数控直流稳压电源 实训报告

1、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（TLC5615）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。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

2、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，RS232C和TTL电平用MAX232。三、 硬件设计在硬件

3、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:18脚: 通用I/O接口p1.0p1.79脚: rst复位键10 .11脚:RXD串口输入 TXD串口输出1219:I/O p3接口 (12,13脚 INT0中断0 INT1中断114,15 : 计数脉冲T0 T1 16,17: WR写控制 RD读控制输出端)18,19

4、: 晶振谐振器 20 地线 2128：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:EA rom取指令控制器 高电平片内取 低电平片外取3239:p0.7p0.0(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+5VTLC5615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

5、。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25V），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

6、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>sbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_

7、3=P13;sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sbit P1_7=P17;unsigned char led0=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;unsigned charled=0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09;sbit cs_ad=P15; sbit din=P17; sbit sclk =P16; void da_out (unsigned int da_data) unsigned char i;cs_ad=0;sclk = 0;fo

8、r(i=0;i<12;i+) if(da_data & 0x0200)din=1; else din=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; void delay1s()unsigned char j;for(j=0;j<0x14;j+) TH1=0x3c;TL1=0xb0;TR1=1;while(!TF1);TF1=0;main()unsigned char a1,a2;float x,y;a1=0;a2=1;TMOD=0x10;P0=0x40

9、;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; else if(P1_0=0&&(a1>=0&&a1<9)a1+;P0=led0a1;delay1s();else if(P1_1=0&&(a1>0&&a1<=9)a1-;P0=led0a1;delay1s();else if(P1_2=0&&(a2>=0&&a2<9)a2+;P2=led

10、a2;delay1s();else if(a1!=9&&a2=9&&P1_2=0) a1+;a2=0; P0=led0a1; P2=leda2; delay1s(); else if(a1!=0&&a2=0&&P1_3=0) a1-;a2=9; P0=led0a1; P2=leda2; delay1s(); else if(P1_3=0&&(a2>=0&&a2<=9)a2-;P2=leda2;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

11、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

12、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0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.09.9实际输出电压值0.341.172.032.873.714.575.426.287.157.988.81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

13、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