数字程控可调稳压电源的设计实现

数字程控可调稳压电源的设计实现第1页，共17页，2023年，2月20日，星期六一、实验背景：数字电位器与机械式电位器相比，具有阻值可受逻辑电路特别是微处理器直接控制、体积小、调节精度高、不受意外影响(震动、污染等)、易于装配等特点。数字电位器适用于灯光、语言音量的调节，并经常应用在各种程控增益放大器和智能仪表中而新一代EEPOT非易失性数字电位器X9313的问世，因其具有实用、方便和应用灵活的特点，从而获得更广泛地应用。本实验就是通过51单片机对数字电位器x9313进行控制，实现程控可调稳压电源。实现的关键是编写单片机控制X9313时序的程序，使X9313输出不同幅值的电压，最后通过增加运放提高带载能力。第2页，共17页，2023年，2月20日，星期六X9313为工业级的32抽头数控电位器，最大阻值为10kΩ，采用8引脚，有DIP、OIC、FSSOP三种封装形式。X9313的组成部分：输入部分、非易失性存储器和电阻阵列三部分组成。输入部分的工作就像一个升/降计数器，其输出经过译码，控制接通某个电子开关，这样就把电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。电阻阵列是由32个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成。根据控制端的电平，计数器的内容还可以储存到非易失存储器以便以后使用。

第3页，共17页，2023年，2月20日，星期六二、实验目的：1、了解单片机最小系统的设计2、熟悉单片机串行通信模块的设计3、了解X9313的功能和工作时序第4页，共17页，2023年，2月20日，星期六三、任务及要求：

结合单片机最小电路和X9313接口电路共同设计一个基于单片机的数字程控可调稳压电源系统，用外部按键控制该系统，使用万用表测量稳压电源的输出电压。1、实现单片机最小系统设计2、由两个外部键（+，-）分别控制输出电压步进增减3、写出单片机程序控制X9313接口电路时序，使其输出不同的电压值，使输出电压范围0～＋5V，步进0.1~0.3V，纹波不大于10mV；输出电压值由数码管显示；4、用计算机串口代替人工按键，实现输出电压变化5、扩展输出电压种类（比如三角波等）

第5页，共17页，2023年，2月20日，星期六四、设计理念：1、构建单片机最小系统和X9313口电路，设计一个简单程序验证单片机电路是否正常工作。2、设计单片机程序控制X9313，通过外部中断按键不同的输入控制X9313输出不同的电压值，通过万用表上的读数验证分压结果是否正确。第6页，共17页，2023年，2月20日，星期六五、设计提示：系统设计框图：第7页，共17页，2023年，2月20日，星期六1、x9313数字电位器模块引脚分布及说明:X9313为8引脚DIP，SOIC和TSSOP三种封装如左图所示为DIP/SOIC封装。

第8页，共17页，2023年，2月20日，星期六

INC为阻值“增/减”控制脉冲输入端,低电平有效；U/D为阻值“增/减”控制端，高电平时为步增，为低电平时步减；CS为片选端，低电平有效；VCC为电源(3～5.5V)；VSS接地。VH为高端；VL为低端；VW为滑动端第9页，共17页，2023年，2月20日，星期六内部结构：

芯片内部由升／降计数器：EEPROM、控制电路、译码器和传输门与电阻阵列五部分组成。内部结构图见下图所示：

第10页，共17页，2023年，2月20日，星期六内部结构说明：1、31个电阻单元的电阻阵列，在每个单元之间和两个端点间都有可以被滑动单元访问的抽头点：滑动单元的位置由CS、U／D和INC三个输人端控制井将滑动端的位置贮存在非易失性存贮器中，在下一次上电时可以被重新调用。2、X9313的分辨率等于最大电阻被31除。X93l3W阻值为10kΩ，所以其每个抽头间的阻值为323Ω

第11页，共17页，2023年，2月20日，星期六2、外部运放模块本实验中采用LM358集成运放芯片构成外围运放模块，利用LM358搭建一个电压跟随器。其封装形式与管脚分布如图：第12页，共17页，2023年，2月20日，星期六参考电路：

1、单片机最小系统模块第13页，共17页，2023年，2月20日，星期六串口下载与通信模块：第14页，共17页，2023年，2月20日，星期六2、独立按键控制