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目前所使用的直流可調電源中，幾乎都為旋紐開關調節電壓，調節精度不高，而且經常跳變，使用麻煩。利用數控電源，可以達到每步0.1V的精度，輸出電壓范圍0"15V，電流可以達到2A。 系統結構 圖1：硬件系統結構圖 對選用芯片說明 DAC0832是一款常用的數摸轉換器，它有兩種連接模式，一種是電壓輸出模式，另外一種是電流輸出模式，為了設計的方便，選用電壓輸出模式，如電路圖所示，Iout1和Iout2之間接一參考電壓，VREF輸出可控制電壓信號。它有三種工作方式：不帶緩沖工作方式，單緩沖工作方式，雙緩沖工作方式。該電路采用單緩沖模式，由電路圖可知，由于/WR2=/XFER=0，DAC寄存處于直通狀態。又由于ILE=1，故只要在選中該片（/CS=0）的地址時，寫入（/WR=0）數字量，則該數字信號立即傳送到輸入寄存器，并直通至DAC寄存器，經過短暫的建立時間，即可以獲得相應的模擬電壓，一旦寫入操作結束，/WR1和/CS立即變為高電平，則寫入的數據被輸入寄存器鎖存，直到再次寫入刷新。 AT24C02是一款常用的可掉電保存數據的ROM，2K比特容量，采用I2C總線操作，關于它的具體操作方法參考相關資料。 圖2：主硬件電路圖 圖3：參考電壓電路圖 硬件電路設計 采用常用的51芯片作為控制器，P0口和DAC0832的數據口直接相連，DA的/CS和/WR1連接后接P2.0，/WR2和/XEFR接地，讓DA工作在單緩沖方式下。DA的11腳接參考電壓，參考電壓電路如圖2所示，通過調節可調電阻調節LM336的輸出電壓為5.12V，所以在DAC的8腳輸出電壓的分辨率為5.12V/256=0.02V，也就是說DA輸入數據端每增加1，電壓增加0.02V。 DA的電壓輸出端接放大器OP07的輸入端，放大器的放大倍數為 R8/（R8+R9）=1K/（1K+4K）=5，輸出到電壓模塊LM350的電壓分辨率=0.02V×5=0.1V。所以，當MCU輸出數據增加1的時候，最終輸出電壓增加0.1V，當調節電壓的時候，可以以每次0.1V的梯度增加或者降低電壓。 本電路設計三個按鍵，KEY1為翻頁按鍵，最近設置的電壓大小保存在EEROM里面，比如10個電壓，按一下KEY1，電壓變為下一個，省去了反復設置電壓的麻煩，KEY2為電壓+，KEY3為電壓+，按一下KEY2，當前電壓增加0.1V，按一下KEY3，當前電壓減小0.1V。 限于篇幅原因，未畫出數碼管顯示電路，該系統使用3個數碼管，可以顯示三位數，一個小數位，比如可以顯示12.5V，采用動態掃描驅動方式。本主電路的原理是通過MCU控制DA的輸出電壓大小，通過放大器放大，給電壓模塊作為最終輸出的參考電壓，真正的電壓，電流還是由電壓模塊LM350輸出。 為了達到2A的輸出電流，LM350必須選用金屬外殼封裝，并且帶稍大面積的散熱片。 軟件流程 軟件系統 軟件的設計主要完成三方面的功能: 1.設置電壓并且保存，主要是對EEROM的操作。 2.把設置的電壓送到DA，主要是對DA的操作。 3.中斷顯示，把設置的電壓顯示到LED數碼管上。 該數控電壓源實現保存最近10電壓功能，當打開電源的時候，它顯示和輸出的必須是上次使用電壓大小，所以在EEROM中使用11個地址保存數據，第一個地址保存當前電壓編號，大小為1"10。第2個地址"第11個地址連續保存10個電壓大小數據。電壓編號的大小分別對應到相應地址電壓大小。 對軟件流程做一下說明：當電源打開的時候，MCU進行復位，寄存器清零。接著電源應該顯示和輸出上次關機前的電壓大小，這時候MCU先讀取EEPROM中保存的電壓編號，根據電壓編號讀出對應電壓，把該數據送到DA，在轉換成BCD碼送到顯示部分。這時候程序循環檢測是否有按鍵信號，如果KEY1按下，電壓編號指向下一個，保存該電壓編號，讀對應電壓，把他送到DA并且顯示。如果KEY2按下，當前電壓數據加1，相對應輸出電壓（POWER—OUT引腳）增加0.1V，保存設置電壓數據。如果KEY3按下，電壓數據減1，輸出電壓減少0.1V，保存設置電壓數據。 結語 該數控電壓源經過時間實際使用說明，具有精度高，使用方便，硬件電路簡單等特點。如果要作成產品，還需要增加電流測量和顯示部分，對這部分電路請參考相關資料。本文主要對如何控制功率輸出電壓大小做出個例子，該電路對測量領域，以及馬達調速方面都可以擴展使用。 |
