数控直流稳压电源(2)

时间:2017-12-15 机电毕业论文 我要投稿
压输出部分

  4.1.2 稳压输出部分仿真图

                   图3   稳压电路仿真图

  一般的直流稳压电源是用可变电阻来实现输出电压的调节,那么要在直流稳压电源的基础上实现数字控制的话,实际上很简单,我们只要将可变电阻换成数字控制部分来代替,就能实现数控恒压源这一课题。所以,首先要做的,就是选择合适的稳压输出电路并对其可行性进行了仿真。如图9,很容易就验证了此稳压输出电路的可靠。

  4.2数字控制部分

  4.2.1 单片机部分

               图4  单片机控制部分

  控制部分是系统整机协调工作和智能化的核心部分,采用AT89S52单片机实现控制功能是其关键,采用单片机不但方便监控,并且大大减少硬件设计。

  4.2.2 D/A转换部分

  系统设置D/A转换接口,采用8位模数转换器DAC0832。其电路如图5.

             图5  D/A转换部分

  D/A转换部分的输出电压作为稳压输出电路的参考电压。稳压输出电路的输出与参考电压成比例。8位字长的D/A转换器具有256种状态。当电压控制字从0,1,2,……到256时,电源输出电压为0.0,0.06,……15.0。

  其时序图如图6:

             图6 DAC0832数模转换时序图

  Clk为时钟端,Data为输入数据,LOAD为输入控制信号。

  每路电压输出值的计算:

          

  REF为参考电压,data为输入8位的比特数据;

  我们这里用的REF=5v;

  4.2.3 A/D转换部分

  A/D转换部分我们采用美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片ADC0832。其电路图如图7所示:

图7  A/D转换部分

  ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理,有助于我们单片机技术水平的提高。

  4.2.3.1 ADC0832 具有以下特点:

  · 8位分辨率;

  · 双通道A/D转换;

  · 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容;

  · 5V电源供电时输入电压在0~5V之间;

  · 工作频率为250KHZ,转换时间为32μS;

  · 一般功耗仅为15mW;

  · 8P、14P—DIP(双列直插)、PICC 多种封装;

  · 商用级芯片温宽为0°C to +70°C,级芯片温宽为−40°C to +85°C;

  4.2.3.2 芯片接口说明:

  · CS_ 片选使能,低电平芯片使能。

  · CH0 模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。

  · CH1 模拟输入通道1,或作为IN+/-使用。

  · GND 芯片参考0 电位(地)。

  · DI 数据信号输入,选择通道控制。

  · DO 数据信号输出,转换数据输出。

  · CLK 芯片时钟输入。

  · Vcc/REF 电源输入及参考电压输入(复用)。

    ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片,其最高分辨可达256级,可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用,使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS,据有双数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端,可以轻易的实现通道功能的选择。

  4.2.3.3  单片机对ADC0832 的控制原理:

  正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线,分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在时并未同时有效并与单片机的接口是双向的,所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时,须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平,表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能。其时序图如图8.

          

                图8   ADC0832时序表

  如图所示,当此2 位数据为“1”、“0”时,只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时,只对CH1进行单通道转换。当2 位数据为“0”、“0”时,将CH0作为正输入端IN+,CH1作为负输入端IN-进行输入。当2 位数据为“0”、“1”时,将CH0作为负输入端IN-,CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用,此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7,随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0,一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据,即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据,到第19

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