4 穩壓電源設計
4.1 電路分析
穩壓電路見圖4-1所示。三極管射極電壓是穩壓電源的輸出電壓，可以接用電器或負載，這個電壓值通過TLC549（A/D，同TLC548）數據轉換后，送往單片機處理并顯示。調整按鍵可以改變輸入TLC5615(D/A，同TLC5616)的數據。TLC5615的輸出電壓通過運算放大器與實際輸出取樣電壓比較，控制三極管的電壓輸出。穩壓電路的電壓輸出接受單片機檢測，同時又受單片機的控制。電路在仿真時，各點的電壓都連接有電壓表顯示。
圖 1 穩壓電路
4.2 電路模塊
一、A/D轉換部分
TLC549 對輸出電壓進行采集，其操作如下：
（1）cs先為高電平。（cs為片選信號，為1時，輸入脈 i/o clock不起作用）；
（2）clock = 0
（3）cs = 0； cs置底電平。 同時date_out為高。（=1）；
（4）延時1.4us。（setup time,cs low before first clock）；
（5）開始轉化數據。因為TLC549是8位串行模數轉換器。需將8 位數據依次串行輸出。期間，clock高低電平轉化一次；
（6）8次數據轉化之后。cs置1，片選無效。等待17us后讀出數據。
二、D/A轉換部分
TLC5615為10位D/A轉換電路，其原理TLC5615的PDF文件。輸出電壓 = （轉
換數值/1024）*2*基準電壓
三、顯示
采用數碼管對A/D轉換后的數據進行顯示，因為TLC549 是8位A/D，程序中需要對轉化的數據進行處理后才能在七段數碼管上動態顯示。TLC549的檢測電壓值范圍為0~5V，A/D轉換后數據位0~255，應該顯示0~5，并且包含小數點部分。
四、按鍵操作部分
四個獨立的按鍵主要是對DA 的輸入數據進行操作的，ADD按鍵，SUB 按鍵 這些按鍵在安下一次松開后便進行加1 的操作，若按鍵超過一定的時間則增加步長，使其數值能夠快速增加，這樣就不必要達到一個電壓時，一直按幾百次。SUB按鍵也是如此。至于那個預讀取按鍵，主要是用于保存你要常用的電壓值，這樣一來你就可以在使用此電源時，不必要每次都要按鍵調整，可以通過讀取AT24C04的值進行電壓預置，保存按鍵，是用于保存你長使用的電壓值，通過此次的電壓值保存，使你可以快速達到你所要求的電壓值。
4.3 編程思路
程序分為鍵盤處理、D/A、A/D和存儲四個模塊。運用掃描法，對鍵盤進行掃描，有按鍵就更改輸入TLC5615 的數值，ADD按鍵是對數據進行加以操做，長按的話使步進值增大，實現快加，ＳＵＢ按鍵與ＡＤＤ按鍵同，預讀取按鍵用于讀取 ＡＴ２４Ｃ０４ 中預置的數值，保存按鍵用于保存當前電壓值；顯示部分主要是對ＴＬＣ５４９采集回來的電壓進行處理顯示，它主要是在定時器０的中斷服務程序中顯示，１００ｍｓ刷新顯示一次；ＴＬＣ５６１５ 模塊，通過對ｄＡ的串行數據輸入，使其在輸出電壓時可控，輸出電壓后經ｌｍ３２４，三極管，加上負載輸出電壓，輸出電壓后，用ＴＬＣ５４９芯片１００ｍｓ采集一次，送數碼管顯示。
4.5 程序清單
主函數：
#include <REG51.H>
#include "intrins.h"
#include "AT24C04.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code LED[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
uchar code Bit_sel[4] = {0x08,0x04,0x02,0x01 }; //各個數碼管對應的位選數據
sbit DIO = P1^0; //數據線
sbit CS = P1^1; //片選
sbit CLK = P1^2; //io口時鐘
sbit SCS = P1^4;
sbit SDATA = P1^5;
sbit SCLK = P1^3;
sbit ADD = P3^0;
sbit SUB = P3^1;
sbit Pre_read = P3^2;
sbit Store = P3^3;
uint qian,bai,shi,ge; //用于顯示數碼管的 千，百，十，個 等四位的顯示
uint val,num; //val 是用于輸入DA 的數據，num是用于判斷是不是長按的
uint cp; //計數的變量
uchar key_stat;
uchar add_stat,sub_stat;
uchar st_flag,pre_flag;
void delay(uint x) //微妙級是延時函數
{
while(x--)
_nop_();
}
/**********************************************
函數名稱：deal
函數作用：處理AD的返回值
函數參數：無
函數返回值：無
**********************************************/
void deal(uint num) //顯示程序
{
qian=num/1000; //千，百，十，個處理
bai=num/100%10;
shi=num/10%10;
ge=num%10;
}
/**********************************************
函數名稱：TL549_AD()
函數作用：返回AD的返回值
函數參數：無
函數返回值：data_ad
**********************************************/
uint TL549_AD() //TLC549處理
{
uchar i;
uint data_ad = 0;
CS = 1; //初始化，啟動
CLK = 0;
CS = 0;
_nop_();
for(i = 0;i < 8;i++) //讀取采集數據，讀取的是上一次采集數據
{
CLK = 1;
if(DIO)data_ad |= 0x01;
CLK = 0;
data_ad = data_ad << 1;
}
CS = 1;
data_ad = data_ad * (500/ 256);
