数字程控可调稳压电源的设计实现精品文稿.ppt

数字程控可调稳压电源数字程控可调稳压电源的设计实现的设计实现第1页，本讲稿共17页一、实验背景：n n数字电位器与机械式电位器相比数字电位器与机械式电位器相比数字电位器与机械式电位器相比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，具有阻值可受逻辑电路特别是，具有阻值可受逻辑电路特别是，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、不受意外影响微处理器直接控制、体积小、调节精度高、不受意外影响微处理器直接控制、体积小、调节精度高、不受意外影响微处理器直接控制、体积小、调节精度高、不受意外影响(震震震震 动、动、动、动、污染等污染等污染等污染等)、易于装配等特点。易于装配等特点。易于装配等特点。易于装配等特点。n n数字电位器适用于灯光、语言音量的调节，并经常应用在数字电位器适用于灯光、语言音量的调节，并经常应用在数字电位器适用于灯光、语言音量的调节，并经常应用在数字电位器适用于灯光、语言音量的调节，并经常应用在 各种各种各种各种程控增益放大器和智能仪表中而新一代程控增益放大器和智能仪表中而新一代程控增益放大器和智能仪表中而新一代程控增益放大器和智能仪表中而新一代EEPOTEEPOT非易失性数字电非易失性数字电非易失性数字电非易失性数字电位器位器位器位器X9313X9313的问世的问世的问世的问世 ，因其具有实用、方便和应用灵活的特点，因其具有实用、方便和应用灵活的特点，因其具有实用、方便和应用灵活的特点，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。从而获得更广泛地应用。从而获得更广泛地应用。从而获得更广泛地应用。n n本实验就是通过本实验就是通过本实验就是通过本实验就是通过5151单片机对数字电位器单片机对数字电位器单片机对数字电位器单片机对数字电位器x9313x9313进行控制，实现程进行控制，实现程进行控制，实现程进行控制，实现程控可调稳压电源。实现的关键是编写单片机控制控可调稳压电源。实现的关键是编写单片机控制控可调稳压电源。实现的关键是编写单片机控制控可调稳压电源。实现的关键是编写单片机控制X9313X9313时序的程时序的程时序的程时序的程序，使序，使序，使序，使X9313X9313输出不同幅值的电压，最后通过增加运放提高带输出不同幅值的电压，最后通过增加运放提高带输出不同幅值的电压，最后通过增加运放提高带输出不同幅值的电压，最后通过增加运放提高带载能力。载能力。载能力。载能力。第2页，本讲稿共17页n nX9313X9313为工业级的为工业级的为工业级的为工业级的3232抽头数控电位器，最大阻值为抽头数控电位器，最大阻值为抽头数控电位器，最大阻值为抽头数控电位器，最大阻值为10 k10 k，采用，采用，采用，采用8 8引引引引脚，有脚，有脚，有脚，有DIPDIP、OICOIC、FSSOPFSSOP三种封装形式。三种封装形式。三种封装形式。三种封装形式。n nX9313X9313的组成部分：输入部分、非易失性存储器和电阻阵列三部的组成部分：输入部分、非易失性存储器和电阻阵列三部的组成部分：输入部分、非易失性存储器和电阻阵列三部的组成部分：输入部分、非易失性存储器和电阻阵列三部分组成。分组成。分组成。分组成。n n输入部分的工作就像一个升输入部分的工作就像一个升输入部分的工作就像一个升输入部分的工作就像一个升/降计数器，其输出经过译码，控制接通降计数器，其输出经过译码，控制接通降计数器，其输出经过译码，控制接通降计数器，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。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。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。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。n n电阻阵列是由电阻阵列是由电阻阵列是由电阻阵列是由3232个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成。根据个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成。根据个等值的电阻和与之相配套的电子开关组成。根据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。后使用。后使用。后使用。第3页，本讲稿共17页二、实验目的：n n1、了解单片机最小系统的设计、了解单片机最小系统的设计n n2、熟悉单片机串行通信模块的设计、熟悉单片机串行通信模块的设计n n3、了解、了解X9313的功能和工作时序的功能和工作时序 第4页，本讲稿共17页三、任务及要求：结合单片机最小电路和结合单片机最小电路和结合单片机最小电路和结合单片机最小电路和X9313X9313接口电路共同设计一个基于单片机的接口电路共同设计一个基于单片机的接口电路共同设计一个基于单片机的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。表测量稳压电源的输出电压。