1、基于 51 单片机的数控电源设计本文介绍了以 51系列单片机为控制单元，以数模转换器 DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块 LM350的输出电压大小。该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。 关键词：单片机（MCU），数模转换器（DA），掉电存储器（EEPROM）。引言目前所使用的直流可调电源中，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。利用数控电源，可以达到每步 0.1V的精度，输出电压范围 015V，电流可以达到 2A。系统结构图 1：硬件系统结构图对选用芯片说明DAC0832 是一款常用的数摸转换器，它有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一
2、种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，如电路图所示，Iout1 和 Iout2之间接一参考电压，VREF 输出可控制电压信号。它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。该电路采用单缓冲模式，由电路图可知，由于/WR2=/XFER=0，DAC 寄存处于直通状态。又由于 ILE=1，故只要在选中该片（/CS=0）的地址时，写入（/WR=0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至 DAC寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，/WR1 和/CS 立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。AT24
3、C02 是一款常用的可掉电保存数据的 ROM，2K 比特容量，采用 I2C总线操作，关于它的具体操作方法参考相关资料。图 2：主硬件电路图图 3：参考电压电路图硬件电路设计采用常用的 51芯片作为控制器，P0 口和 DAC0832的数据口直接相连，DA 的/CS 和/WR1 连接后接 P2.0，/WR2 和/XEFR 接地，让 DA工作在单缓冲方式下。DA 的 11脚接参考电压，参考电压电路如图 2所示，通过调节可调电阻调节 LM336的输出电压为 5.12V，所以在 DAC的 8脚输出电压的分辨率为 5.12V/256=0.02V，也就是说 DA输入数据端每增加 1，电压增加 0.02V。D
4、A 的电压输出端接放大器 OP07的输入端，放大器的放大倍数为 R8/（R8+R9）=1K/（1K+4K）=5，输出到电压模块 LM350的电压分辨率=0.02V5=0.1V。所以，当 MCU输出数据增加 1的时候，最终输出电压增加 0.1V，当调节电压的时候，可以以每次 0.1V的梯度增加或者降低电压。本电路设计三个按键，KEY1 为翻页按键，最近设置的电压大小保存在 EEROM里面，比如 10个电压，按一下 KEY1，电压变为下一个，省去了反复设置电压的麻烦，KEY2 为电压+，KEY3 为电压+，按一下 KEY2，当前电压增加 0.1V，按一下 KEY3，当前电压减小 0.1V。限于篇幅
5、原因，未画出数码管显示电路，该系统使用 3个数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示 12.5V，采用动态扫描驱动方式。本主电路的原理是通过 MCU控制 DA的输出电压大小，通过放大器放大，给电压模块作为最终输出的参考电压，真正的电压，电流还是由电压模块 LM350输出。为了达到 2A的输出电流，LM350 必须选用金属外壳封装，并且带稍大面积的散热片。软件流程软件系统 软件的设计主要完成三方面的功能:1.设置电压并且保存，主要是对 EEROM的操作。2.把设置的电压送到 DA，主要是对 DA的操作。3.中断显示，把设置的电压显示到 LED数码管上。该数控电压源实现保存最近 10电压功
6、能，当打开电源的时候，它显示和输出的必须是上次使用电压大小，所以在 EEROM中使用 11个地址保存数据，第一个地址保存当前电压编号，大小为 110。第 2个地址第 11个地址连续保存 10个电压大小数据。电压编号的大小分别对应到相应地址电压大小。对软件流程做一下说明：当电源打开的时候，MCU 进行复位，寄存器清零。接着电源应该显示和输出上次关机前的电压大小，这时候 MCU先读取 EEPROM中保存的电压编号，根据电压编号读出对应电压，把该数据送到 DA，在转换成 BCD码送到显示部分。这时候程序循环检测是否有按键信号，如果 KEY1按下，电压编号指向下一个，保存该电压编号，读对应电压，把他送
7、到 DA并且显示。如果 KEY2按下，当前电压数据加 1，相对应输出电压（POWEROUT 引脚）增加 0.1V，保存设置电压数据。如果 KEY3按下，电压数据减 1，输出电压减少 0.1V，保存设置电压数据。结语该数控电压源经过时间实际使用说明，具有精度高，使用方便，硬件电路简单等特点。如果要作成产品，还需要增加电流测量和显示部分，对这部分电路请参考相关资料。本文主要对如何控制功率输出电压大小做出个例子，该电路对测量领域，以及马达调速方面都可以扩展使用。参考文献：1 陆坤 .奚大顺等 电子设计技术 电子科技大学出版社 . 1997.52 马忠梅 .籍顺心等 单片机的 C 语言应用程序设计 北京航空航天大学出版社 2001.5
