整流之后采用了大容量的电解电容进行滤波，以减小输出电压纹波。对于来自电源侧的高频干扰不能抑制，导致电流纹波很大，因此在整流电路后加入高频电容改善纹波效果。给各器件提供电源，使其更好的工作。同时还采用了保护电路，在正、负电源两端分别串联了保险管起双重保险，当负载功率过大保险丝就会熔断，三端集成稳压管的输入、输出反接了二极管保护，避免反向电流过大击穿稳压管，起到了很好的保护作用，正、负5V电源电路4.5所示。
图4.5 正负15V电源电路图
4.3.2电压调整模块
该稳压电源中的电压调整模块电路如图2所示。其中调整管采用复合管形式(由Q1、Q3组成)，以实现大电流输出，由于该设计要求Iomax=0.5A，Iomin=0A，Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5=9W，因此，本电路中的调整管可选
TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A；Pcw=65 W>9 W，VCEOmax=100 V>18 V)，当然，也可以选用2N5832。
电路的比较放大采用运放NE5534来设计，该器件具有共模抑制比高，响应速度快和压摆率高的特点。设计时可由R10、R11A、R12组成分压取样电路，并要求R10／(R11A+R12)=1／4，即当输出电压存在△UO=0.05V时，△Ua=0.04V，这与DAC的输出(10／255=0.04V=1LSB)变化一致。
事实上，经过DAC转换以将电流转换为电压并进行电压放大后，即可将得到的10V电压送比较器NE54534的同相端作为比较的基准电压。由于DAC0832是8位的D／A转换器，故有255步进。由此，当CPU控制DAC变化1LSB时，其对应Va的变化为0.04 V，故Uout的可调变化量为0.05 V(步长)。NE5534和Q1、Q3及取样电路构成的负反馈电路可实现调节输出电压的目的(稳压)。
33
图4.6 电压调节电路图
电路中的过流保护由R9与02完成。当Io>0.7A时，VR9=R9Io≥1×0.7=0.7V，此时Q2导通，并对调整管Q3的基极分流，使TIP41的导通电阻增大，输出电压降低，从而达到过流保护的目的。必要时，也可接入一红色发光二极管作为过流指示。该系统的短路保护采用保险管来完成。
4.4 D／A转换模块
本系统中的数模转换电路如图4.7所示。它由DAC0832、两级低漂移的运放μA714及VREF电路组成。DAC0832和运放U3A将CPU发出的8位二进制数据转换成0～-5V的电压，然后经运放U3B反向放大2倍，以得到0～10V电压。因此，该DAC的转换分辨率为10／(28-1)=0.04V，即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit，DAC输出电压的变化为0.04 V。VREF电路为DAC提供基准电压，调节R5A，可使基准电压保持为5 V。
单片机AT89C51是系统的控制核心，主要是通过控制数摸转换来实现对稳压电源的步进调节，使输出电压下实现了0V~18V步进调节并具有“+”、“-”步进调节，最小步进为0.05V。经过调节的电源电压进过D/A转换和单片机处理，用相应的显示设备直观的显示出来，最终得出了直流开关电源在单片机的控制下能够输出稳定的、可调的直流电压的结并且控制显示电路。
DAC模块是整个系统的纽带，连接着控制部分与稳压部分。该数模转换电路采用的是DAC0832单极性输出方式，输出Vo=-B*Vref/256，其中B的值为D0~D7组成的8位二进制，取值范围为0~255，Vref是参考电压。如图4.7所示DAC0832
34
转换电路。
图4.7 D/A转换电路
4.5 A/D 模数转换电路
AD转换模块TLC1543具有12位精度11通道三种内建的自测模式该芯片与单片机的接口采用串行接口方式引线很少，与单片机连接简单。如图4.8所示，
图4.8 A/D转换电路图
35
其中A0~A10是11路输入，Vcc和GND分别是电源引脚，REF+和REF-分别是参考电源的正负引脚，I/O Clock 是芯片的时钟端，Adress 是地址选择端，Data Out是数据输出端，这三根引脚分别接到CPU的三个I/O端即可。EOC用于指示一次AD转换以完成，CPU可以读取数据，该引脚是低电平有效，根据需要改引脚可接入CPU的中断引脚，一旦数据转换完成，向CPU提出中断请求，在CPU向TLC1543发出转换命令后，过一段固定的时间去读取数据即可。
当输出电压经R13限流和R14取样后，即可送如TLC2453-1进行模数转换。图4中的TLC2453-1为11通道、12位串行A／D转换器，具有12位分辨率，转换时间为10μs，有11个模拟输入通道，3路内置自测试方式，采样率为66kbps，线性误差±1LSBmax，同时带有转换结果输出EOC，并可单、双极性输出。通过其可编程的MSB或LSB前导可编程输出数据长度。TLC2453-1的时钟频率选4.1MHz，电源输出电压Uo的取样信号从IN0输入，芯片的I／O时钟端、数据输入端、转换数据输出端、片选端分别与AT89S51单片机的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相连，来实现电压值的数字显示。
4.6 键盘电路设计
键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，它具有最简单的单片机输入设备，通过键盘输入数据或命令，实现简单的人机对话。键盘上闭合建的识别是由专用硬件实现的，称为编码键盘，靠软件实现的称为非编码键盘。
键盘采用软件查询和外部中断相结合的方法来设计，低电平有效。键盘还分为矩阵键盘和独立键盘，使用矩阵键盘能大量的节约单片机的I/O资源，方便快捷，独立键盘虽然占用了I/O资源，但是运用灵活，很适用键盘少的电路。
图4.9 键盘电路
36
相关推荐：
loading