return(data_ad);
}
/**********************************************
函數名稱：TLC5615_DA(uint da)
函數作用：TLC5615_DA 將da轉換后模擬輸出
函數參數：da
函數返回值：無
**********************************************/
void TLC5615_DA(uint da) // TLC5615 的DA 轉換函數
{
uchar i;
da<<=6;
SCS=0;
SCLK=0;
for (i=0;i<12;i++)
{
SDATA=(bit)(da&0x8000);
SCLK=1;
da<<=1;
SCLK=0;
}
SCS=1;
SCLK=0;
for (i=0;i<12;i++);
}
/**********************************************
函數名稱：key_scan()
函數作用：處理那些獨立鍵盤
函數參數：無
函數返回值：無
**********************************************/
void key_scan()
{
if (ADD == 0) // ADD 按鍵的鍵盤處理函數
{
delay(10);
if (ADD == 0)
{
add_stat = 1;
num ++;
}
else
{
add_stat = 0;
num = 0;
}
//此處判斷是不是長按，長按的話 使其步進值 加大
if (ADD == 0 && add_stat == 1 && num >= 300)
{
val += 5;
num = 0;
}
if (ADD == 1 && add_stat == 1)
{
val ++;
num = 0;
add_stat = 0;
}
if (val >= 1024)
{
val = 1023;
}
}
if (SUB == 0) //SUB 按鍵的鍵盤處理函數
{
delay(10);
if (SUB == 0)
{
sub_stat = 1;
num ++;
}
if (SUB == 0 && sub_stat == 1 && num >= 300)
{
val -= 5;
num = 0;
}
if (SUB == 1 && sub_stat == 1)
{
val --;
num = 0;
sub_stat = 0;
}
if (val <= 0)
val = 0;
}
if (Pre_read == 0) //預讀數據的 鍵盤處理函數
{
delay(100);
if (Pre_read == 0)
{
pre_flag = 1;
}
if (Pre_read == 1 &&pre_flag == 1 )
{
pre_flag = 0;
val = read_24C04(20); //從AT24C04中的地址20 中讀出預存儲的數據
}
}
if (Store == 0) //保存數值 按鍵的鍵盤處理函數
{
delay(100);
if (Store == 0)
{
st_flag = 1;
}
if (Store == 1 && st_flag == 1)
{
st_flag = 0;
write_24C04(20,val); //向AT24C04中的地址20 寫入存儲的數據
}
}
}
/**********************************************
函數名稱：timer0_init (void)
函數作用：初始化定時器0，并設置
函數參數：無
函數返回值：無
**********************************************/
void timer0_init (void) // timer0中斷初始化函數
{
EA = 0;
TMOD = 0x01;
TR0 = 0;
TL0 = (65536-5000)%256; //設置計數器初值
TH0 = (65536-5000)/256;
PT0 = 1;
ET0 = 1;
EA = 1;
TR0 = 1;
}
/**********************************************
函數名稱：main(void)
函數作用：main主函數入口
函數參數：無
函數返回值：無
**********************************************/
void main(void) //主程序
{
timer0_init(); //初始化定時器0
init_24C04(); //初始化AT24C04
while(1)
{
key_scan(); //調用鍵盤掃描函數
TLC5615_DA(val); //處理鍵盤發送過來的值
}
}
/**********************************************
函數名稱：timer0_isr(void) interrupt 1
函數作用：定時器0，方式1，的中斷服務子程序
函數參數：無
函數返回值：無
**********************************************/
void timer0_isr(void) interrupt 1 // timer0中斷服務函數
{
//數碼管的位選變量
TR0 = 0; //停止計數
TL0 = (65536-5000)%256; //重新載入計數器初值
TH0 = (65536-5000)/256;
cp++; //位循環變量加1
if(cp >= 4)
cp = 0;
deal(TL549_AD()); //循環顯示1次，j清零
TR0 = 1;
P0=0xff; //與j對應，P2輸出數碼管的位選信號
switch(cp)
{
case 0: P0 = LED[ge]; break;
case 1: P0 = LED[shi]; break;
case 2: P0 = LED[bai]&0x7f; break;
