【精编】STM32数控直流电源.pdf

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【精编】STM32数控直流电源.pdf

STM32数控直流电源目录1、介绍2、整体方案3、硬件电路4、软件5、心得小结6、附录：1、元器件2、电路图3、代码1、介绍：这个数控直流电源，是基于CORTEX_M3的 STM32F103ZET6 芯片的一个制作。它的能实现 09.9V 的电压变化，每次变化为0.1V。它采用了内部的12位 DAC和 12 位的 ADC，精度比普通的 8 位 ADC 高出 16倍，在实际的测试中，本制作的精度达到 0.01V。本制作可以实现按键加减电压大小、按键自动调节电压、输入数值控制输出电压、输出幅值频率可调的三角波功能。同时，本制作采用 320*240的 LCD液晶显示，并且在显示的基础上，制作了完整的用户界面，大大方便了用户的使用。2、整体方案：方案介绍：本方案围绕 stm32 芯片，由供电模块、液晶显示模块、报警模块、负载电流检测模块、电源产生模块、按键模块构成。电源模块：我采用的是桥式整流结合三端稳压芯片的处理方法。由此得到单片机使用的 5v 电源和驱动运算放大器的12V电源。电源发生模块：这个系统由 LM358运算放大器和 stm32 芯片内部 12 位 DAC组成。负载电流检测模块：这个模块由 stm32 内部 12 位 ADC 和自制的 1 欧姆康铜Stm32 芯片ADC DAC 自制 12V、5V 电源负载1 欧姆检测电阻320*240 液晶显示按键模块过流报警模块运放电阻组成。液晶显示模块：主要有320*240LCD组成，负责显示参数和提供用户服务界面。过流报警模块：这个部分由蜂鸣器和红色的LED指示灯组成。负责当发生过流现象时，给用户报警。按键模块：这是本系统的用户控制方式。3、硬件电路（1）、stm32f103zet6 单片机最小系统：这款 ST公司生产的基于cortex_m3 内核的芯片，在当今的电子产品领域占有很大的市场。这块 32 位芯片，有 144 个引脚、512K的 rom、2 路 ADC支持 16 通道，2 路 DAC，14 个定时器，spi 通信、i2c 通信、串口通信方式。对于本系统，这个芯片的已经足够。（2）、电源电路在这个部分，我主要采用桥式整流，使用了四个耐压 1000v 的 in4007，将双 24V的变压器得到的副边电压进行整流，再由1000uf 电容和 LM7815和 LM2940稳压得系统所需的 5V和 12V电源。（3）、电源产生电路和检测电路在运算放大器部分，我选择的是带宽1M的 LM358，采用 1k 的精密电阻，将DA得到的电源放大 4 倍，再经过一级的放大器跟随电路输入到负载电路之中。负载串联了 1 欧姆的康铜电阻，康铜电阻的温漂小，直接AD测量两端的电压便可得到负载的电流状况。（4）、显示电路：采用的是 lil9320驱动的 320*240 方案。（5）、报警电路和按键电路灯省略。4、软件部分：主体程序流程图开始主循环按键扫描在程序设计部分，主要设计 ADC 和 DAC 以及定时器中断和外部触发中断的使用。5、心得小结在本次设计中，前期我花费了大量的时间查阅论文和思考放大电路设计上，而最后经过试验，还是选择了简单而实用的放大器加更随器的方案。在设计过程中遇到过很麻烦的事，当时网购了 DAC7512 的12 位 DAC芯片，发现是很小的贴片，经过较长时间搞定之后，一次使用过程中，这块芯片坏了。于是，不得不转到当前采用的方案上。这个教训，让我明白实践和试验的重要性，少走弯路，多做实用的事。1 号按键2 号按键3 号按键4 号按键功能 1 功能 2 功能 3 功能 4 返回主循环6、附录：1、元器件清单：stm32f103zet6 单片机最小系统，320*240tft lcd，24V变压器、按键模块、LM7805、LM7815、LM2940等2、原理图：3、源程序：主函数部分：int main(void)。while(1)/主循环 DAC-DHR12R1=0;ili9320_Chinese_str(320-16*17)/2,50,17,Chinese_Table_16x16_nan,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(70,90,3,Chinese_Table_16x16_ti,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(140,90,8,Chinese_Table_16x16_shu,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(320-16*15)/2,200,15,Chinese_Table_16x16_zun,charColor,Blue);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)Delay_ARMJISHU(100);while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5);ili9320_Clear(Blue);exit_2=1;while(exit_2)/按*键进入功能循环 DAC-DHR12R1=0;ili9320_Chinese_str(0,10,6,Chinese_Table_16x16_1,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(0,40,6,Chinese_Table_16x16_2g,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(0,70,6,Chinese_Table_16x16_3,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(0,100,3,Chinese_Table_16x16_4,charColor,Blue);/ili9320_Chinese_str(0,130,2,Chinese_Table_16x16_5,charColor,Blue);/功能一：手动加减电压值 if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_12)Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_12)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_12);ili9320_Clear(Blue);exit=1;while(exit)ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);a1=(vol+1)%10;a2=(vol+1-a1)/10;ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)/+Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)if(vol3)vol=vol-1;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9);DAC-DHR12R1=(vol*40950-230)/1304;/检测过流ADCConvertedValueLocal=ADCConvertedValue;Precent=(ADCConvertedValueLocal*100/0 