稳压电路中电阻R1和R4组成取样电路,对输出电压进行取样,运放TL082构成比较电路,对采样电压与数模转换输出的电压进行比较以控制调整电路,三极管Q1和Q2构成调整电路,调整电路通过改变三极管Q2的管压降来调整输出电压。
4.5显示电路[11]
显示电路是对系统输出电压进行实时显示,使得整个系统更加合理化,由于只显示输出的电压,所以显示器件采用数码管,数码管使用MAX7219芯片驱动,电路如图4.6所示:
图4.6 数码管显示电路
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5 软件设计
5.1 开发工具介绍
单片机的使用除了硬件,同样也要软件的使用,我们写汇编程序编程CPU可执行的机器码有两种方法,一种是手工汇编,一种是机器汇编。机器汇编通过汇编软件变为机器码,用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51,随着单片机开发技术的不断发展,从使用普通汇编语言到高级语言的不断发展,Keil是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件。Keil C51可编译汇编语言和C语言,界面友好。Keil是美国keil software公司出品的51系列兼容单片机C语言开发系统。
Keil C51软件提供丰富的库,与汇编相比,C语言在功能上、结构上、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用,是函数功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。另外重要的一点,只要看一下编译后生产的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解,在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
5.2 软件流程图
系统软件流程图直观地描述了如何实现对系统输出电压的调节。首先对系统的输出电压进行初始化,设定为5V(常用电压值),然后通过判断按键是“+”键或是“-”键对系统的输出电压进行相应的调节,并保证输出电压不超出设定范围,具体的调节过程如图5.1所示[4-6]。
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开始输出电压初始化 数码管显示NNY判断是否有按键按下YNYY 是否是“+”N输出最大N输出最小N判断是否有按键按下YY按键超过2S按键超过2SYY判断是否有按键按下电压+0.1VNN电压-0.1V电压+0.1VN电压-0.1VN 输出最大Y 输出最小Y
图5.1 系统软件流程图
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6 数据测试
数据测试主要是测试输出电压与设定值之间的误差。测试数据如表4.1
表6.1 测试数据
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 设定值(V) 2.9 3.0 3.5 5.0 5.5 6.0 6.8 7.2 8.0 8.9 9.1 9.9 10.2 10.8 11.5 12.0 输出电压(V) 2.84 2.97 3.48 4.98 5.48 5.98 6.78 7.19 7.99 8.89 8.08 9.89 10.19 10.79 11.48 11.98 误差(V) 0.06 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02
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17 18 19 20 21
12.5 13.9 14.6 15.0 15.8 12.48 13.87 14.57 14.97 15.73 0.02 0.03 0.03 0.03 0.07 结束语
此次毕业设计,从一开始接到任务书到最后完成整个系统的设计,总体上按要求完成了毕业设计的工作。尽管设计的过程是十分繁琐、枯燥的,但当领悟到一个个知识点,将问题一一解决时,有无比的成就感,让自己更加有信心坚持下去。在这方面,我认识到要想做成一件事是不容易的,当中必定有很多的阻力,但是一定要有恒心,细心地认真地找出问题的所在,再一点一点去解决它,这样,到达成功的彼岸也就仅仅是时间的问题了。
该设计采用闭环反馈调整的方法,设计出了实用的直流电压源,其电压输出的级数与D/A的位数有紧密关系,本设计采用了8位的D/A,若采用12位或16位的D/A转换器进行相应的闭环调整,直流电源的精度会进一步提高。由于该电源在结合了串联型稳压电源优点的基础上还加入了单片机控制,不仅小巧、轻便、输出特性良好而且还操作简单,具有控制智能化等特点,因此,十分适用于各种科学实验与小功率的电子设备中,相信会有很好的应用前景。
我想,通过这次设计,特别是通过对硬件的制作而不单单是对原理的论述,我学到的不仅仅是电子方面的知识,更重要的是,我学到了作为一名电子设计者所必需的心理素质,那就是——决心加上耐心!
致谢
本设计是在徐喆老师的指导下完成的,忠心感谢老师在忙碌的工作中抽出时间对我进行指导,我学到了很多东西!最后对老师仔细审阅我的设计论文表示感谢,期盼给予批评指正。
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