac的电压输出端接放大器 lm324 的输入端,放大器的放大倍数为 5；输出到功率放大模块 uln2021的电压辨论率 =0.02v×5=0.1v；所以,当 at89s51输出数据增加 1 的时候,最终输出电压增加 0.1v ,当调剂电

13、压的时候,可以以每次 0.1v 的梯度增加或者降低电压；本电路设计三个按键,key1 .key2 和 key3 ,key1 为电压 +, key2 为电压, key3 为确认键,即当key3 键按下时 vo 才输出电压；主电路的原理为通过at89s51掌握 dac的输出电压大小,通过放大器放大,给功率放大模块作为最终输出的参考电压,真正的电压为由功率放大模块uln2021输出的；2.3 系统硬件电路的设计系统硬件电路图如图2-1所示：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载两位数码管显示部分单片机at89s51电压掌握单元精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载按键电路4精品学习资

14、料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）图 2-1系统硬件电路图2.3.1 系统核心单片机部分-闪电储备器型器件at89s51单片机概述单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名,详细说就为把中心处理器 cpu.随机储备器ram.只读储备器 rom.中断系统.定时器 / 计数器以及i/o 口电路等主要微型机部件,集成在一块芯片上；虽然单片机只为一个芯片,但从组成和功能上看,它已经具有了运算机系统的属性,为此称它单片微型运算机scm（csingle chip microcomputer ）,简称单片机；单片机主要应用于掌握领域,用以实现各种测 试和掌握功能,由于单片机在应

15、用时处于被控系统的核心位置并融入其中,所以我们也常称单片机为嵌入式微掌握器emcuembedded microcontroller unit；(1) mcs-51 单片机简介mcs-51为一个单片机系列产品,具有多种芯片型号；详细说,按其内资源配置的不同, mcs-51可分为两个子系列；按资源配置数量, mcs-51系列分为 51 和 52 两个子系列, 其中 51 子系列为基本型,而 52 子系列就为增强型,以芯片型号的最末位数字的“1”和“ 2”作标志； 52作为增强型子系列,由于资源数量的增加,使其芯片的功能也有所增强；例如片内rom容量从 4kb增加到 8kb,片内 ram单元数从12

16、8 字节增加到256 字节,定时器 /计数器的数目从2 个增加到3 个,中断源从5 个增加到6 个等；单片机内部程序储备器rom的配置共有：不含有内部程序储备器.掩模型只读储备器.紫外线擦除可编程只读储备器.电擦除可编程储备器4 种类型,所对应的（51 子系列）芯片名称依次为：8031.8051.8751 和 8951；到目前为止,尽管运算机科学和技术得到了充分的进展,但运算机的体系结构 仍旧没能突破有运算机的开拓者.数字家约翰. 冯诺曼最先提出来的经典体系结构框架,即一台运算机为由运算器.掌握器.储备器.输入设备以及输出设备共五个基 本部分组成的；微型机为这样,单片机也不例外；因此我们要从运

17、算机五个基本组 成部分的观点来懂得单片机的系统结构,所不同的只为单片机为把那些作为掌握应用所必需的内容, 包括运算器. 掌握器.少量的储备器. 最基本的输入 / 输出口电路.串行口电路.中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上；5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）at89系列单片机为atmel公司生产的；这为当前最新的一种电擦写8 位单片机,与 mcs-51系列完全兼容,有超强的加密功能, 可完全替代 87c51/52 和 8751/52 ；它物美价廉,深受用户欢迎；与 87c51 相比, at89系列的优越性在于,其片内闪电储备器的编程与擦除完全用电实

18、现；数据不易挥发,可储存10 年；编程 / 擦除速度快,全4k字节编程只需时 3s,擦除时间约用10ms；at89系列了实现在线编程；也可借助电话线进行远距离编 程；(2) at89s51 为一种低功耗.具有 4kb在线可编程 flash 储备器的单片机；它与通用的 80s51系列单片机的指令系统和引脚兼容； 片内闪电储备器可答应在线重新编程, 也可使用通用非易失性储备器编程；它将通用 cpu和在线可编程 flash 集成在一个芯片上,形成了功能强大.使用敏捷和具有较高性价比的微掌握器；(3) at89s51 具有以下主要性能 ：. 4kb可改编程序flash 储备器（可经受1,000 次的写

