2022年数控直流稳压电源实训分析方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 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：熟识单片机应用技术, 提高分析、解决工程问题的才能；该系统以直流电压源为核心, STC89C52单片机为主掌握器,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；由单片机程序掌握输出数字信号,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,掌握输出功率管的基极,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：范畴 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“+” 、“- ” 两键分别掌握输出电压步进增减；二、方案设计系统电路主要包括这几大部分：数字掌握部分、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；数字掌握部分是用 +、 - 按键掌握可逆二进制计数器,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,去掌握稳压电源的输出,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掌握,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,采纳标准的 DB-9 的 D形插 头,采纳 RS-232C信息格式标准, RS232C和 TTL电平用 MAX232；1 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、 硬件设计在硬件部分我们用到了 管等；STC89C52、TLC5615、OP07、LM336、MAX232、数码STC89C52单片机作为整机的掌握单元,通过转变 TLC5615的输入数字量来转变输出电压值,从而使输出功率管的基极电压发生变化,间接地转变输出电压的大小；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 p1.0p1.7 9 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 1 14,15 : 计数脉冲 T0 T1 16,17: WR 写掌握 RD读掌握输出端 > 18,19: 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 低电平 30:ALE/PROG 地址锁存器rom操作时, 29 脚psen>输出31:EA rom 取指令掌握器 高电平片内取 低电平片外取3239:p0.7p0.0 留意此接口的次序与其他 I/O 接口不同 与引脚号的排列次序相反 > 40: 电源 +5V 2 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - TLC5615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；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具有特别低的输入失调电压<对于 OP07A最大为 25 V）,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特殊适用于高增益的测量设备和放大传感器的柔弱信号等方 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；工作电流范畴宽： 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：3 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 共阳数码管是指将全部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常,相应字段就点亮；当某一字段的阴极为高电平常,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_3=P13 ；sbit P1_5=P15 ；sbit P1_6=P16 ；sbit P1_7=P17 ；unsignedchar led0=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10；unsignedchar led=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；4 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - fori=0；i<12 ；i+> ifda_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；forj=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；P1=0xDF；P2=0x03；while1> x=a1*10+a2；y=1023*x/99 ；da_outy> ；ifa1=0&&a2=0> 5 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - P1_3=1 ； else ifP1_0=0&&a1>=0&&a1<9>> a1+；P0=led0a1 ；delay1s> ； else ifP1_1=0&&a1>0&&a1<=9>> a1- ；P0=led0a1 ；delay1s> ； else ifP1_2=0&&a2>=0&&a2<9>> a2+；P2=leda2 ；delay1s> ； else ifa1.=9&&a2=9&&P1_2=0> a1+；a2=0； P0=led0a1； P2=leda2； delay1s> ； else ifa1.=0&&a2=0&&P1_3=0> a1- ；a2=9； P0=led0a1； P2=leda2； delay1s> ； else ifP1_3=0&&a2>=0&&a2<=9>> a2- ；P2=leda2 ；delay1s> ； 6 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 五 调试 说明硬软件的调试过程和调试方法；调试是任何试验中的重要一环, 调试的过程中能让我们发觉很多微小、隐藏的错误；那些错误或许在自己设计产品的时候是不会想到的,而只能通过调 试来发觉并解决错误；第一是硬件的调试,由于之前的疏忽我们将稳压电源电路部分的调试留到 了最终,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,调剂电位器,测零度和满度；掌握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忙下解 决了；每改进一次程序都烧到芯片里看看板子显示的成效,在我们的共同努力下,按键最终发挥了它本身的作用；进位、借位、步进±这使我们很欣慰；0.1 ± 1都能达到了；最终我们将软硬件结合测试；以下是最终的测试结果：数0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 9.9 码管 显 示 电 压 值实0.34 1.17 2.03 2.87 3.71 4.57 5.42 6.28 7.15 7.98 8.81 际 输 出 电 压 值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 有肯定偏差；7 / 12 0.8 左右,与实训要求名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,涉及到了很多的专业学问,发觉自己在编程及对电路的懂得仍不够好；在老师和同学的帮忙下,成品基本达到了预期的设计目的和要求,但仍是有些 不足的地方；在进行整个设计之前,先依据需求分析,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,最终得出了原理图；在画protel原理图时要仔细对待,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,要留意基本的布板原就,在此基础上追求美 观；在焊接电路板的时候,应当分模块,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,另一部分是掌握电路加串行口电路；在对各个 硬件模块进行测试时,要保证软件正确的情形下去测试硬件,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,并相互检查了电路；这个仍是蛮 有成效的,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；眼看实训最终一天了,我们仍是没有达到更好的成效,其实心里挺焦急的,最终一天老师也陪我们到晚上 有期望的那样美好,但是我们真的努力过了,尽力了；7 点多；虽然结果没反思这次实训觉得自己摸索问题仍不够全面,经常把某个环节想的太简 单以至于最终出乎意料没有时间调试了；而且在编写程序上有很多不足,仍好 有老师和同学的帮忙；经过这次实训感觉自己对单片机的熟识又有了进一步了 解,在编程部分也有所提高；在以后的学习当中,我会补偿不足,更好的做好 实训！8 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 附录 ：原理图、 PCB图、作品照片+15VJ141D1C11U2+15V2C3C51U3+5V2C4+5VLM7815CKLM7805CKVinVinD N GD N G220uF1 232C23-15V2C8 220uF0.033uF3-15V3220uFCON3BRIDGE10.033uF470uF/25VC71C6C9470uF/25V0.033uF0.033uFD N G3VinU4+15VQ16+15VLM7915CKR1C10R3Uo805010K2007U1PR104210k843R21 OP07-15VC1110410KU+电源电路原理图9 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - D6 VCCIN4148D7S3R6R7R8R9VCCIN41481K1K1K1KD8IN4148SW-PB S4D9SW-PBIN4148 S5 VCCQ2 9012SW-PBS6R26LS1D5SW-PBD4P151S1Vcc40VCCR10 510 R11 510AMBERCA9194K7P1.0VCC2391afVCCaVCCP1.1P0.0S23382ba2baP1.2P0.143733P1.3P0.2R12 510 R13 510cgbcfgb53644P1.4P0.3dd63555P1.5P0.4R14 510eeedcSW-PBC11IN4148P167346edc6P1.6P0.5R15 510 R16 510f gf g2.2uFP1783377dpP1.7P0.6dpIN4148R5P309328dp8RETP0.7R17 510dp1031RXD P3.0EAVCCDS1DS2P311130TXD P3.1ALE1229AMBERCAINT0 P3.2PSENSPEAKERC91328R18 510INT1 P3.3P2.710K1427T0 P3.4P2.6R19 5101526T1 P3.5P2.5R20 510 R21 5101625WR P3.6P2.412.000MHZ1724RD P3.7P2.3R22 510182320PY1XTAL2P2.2R23 510 R24 5101922XTAL1P2.1C102021VssP2.0R25 51020P89S51掌握电路原理图GNDE3 2.2UFVCC E2VCCP312.2UF9R1 IN8272616R1 OUTU212P30E413+ V-VC C V89R2 INR2 OUT11T 1 INND G6MAX232T1 OUT14710T2 OUTT 2 IN41C2+C1+E135C1_C2-152.2UF2.2UF5413J1 DB9串行口电路原理图10 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - PCB 电路图作品照片 <掌握电路部分）11 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作品照片 <电源电路部分）12 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页