基于STC单片机的数控恒压源的设计

2026/4/24 7:53:47

如上图所示键盘电路通过分压电路,第一个按键所得电压为1/2Vcc,第二个按键分压2/3Vcc,第三个按键分压3/4 Vcc,第四个按键分压4/5 Vcc,那么利用单片机的P1.7口对按键电压进行采样,再对键盘电压对键盘的按下与否进行判断处理。

3.2.3 AD采样电路和数字电压表

考虑到单片机的内部处理功能,可通过STC芯片的AD转换器增加数字电压表功能。即由

单片机的P1.3口对电压进行采样,通过设置ADC_CONTR 特殊功能寄存器,启动以及停止AD转换。然后读取寄存器ADC_DATA / ADC_LOW2 (A/D转换结果特殊功能寄存器)的值最后通过单片机将十六进制数转换为ASCII码利用液晶显示模块显示。因此将输出电压直接送回单片机进行AD采样,显示即实现了监测输出电压值的功能。另外由于可以采样得到输出电压,那么可以校准输出电压和预置电压,使输出电压值更为精确。

AD采样电路

3.2.4电压放大电路

运算放大器通常都是工作在闭环状态.将运算放大器的放大电路接上一定的反馈电路和外接元件,就可以实现各种数学运算.运算放大器反馈电路有各种形式,不同的反馈电路和不同的输入方式可以组成各种不同用咖运算放大电路.

图5.14是输入信号加在反相输入端的比例运算电路.其中R1为输入端电阻,Rf为反馈电阻,它以并联负反馈的方式将输出电压反馈到反相输入端,为了在输入信号Ui=0时, 输出U0=o,电阻的选择应满足R2=R1// Rf.这样可保证运算放大器的反相输入端与同相

输入端的外接电阻相等,使其处于对称平衡状态,以消除运算放大器的偏置电流对输出电压的影响,因此,称R2为平衡电阻.

由理想运放的两条重要结论可知,Ii≈0,U+≈U-。通过R1的电流I1,即:If=I1又由于运放的通向输入端接地,U+=0,所以可得U+≈U-,也就是说,当同相端接地,U+=0时反相输入端电位U-≈0,它是一个不接地的“地”,称为“虚地”。“虚地”的存在是运算电路在闭环工作状态下的一个重要特征。 由图5.14可得

因为I1≈If,所以可得

闭环电压放大倍数则为上式表明,该电路的输出电压与输

入电压之比仅由电阻RF与R1的比值决定,而与集成运放本身的参数无关.式中的负号表示输出电压与输入电压反相,因而称为反相比例运算放大电路。 当

R1=RF时,U0

=-Ui,反相输入比例运算电路就成了反相器.

那么此电路利用PWM模拟电压输出,后通过二次滤波,经过OP27放大电压后,电压为原来的两倍,即由原来的0~5v放大为0~10v变化。 接法如下:

3.2.5显示电路设计:

数控电源的数据显示采用LCD液晶显示:

即用单片机的P2口输出,利用液晶显示模块,电路如下图所示:

第四章 软件部分

4.1软件设计说明:

控制程序使用C51编写,在KEIL C平台下编译通过,运用STC软件将程序下载到芯片。当按键按下,可进行电压调整,可调节电压1v,调节电压以步进0.1v 。在按键加减的过程中,LCD模块显示的电压随着上下变化,当按键不动作后,将单片机的PWM模拟输出电压经二次滤波电路输出,经线性,放大得到与显示电压值相同的电压。同时将输出电压接至单片机的P1.2口可监测输出电压值,可进行预置值与测量值的比较。另外将AD采样口独立出来可以实现数字电压表的测量功能。

4.2程序设计流程图

设计流程图分为三大部分,即主程序流程图,键盘扫描流程图,键盘控制流程图。 主程序流程图:

开始 初始化:定时器初始化,AD初始化 PWM初值设定 等待中断 PWM输出

键盘扫描流程图:

键盘控制流程图:

4.3设计源程序 见附页

第五章 硬件调试

5.1制版

电路原理图见附录1,元件清单见附录2。


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