19、入 / 擦除周期）. 全静态工作： 0hz24mh；z. 三级程序储备器保密；. 128 x 8 字节内部ram；. 32 条可编程 i/o 线；. 2 个 16 位可编程定时器；. 中断系统具有6 个中断源. 5 个中断矢量. 2 个中断优先级；. 串行口为一个全双工的串行通信口；. 具有两个数据指针dptr0和 dptr；1. 低功耗节电模式；. 片内时钟振荡器频率：033m；. 具有片内看门狗定时器；. 敏捷的在线编程方式；. 具有断电标志pof；. 具有断电状态下的中断复原模式；另外, at89s51为用静态规律来设计的,其工作频率可下降到0 hz ,并供应两种可用软件来挑选的省电方式

20、闲暇方式（ idlemode）和掉电方式（powerdown6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）mode）；在闲暇方式中, cpu停止工作,而ram.定时器 / 计数器.串行口和中断系统都连续工作；在掉电方式中,片内振荡器停止工作,由于时钟被“冻结”,使一切功能都暂停,只储存片内ram中的内容,直到下一次硬件复位为止；(4) 主电源引脚1) vcc电源端2) gnd接地端(5) 接晶体引脚xtal1 和 xtal21xtal1接外部晶体的一个引脚；在单片机内部,它为构成片内振荡器的反相放大器的输入端；当采纳外部振荡器时,该引脚接收振荡器的信号,既把此信号直接

21、接 到 内 部 时 钟 发 生 器 的 输 入 端 ； 2xtal2接外部晶体的另一个引脚；在单片机内部,它为上述振荡器的反相放大器的输出端；采纳外部振荡器时,此引脚应悬浮不连接；(6) 掌握或与其它电源复用引脚rst.ale/pro.g psen和 ea/vpp1) res复位输入端；当振荡器运行时,在该引脚上显现两个机器周期的高电平将使单片机复位；2) ale/prog当拜访外部储备器时,ale（地址锁存答应）的输出用于锁存地址的 低位字节；即使不拜访外部储备器,ale端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的 1/6 ）周期性地显现正脉冲信号；因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的；然

22、而要留意的为：每当拜访外部数据储备器时,将跳过一个ale 脉冲；在对flash 储备器编程期间,该引脚仍用于输入编程脉冲（prog）；假如需要的话,通过对专用寄存器（sfr）区中8eh单元的d0 位置数,可禁止ale操作；该位置数后,只有在执行一条movx或 movc指令期间, ale才会被激活；另外,该引脚会被柔弱拉高,单片机执行外部程序时,该设定禁止ale位无效；3) psen程序储备答应（psen）输出为外部程序储备器的读选通信号；当 at89s51/lv51由外部程序储备器取指令（或常数）时,每个机器周期两次psen有效（既输出2 个脉冲）；但在此期间内,每当拜访外部数据储备器时,这两

23、次有效的psen信号将不 显现；4) ea/vpp 外部拜访答应端；要使 cpu只拜访外部程序储备器 （地址为 0000hffffh）,就 ea端必需保持低电平（接到gnd端）；然而要留意的为,假如保密位lb1被编程,7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）复位时在内部会锁存/ea 端的状态；当 ea端保持高电平（接vcc 端）时, cpu就执行内部程序储备器中的程序；在 flash 储备器编程期间,该引脚也用于施加12v 的编程答应电源vpp（假如选用 12v 编程）；7 输入/ 输出引脚 p0.0 p0.7 .p10. p1.7 .p2.0 p2.7和 p3

