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图4
4.3模数转换部分
图5
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本系统中的数模转换电路如图5所示。它由DAC0832、两级低漂移的运放μA714及VREF电路组成。DAC0832和运放U3A将CPU发出的8位二进制数据转换成0~-5 V的电压,然后经运放U3B反向放大2倍,以得到0~10 V电压。因此,该DAC的转换分辨率为10/(28-1)=0.04 V,即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit,DAC输出电压的变化为0.04 V。VREF电路为DAC提供基准电压,调节R5A,可使基准电压保持为5 V。
4.4 数字控制部分
图6
数字部分主要是有AT89C51控制,它通过控制按键来达到对数字的控制,我们可以通过按键对电压进行调整,按照实际需要可以通过按键得到所需的电压,调节范围是0~10 V。
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第5章 系统软件设计
图7
主程序流程如图7所示。
本电路采用51系列单片机作为整机的控制单元,通过改变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。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小,可以经过ADC0809进行模数转换,间接用单片机实时对电压进行采样,然后进行数据处理及显示。采用软件方法来解决数据的预置以及电流的步进控制,使系统硬件更加简洁,各类功能易于实现本系统以直流电源为核心,利用51系列单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电流,设置步进等级可达0.1V,并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。利用单片机程控输出数字信号,经过D/A转换器(DA0832)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,随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控,输出电压经过电流/电压转变后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,经单片机分析处理, 通过数据形式的反馈环节,使电压更加稳定,构成稳定的压控电压源。
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第6章 制作与调试
6.1 硬件电路的布线与焊接
电路图经过我们在PROTEL中的自动排线和手动排线产生PCB原理图,我们将原理图打印在热印纸上,然后在经过高温,将墨覆到铜板上,产生清晰的电路布线图。由于打印或人为的原因很可能出现断线的结果,所以我们要认真检查,如出现断线我们可用油漆涂上,使断口再次被连在一起。为了能使那些墨都能覆在覆铜板上我们最好把覆铜板在压印机上过两遍。 元器件的焊接:
①焊件必须具有良好的可焊性.不是所有的金属都就有良好的可焊性.焊接时,由于高温是焊件的表面产生氧化膜,影响焊件的可焊性.为了提高焊件的可焊性,一般采用表面镀锡,镀银等措施来防御表面的氧化。
②为了使焊件和焊锡之间有良好的接触,焊件表面必须保持清洁.在焊接前必须把氧化膜清除干净,否则将无法保证焊接质量。
③要使用合适的助焊剂.不同的焊接工艺应使用不同的助焊剂.在焊接电子线路板等精密电子产品的时候,卫士焊接可靠稳定,通常采用松香助焊剂.一般使用酒精将松香溶解成松香水使用。
④焊件加热到适当的温度.需要强调的是,需要强调的是,不但焊锡要加热到熔化,而且应当同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度。
6.2 电路组装和调试
实际电路图
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在电路组装过程中,遇到的最大问题是,起初考虑不周全,芯片分布不够合理,出现了许多\特长线\。不但影响布线速度,而且也会给后来的调试带来不必要的麻烦。当时已经布线不少,不可能重新开始,再三权衡,最后只移动了一个芯片,问题就得到了很大改善。其次就是布线,因为要求不准交叉,且横平竖直,所以在保证连通的情况下,在布线上也下了不少工夫。
调试过程中,第一轮用万用表欧姆档测试,就遇了实验板上有插孔不通的情况,导致芯片不能正常工作。相对于别的办法,我选择了导线显式连通,因为其更明晰,更易实现。对于高阻导线则只能换掉。第二轮接电后,用万用表的电压档测试单元电路的状态。如:经过每一级三端稳压器后输出的电压否为稳定电压,并且与所需电压偏差会不会很大,根据测试结果对电路进行必要的改进,从而达到设计的目的。
在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位字长的D/A转换器具有256种状态。当电压控制字从0,1,2,……到256时,电源输出电压为0.0,0.06,……15.0。 其时序图如图6:
Clk为时钟端,Data为输入数据,LOAD为输入控制信号。
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