case 3: P0 = LED[qian]; break;
}
P2 = Bit_sel[cp];
}
AT24C04 的驅動：
#ifndef AT24C04_10_04_07
sbit ATCLK=P1^6;
sbit SDA=P1^7;
sbit a7=ACC^7;
sbit a6=ACC^6;
sbit a5=ACC^5;
sbit a4=ACC^4;
sbit a3=ACC^3;
sbit a2=ACC^2;
sbit a1=ACC^1;
sbit a0=ACC^0;
/*********************
*******24C04的初始化**
**** **************/
void init_24C04()
{
SDA=1;
_nop_();
ATCLK=1;
_nop_();
}
/*********************
****啟動24C04*********
*******************/
void start_24C04()
{
SDA=1;
_nop_();
ATCLK=1;
_nop_();
SDA=0;
_nop_();
ATCLK=0;
_nop_();
}
/********************
*****停止24C04*******
*********************/
void stop_24C04()
{
SDA=0;
_nop_();
ATCLK=1;
_nop_();
SDA=1;
_nop_();
}
/*********************
****24C04應答*********
*******************/
void response()
{
unsigned char i;
ATCLK=1;
_nop_();
while((SDA==1)&&(i<250))i++;
ATCLK=0;
_nop_();
}
/********************
*****讀取24C04一個字節**
**************************/
unsigned char read_byte()
{
SDA=1;
ATCLK=1;a7=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a6=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a5=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a4=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a3=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a2=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a1=SDA;ATCLK=0;
ATCLK=1;a0=SDA;ATCLK=0;
SDA=1;
ATCLK=0;
return ACC;
}
/*************************
**寫入24C04一個字節******
*************************/
void write_byte(unsigned char addr)
{
ACC=addr;
SDA=a7;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a6;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a5;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a4;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a3;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a2;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a1;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=a0;ATCLK=1;ATCLK=0;
SDA=1;
ATCLK=0;
}
/***********************
**寫24C04的數據*******
*****************/
void write_24C04(unsigned char addr,unsigned char dat)
{
start_24C04();
write_byte(0xa0);
response();
write_byte(addr);
response();
write_byte(dat);
response();
stop_24C04();
}
/**********************
***讀24C04的數據*******
*****************/
unsigned char read_24C04(unsigned char addr)
{
unsigned char t;
start_24C04();
write_byte(0xa0);
response();
write_byte(addr);
response();
start_24C04();
write_byte(0xa1);
response();
t=read_byte();
stop_24C04();
return t;
}
#endif
仿真程序下載(注意仿真文件是Proteus7.8版本的dsn文件,請勿用高版本的打開):
基于單片機的穩壓電源設計.7z
(75.3 KB, 下載次數: 24)
2024-3-6 17:21 上傳
點擊文件名下載附件
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