x1000);/算出百分比Voltage=Precent*33;while(Voltage500)ili9320_Clear(Blue);while(1)ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);DAC-DHR12R1=0;a1=0;a2=0;ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(320-16*10)/2,200,10,Chinese_Table_16x16_x,charColor,Blue);GPIO_SetBits(GPIO_DAC,DS1_PIN|DS2_PIN);/所有引脚置高电平/退出按键，在所有的功能中都使用这种退出方法if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5);exit=0;vol=0;ili9320_Clear(Blue);/功能 2：自动加减电压值（6 号按键）if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_6)Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_6)exit=1;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_6);/*-功能 2 的定时器初始化-*/Timer_Config();NVIC_Config();TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);/起初是关闭的，当进入功能2 后打开ili9320_Clear(Blue);while(exit)vol=vol_21;ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);a1=(vol+1)%10;a2=(vol+1-a1)/10;ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);/自加扫描 if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)&counter21)flag2=1;Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);counter21=0;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)&!counter21)Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);counter21=1;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8);/自减扫描if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)&counter22)flag2=0;Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);counter22=0;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)&!counter22)Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);counter22=1;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9);DAC-DHR12R1=(vol*40950-230)/1304;/检测过流ADCConvertedValueLocal=ADCConvertedValue;Precent=(ADCConvertedValueLocal*100/0 x1000);/算出百分比Voltage=Precent*33;while(Voltage500)ili9320_Clear(Blue);while(1)ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);DAC-DHR12R1=0;a1=0;a2=0;ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(320-16*10)/2,200,10,Chinese_Table_16x16_x,charColor,Blue);GPIO_SetBits(GPIO_DAC,DS1_PIN|DS2_PIN);/所有引脚置高电平/退出按键，在所有的功能中都使用这种退出方法if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)Delay_ARMJISHU(100);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5);exit=0;TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);vol=0;vol_22=0;ili9320_Clear(Blue);/功能 3：输入电压数值 7号功能键if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_7)Delay_ARMJISHU(100);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_7)exit=1;while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_7);ili9320_Clear(Blue);while(exit)num31=num33;num32=num34;ili9320_Chinese_str(10,12,12,Chinese_Table_16x16_q,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点 ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);/显示单位：v ili9320_PutChar_num(176,50,num32,charColor,Blue);/显示十位 ili9320_PutChar_num(224,50,num31,charColor,Blue);/显示个位 DAC-DHR12R1=(vol*40950-230)/1304;/先输入十位上的数键位，切换键，个位按键，确认键 if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9);counter_3+;if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8);if(!