24、.0 p3.71p0 端口（ p0.0 p0.7 ） p0 为一个 8 位漏极开路型双向 i/o 端口；作为输出口用时,每位能以吸取电流的方式驱动 8 个 ttl 输入,对端口写 1 时,又可作高阻抗输入端用；在拜访外部程序和数据储备器时,它为分时多路转换的地址（低8 位） / 数据总线,在拜访期间激活了内部的上拉电阻；在 flash编程时, p0 端口接收指令字节；而在验证程序时,就输出指令字节； 验证时,要求外接上拉电阻； 2p1 端口（ p1.0 p1.7 ）p1为一个带有内部上拉电阻的8 位双向 i/o端口； p1的输出缓冲器可驱动（吸取或输出电流方式）4 个 ttl 输入；对端口写1

25、 时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口；作输入口时,由于有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流； 在对 flash 编程和程序验证时,p1 接收低 8 位地址；3) p2 端口（p2.0 p2.7 ）p2为一个带有内部上拉电阻的8 位双向 i/o端口； p2的输出缓冲器可驱动（吸取或输出电流方式）4 个 ttl 输入；对端口写1 时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口；p2 作输入口使用时,由于有内部的上拉电阻,那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流；在拜访外部程序储备器和16 位地址的外部数据储备器（如执行movxdpt指r令）时, p

26、2 送出高 8 位地址；在拜访8 位地址的外部数据储备器（如执行movx ri指令）时, p2 口引脚上的内容（就为专用寄存器（sfr）区中 p2寄存器的内容）,在 整个拜访期间不会转变；在对 flash 编程和程序验证期间,p2 也接收高位地址和一些掌握信号；4) p3 端口（ p3.0 p3.7）p3为一个带有内部上拉电阻的8 位 双向i/o端口； p2的输出缓冲器可驱动（吸取或输出电流方式）4 个 ttl 输入；对端口写1 时,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位,这时可用作输入口；p3 作输入口使用时,有内部8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）的上拉电

27、阻；在 at89s51中,p3 端口仍用于一些特地功能,这些兼用功能见表2-1 p3口兼用功能：表 2-1 p3口兼用功能端口引脚兼用功能p3.0rxd（串行输入口）p3.1txd（串行输出口）p3.2/int0（外部中断0）p3.3/int1（外部中断1）p3.4t0（定时器 0 的外部输入）p3.5t1（定时器1 的外部输入）p3.6/wr（外部数据储备器写选通）p3.7/rd（外部数据储备器读选通）在对 flash 编程和程序验证时,p3 仍接收一些掌握信号；(8) flash储备器的编程和程序校验：at89s51单片机内部有一个4k 字节的 flash perom；这个 flash储备

28、阵列通常为处于已擦除状态（既储备单元的内容为ffh）,随时可对它进行编程；编程接口可接收高电压（ 12v）或低电压（ vcc ）的答应编程信号；低电压编程方式可很便利地对at89s51内的用户系统进行编程； 而高电压编程方式就可与通用的epro编m 程器兼容；at89s51的程序储备器阵列为采纳字节写入方式编程的,既每次写入一个字节；要对片内的 perom程序储备器写入任何一个非空字节,都必需用片擦除方式将整个储备器的内容清除；(9) 对 flash 储备器编程编程前,必需建立好地址.数据和相应的掌握信号；编程单元的地址加在p1端口和 p2端口的 p2.0 p2.3（11 位地址为 0000h

29、0fffh）,数据从 p0 端口输入；psen9精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）应保持低电平,而rst应保持高电平； ea/vpp 为编程电源的输入端,按要求加入编程电压； ale/prog端输入编程脉冲（应为负脉冲信号）；编程时,采纳420 mhz的振荡器；对 at89s51编程的步骤如下：1) 在地址线上输入要编程单元的地址；2) 在数据线上输入要写入的数据字节；3) 激活相应的掌握信号；4) 在采纳高电压编程方式时,将ea/vpp 端的电压加到12v；5) 每对 flash 储备阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位,加一个 ale/prog编程脉冲