表测量稳压电源的输出电压。表测量稳压电源的输出电压。n n1 1、实现单片机最小系统设计、实现单片机最小系统设计、实现单片机最小系统设计、实现单片机最小系统设计n n2 2、由两个外部键（、由两个外部键（、由两个外部键（、由两个外部键（+，-）分别控制输出电压步进增减）分别控制输出电压步进增减）分别控制输出电压步进增减）分别控制输出电压步进增减n n3 3、写出单片机程序控制、写出单片机程序控制、写出单片机程序控制、写出单片机程序控制X9313X9313接口电路时序，使其输出不同的接口电路时序，使其输出不同的接口电路时序，使其输出不同的接口电路时序，使其输出不同的电压值，使输出电压范围电压值，使输出电压范围电压值，使输出电压范围电压值，使输出电压范围0 05V5V，步进，步进，步进，步进0.10.3V0.10.3V，纹波不大于，纹波不大于，纹波不大于，纹波不大于10mV10mV；输出电压值由数码管显示；输出电压值由数码管显示；输出电压值由数码管显示；输出电压值由数码管显示；n n4 4、用计算机串口代替人工按键，实现输出电压变化、用计算机串口代替人工按键，实现输出电压变化、用计算机串口代替人工按键，实现输出电压变化、用计算机串口代替人工按键，实现输出电压变化n n5 5、扩展输出电压种类（比如三角波等）、扩展输出电压种类（比如三角波等）、扩展输出电压种类（比如三角波等）、扩展输出电压种类（比如三角波等）第5页，本讲稿共17页四、设计理念：四、设计理念：n n1、构建单片机最小系统和、构建单片机最小系统和X9313口电路，设口电路，设计一个简单程序验证单片机电路是否正常计一个简单程序验证单片机电路是否正常工作。工作。n n2、设计单片机程序控制、设计单片机程序控制X9313，通过外部中，通过外部中断按键不同的输入控制断按键不同的输入控制X9313输出不同的电输出不同的电压值，通过万用表上的读数验证分压结果压值，通过万用表上的读数验证分压结果是否正确。是否正确。第6页，本讲稿共17页五、设计提示：五、设计提示：n n系统设计框图：系统设计框图：第7页，本讲稿共17页1、x9313数字电位器模块数字电位器模块n n引脚分布及说明:X9313为为8引脚引脚DI P，SOIC和和TSSOP三种封装三种封装如左图所示为如左图所示为DIP/SOIC封装封装。第8页，本讲稿共17页 INC为阻值为阻值“增增/减减”控制脉冲输入端控制脉冲输入端,低电平低电平有效；有效；U/D为阻值为阻值“增增/减减”控制端控制端，高电平时为步，高电平时为步增，为低电平时步减；增，为低电平时步减；CS为片选端，低电平有效；为片选端，低电平有效；VCC 为电源为电源(35.5 V)；VSS接地。接地。VH为高端；为高端；VL为低端；为低端；VW为滑动端为滑动端第9页，本讲稿共17页n n内部结构：内部结构：芯片内部由升降计数器：芯片内部由升降计数器：芯片内部由升降计数器：芯片内部由升降计数器：EEPROMEEPROM、控制电、控制电、控制电、控制电路、译码器和传输门与电阻阵列五部分组成。内部结构路、译码器和传输门与电阻阵列五部分组成。内部结构路、译码器和传输门与电阻阵列五部分组成。内部结构路、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：图见下图所示：图见下图所示：图见下图所示：第10页，本讲稿共17页内部结构说明：n n1 1、3131个电阻单元的电阻阵列个电阻单元的电阻阵列个电阻单元的电阻阵列个电阻单元的电阻阵列 ，在每个单元之间和两在每个单元之间和两在每个单元之间和两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：滑动单个端点间都有可以被滑动单元访问的抽头点：滑动单个端点间都有可以被滑动单元访问的抽头点：滑动单个端点间都有可以被滑动单元访问的抽头点：滑动单元的位置元的位置元的位置元的位置 由由由由CSCS、UUDD和和和和INCINC三个输人端控制井将滑动三个输人端控制井将滑动三个输人端控制井将滑动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，端的位置贮存在非易失性存贮器中，端的位置贮存在非易失性存贮器中，端的位置贮存在非易失性存贮器中，在下一次上电时可在下一次上电时可在下一次上电时可在下一次上电时可以被重新调用。以被重新调用。以被重新调用。以被重新调用。n n2 2、X9313X9313的分辨率等于最大电阻被的分辨率等于最大电阻被的分辨率等于最大电阻被的分辨率等于最大电阻被3131除。除。除。除。X93l3WX93l3W阻值为阻值为阻值为阻值为10k10k，所以其每个抽头间的阻值为，所以其每个抽头间的阻值为，所以其每个抽头间的阻值为，所以其每个抽头间的阻值为323 323 第11页，本讲稿共17页2、外部运放模块、外部运放模块n n本实验中采用本实验中采用LM358集成运放芯片构成外围集成运放芯片构成外围运放模块，利用运放模块，利用LM358搭建一个电压跟随器搭建一个电压跟随器。其封装形式与管脚分布如图：。其封装形式与管脚分布如图：第12页，本讲稿共17页参考电路：1、单片机最小系统模块第13页，本讲稿共17页串口下载与通信模块：第14页，本讲稿共17页2、独立按键控制模块第15页，本讲稿共17页3、数字电位器模块第16页，本讲稿共17页4、数码管显示模块、数码管显示模块第17页，本讲稿共17页