基于51单片机的数控电源设计

华强电子世界网 　　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0~15v，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。　　at24c02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。　　da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=0.02v×5=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1