30、；转变编程单元的地址和要写入的数据,重复步骤 ae,直到全部文件编程完毕；每个字节写入周期为自动定时的,通常不大于1.5ms；(10) 数据查询方式at89s51 单片机用数据查询方式来检测一个写周期为否终止；在一个写周期期间,假如想读出最终写入的哪个字,就读出数据的最高位（p0.7 ）为原先写入字节最高位的反码；写周期一旦完成后,有效的数据就会显现在全部输出端上,这时可开头下一个写周期；一个写周期开头后,可在任何时间开头进行数据查询；2.3.2 数模转换器dac0832的介绍及应用 dac0832为一个 8 位乘法型 d/a 转换芯片, 除具有一般的d/a 转换特性外, 其内部采纳双缓冲寄存

31、器,能很便利地用于多个d/a 转换器同时工作的场合,且在精度 答应的情形下, 又可作为 12 位 d/a 转换器使用； 它可以与 12 位 d/a 转换器 dac1230 互换,引脚也为兼容的；另外,该器件可以作四象限乘法器使用；虽然为电流开关,也可以利用电压开关方式工作；其主要特性参数如下：·辨论率为8 位；·电流稳固时间1us；·可单缓冲.双缓冲或直接数字输入；·只需在满量程下调整其线形度；·单一电源供电；·低功耗, 200mv；芯片为 20 引脚,双列直插式封装；其引脚图如图22:10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下

32、载数控电压源的设计（张龙）（ a）管脚分布图（ b）运算放大器图 2-2 dac0832 引脚图(1) 各引脚说明如下：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1) di0 di 7：8 位数字信号输入端,与单片机的数据总线相连,用于接收单片机送精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载来的待转换的数字量,di7 为最高位,输入为ttl 电平,有效时间应大于90ns否就锁存器的数据会出错；2) cs ：片选信号（输入） ,低电平有效；同ile 组合选通 wr1 ；3) ile：数据所存答应信号（输入） ,高电平有效；与cs组合选通 wr1；4) wr1 ：第 1 写信号（输入）,低电

33、平有效,用来将输入数据送到锁存器中；该信号与ile信号共同掌握输入寄存器为数据直通方式仍为数据锁存方式：当ile=1和wr1=0 时,为输入寄存器直通方式； 当 ile=1 和wr1 =1 时,为输入寄存器锁存方式；5) xfer ：数据传送掌握信号（输入） ,低电平有效,它将选通wr2 ；6) wr2 ：第 2 写信号（输入）,低电平有效；该信号与xfer 信号合在一起掌握dac寄存器为数据直通方式仍为数据锁存方式：当wr2 =0 和 xfer =0 时,为 dac寄存器11精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载直

34、通方式；当wr2=1 和 xfer =0 时,为 dac寄存器锁存方式；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载7) i out1 ：电流输出“ 1”,它为d/a 寄存器中为“ 1”的各位权电流聚集输出端；当d/a 寄存器中全为“ 1”时,输出电流为最大；当d/a 寄存器中全为“ 0”时,输出电流为 0；8) i out 2 ：电流输出2,它为 d/a 寄存器中为“ 0”的各位权电流聚集输出端；当d/a寄存器中各位全为“0”时,输出电流最大；反之电流为0,即满意精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载i out 2 -i out 1 =常数或i out 2 +i out 1 =常数

35、；（ 式 2-1 ）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载dac转换器的特性之一为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载i out1 +i out 2 =常数；（ 式 2-2 ）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载9) r fb：反馈电阻端；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载即运算放大器的反馈电阻端,电阻（15k）已固化在芯片中；由于dac 0832为电流输出型d/a 转换器,为得到电压的转换输出,使用时需在两个电流输出端接运算放大器（见图2-3 ）, r fb 即为运算放大器的反馈电阻；10) v ref