(counter_3%2)if(num33=10)num33=0;if(counter_3%2)if(num34=10)num34=0;if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10)/确认键 Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10);vol=num32*10+num31;/退出按键，在所有的功能中都使用这种退出方法if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5);exit=0;ili9320_Clear(Blue);num31=0;num32=0;vol=0;num33=0;num34=0;/检测过流ADCConvertedValueLocal=ADCConvertedValue;Precent=(ADCConvertedValueLocal*100/0 x1000);/算出百分比Voltage=Precent*33;while(Voltage500)ili9320_Clear(Blue);while(1)DAC-DHR12R1=0;a1=0;a2=0;ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(320-16*10)/2,200,10,Chinese_Table_16x16_x,charColor,Blue);GPIO_SetBits(GPIO_DAC,DS1_PIN|DS2_PIN);/所有引脚置高电平 /*-功能4：三角波-*/功能 4：输出三角波 8号按键 :第一次使用的时候先输入一个值，然后确认，当确认完毕后，可以随意调节；再次按确认键停止工作 if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_8)Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_8)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_8);exit=1;ili9320_Clear(Blue);vol_ap=20;vol_fp=10;while(exit)/画波形的代码 ili9320_Chinese_str(90,120,9,Chinese_Table_16x16_ru,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(90,55,5,Chinese_Table_16x16_fu,charColor,Blue);/电压幅值ili9320_Chinese_str(90,85,3,Chinese_Table_16x16_pin,charColor,Blue);/频率ili9320_Chinese_str(165,85,1,Chinese_Table_16x16_dang,charColor,Blue);/档 if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)/设置电压值：1 号按键 Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8);vol_ap=vol_ap+5;if(vol_ap95)vol_ap=20;ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);a1=(vol_ap)%10;a2=(vol_ap-a1)/10;ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)/设置频率：2 号按键 Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_9);vol_fp=vol_fp+1;if(vol_fp10)vol_fp=1;ili9320_PutChar_num(140,80,vol_fp,charColor,Blue);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10)/第一次按的时候，确认开始 Delay_ARMJISHU(200);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10);ili9320_Clear(Blue);ili9320_Chinese_str(20,100,16,Chinese_Table_16x16_bo,charColor,Blue);/电压幅值 while(1)while(vol_apcvol_pre)&(vol_apcDHR12R1=vol_apc;while(vol_apc(vol_ap*40950/1304)vol_apc=vol_apc-2*vol_fp;DAC-DHR12R1=vol_apc;while(vol_apc1)vol_pre=vol_apc;vol_apc=vol_apc-vol_fp;DAC-DHR12R1=vol_apc;while(vol_apcDHR12R1=vol_apc;/退出按键，在所有的功能中都使用这种退出方法if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)Delay_ARMJISHU(300);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5);exit=0;ili9320_Clear(Blue);TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);/检测过流ADCConvertedValueLocal=ADCConvertedValue;Precent=(ADCConvertedValueLocal*100/0 x1000);/算出百分比Voltage=Precent*33;while(Voltage500)ili9320_Clear(Blue);while(1)DAC-DHR12R1=0;a1=0;a2=0;ili9320_Chinese_str(110,55,4,Chinese_Table_16x16_d,charColor,Blue);ili9320_PutChar_num(176,50,a2,charColor,Blue);ili9320_DrawPoint(200,50,charColor,Blue);/画一个点ili9320_PutChar_num(224,50,a1,charColor,Blue);ili9320_PutStr_16x24(248,50,c4,1,charColor,Blue);ili9320_Chinese_str(320-16*10)/2,200,10,Chinese_Table_16x16_x,charColor,Blue);GPIO_SetBits(GPIO_DAC,DS1_PIN|DS2_PIN);/所有引脚置高电平 /*-*/if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)Delay_ARMJISHU(100);if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5)while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_5);exit_2=0;ili9320_Clear(Blue);

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