36、：基准电压输入引脚,为外加高精度电压源,与芯片内的电阻网络相连接,该电压可正可负,范畴为-10v+10v；对于四象限乘法型d/a 转换的应用,它也为模拟输入端；11) vcc ：数字电源端；可以在+5v+15v范畴内选用,用 +15v工作正确； 12dgnd：数字地；13agnd：模拟地；(2) 应 用 特 性 ： 1dac0832为微处理器兼容型d/a 转换器,可以充分利用微处理器的掌握才能实现对 d/a 转换的掌握；有很多掌握引脚,可以和微处理器的掌握线相连,接受微处理器的掌握；2) 有两级锁存掌握功能,能够实现多通道d/a 的同步转换输出；3) 内 部 无 参 考 电 压 源 ； 须 外

37、 接 参 考 电 压 源 ； 4dac0832为电流输出型d/a 转换器,要获得模拟电压输出时需要外加转换电路；12精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）(3) dac0832 内部结构芯片内的d/a 转换电路为一个r-2r 4dac0832 与单片机的接口方法1) 单缓冲器方式接口在一个系统中只有一路d/a 转换,或虽有多路转换但不要求同步输出时,可采 用单缓冲器方式接口, 如图 2-3 所示为单缓冲方式接口：（图中略去了模拟输出电路）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载di7di 019 +5vile精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p

38、08031p2.717cs xefr2wr10wr1dgnd18wr2cpu1di 7 di 0vcc20dac0832精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 2-3 dac0832 与单片机单缓冲方式口此时,让 ile 接+5v, cs及 xfer接地址挑选线p2.7 ,两级数据寄存器的写信号wr.1 wr2都与 8031 的 wr端相连接；当地址线挑选好dac0832后,只要输出wr掌握信号, dac0832就能完成数字量的输入锁存和d/a 转换输出；执行下面几个指令就能软硬结合完成一次d/a 转换： movdptr,#7fff；指向 0832mova,#data；数字量装入am

39、ovx dpt,r a；使 p2.7 和/wr有效,并进行d/a 转换2) 双缓冲同步方式接口对于多路d/a 转换接口,要求同步进行d/a 输出时,必需采纳双缓冲同步方式；在这种情形下,数字量的输入锁存和d/a 转换为分两步完成的,即cpu的数据总线分时地向各路d/a 转换器输入要转换的数字量,并锁存在各自的输入寄存器中,然 后 cpu对全部的d/a 转换器发出掌握信号,使各个d/a 转换器输入寄存器中的数据13精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）打入 d/a 寄存器,实现同步转换输出；5dac0832 的输出方式在采纳单级性模拟电压环境下,由于dac0832

40、为 8 位的 d/a 转换器,由转换器精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载原理可得输出电压v out 与输入数字量的关系为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载v out= -b（ v ref 256）,（式 2-3 ）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载- 式中v ref 256 为一常数精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载b= b72 7b62 6b121b02 0 ,（ 式 2-4 ）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2.3.3 功率放大模块uln2021的介绍及应用功率放大模块uln202

41、1 用于电路功率的放大,其前一级和后一级的电压几乎保 持不变,既电压增益接近1,但其电流增益却很大,输出电流可达到2-3a ；它的内部结构为达林顿的,特地用来驱动继电器的芯片,甚至在芯片内部做了一个小线圈反电动势的二极管；uln2021 的输入端答应通过ic 的电流 200ma,饱和压降vce约为输入电压的2%左右；用户输出口的外接负载可依据以上参数估算；采纳集电极开路输出,输出电流大, 故可以直接驱动继电器或固体继电器ssr等外接掌握器件,也可直接驱动低压灯泡；uln2021 为高耐压.大电流达林顿阵列,由七个硅npn 达林顿管组成；该电路的特点如下所示：（） uln2021 的每个达林顿管

42、都串联一个2.7的基极电阻, 在的工作电压下它能与和电路直接相连,可以直接处理原先需要标准规律缓冲器来处理的数据；（） uln2021 工作电压高,工作电流大,灌电流可达500ma,并且能够在关 态时承担 50v 的电压,输出仍可以在高负载电流并行运行；（） uln2021 采纳 dip-16 或 sop-16 塑料封装；其内部结构及封装如图2-3 和 2-4 所示；14精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）图 2-3 uln2021 引脚及内部结构图 2-4 uln2021 封装形式2.3.4 运算放大器lm324的作用(1) 第一级运算放大器的作用第一级运算

43、放大器的输入端与dac0832的电流输出端相连,构成单极性模拟电精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载压输出方式； 在单极性方式下, 输出的电压值只与dac的参考电压值v ref及 dac输入精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载的数字量b 有关；本设计中参考电压v ref的值为 +5v,因此,由式2-3 可得,第一级精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载运放的输出电压值vout1 为负并且与输入的数字量b 成正比关系,即vout1 = - b*5/256= -0.02b（式 2-6 ）第一级运放电路如图2-7 所示：15精

44、品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载rfbr141k精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4+15v精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载iout1 2iout2 3u3a11vout1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载gnd11-15v精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 2-7第一级运放电路精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载dac的反馈电阻rfb与运放输出1 脚之间接一可变电阻,用于在输入数字量为0精品学习资料精选学

45、习资料 - - - 欢迎下载时调剂第一级运放的输出为0,即调零；(2) 其次级运算放大器的作用其次级运算放大器为反相放大器,它的作用为将前级输出的电压值放大5 倍并且反相；因此,其次级输出电压vout2 为 0.1b ；其次级运放电路如图2-8 所示：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vout1r15610k5r16 450k2u3b7vout2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载r171k11精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2.3.5 供电电源电路设计gnd图 2-8其次级运放电路精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载本设计需要15v以及+5v的电

46、压,其供应电压电路如图2-10 所示：16精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）图 2-10供电电源电路3软件系统的设计3.1 主程序流程图如图 3-1 所示为主程序流程图：开头系统初始化键盘扫描有键n按下？返回y逐 行 扫 描 , 按 p 口值查键号17精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）调用 da 转换子程序精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3.2 部分程序流程图图 3 1主程序流程图精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载如图 3-2 所示为部分程序流程图（1）：键盘处理子程序key1 键按下？nybjf

47、=0bjf=1返回图 3-2部分程序流程图（ 1）如图 3-3 所示为部分程序流程图（2）：主程序系统初始化有键按下？y键盘处理子程序18精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）bjf=1？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载yn步进加子程序步进减子程序精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载依据 tabf的值查得数字量b传输子程序,送出b,进行 d/a 转换显示子程序图 3-3部分程序流程图（2）对软件流程做一下说明：本程序设定key1为电压 +,当按住 key1键不松开时,输出电压以0.1v 连续步进,直至 key1键松开；当以肯定的时间间隔点

48、动key1键时, 输出电压也为点动步进；key2为电压 - ,与 key1功能基本相同；同时输出电压的值 显示在 2 个数码管上；通过这种人机交换互设置,可以便利对电压源输出进行掌握；源程序的工作过程为：系统初始化后,默认输出0v 电压,此时, 2 个数码管显示 0.0v ；然后扫描 key1,key2键,当 key1或 key2有键按下时,程序跳转至相应的按键处理子程序；经过按键处理子程序处理后,置相应的标志位,并处理相应的寄存器的值；再回到主程序中,依据不同的标志位送出相应的数字量给dac083,2 并把相应的数据送入显示缓冲区,最终显示电源输出的电压值；程序连续扫描key1,key2键,再循环执行前面的步骤；在编程过程中r1,r2分别存放 2 个数码管上显示的数字；寄存器内储备待转换19精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载数控电压源的设计（张龙）的数字量 b,bjf 为增减标志位；3.3 软件的设计主要完成三方面的功能：(1) key1、key2 键分别掌握电压的增大与减小(2) 把设置的电压送到da,主要为对da的操作；(3) 中断显示,把设置的电压显示到led数码管上；3.4 程序清单见附录 24 总结我的毕业设计为以at89s51 为掌握芯片,通过键盘输入给定值,以数模转换器 dac0832输出参考电压,以该参考电压掌握电压转换模块lm35