數(shù)控型的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計和研發(fā)工作，是目前大多數(shù)工程師的工作重點。對于很多剛開始從事電子產(chǎn)品設(shè)計的新人工程師而言，在進行該類型的穩(wěn)壓電源設(shè)計研發(fā)過程中，其重點是如何完成數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計工作，使其符合設(shè)計要求。在今天和明天的文章中，我們將會為大家分享一種數(shù)控性的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與制作過程，以方便新人工程師們進行借鑒。下面就讓我們來看一下這一新型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計的硬件方案是如何制定的吧。

在本方案中，我們所設(shè)計的這一數(shù)控直流穩(wěn)壓電源方案，其數(shù)控系統(tǒng)以C51單片機作為整個系統(tǒng)的核心，由D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、按鍵、LED串口顯示模塊等模塊組成一個數(shù)控電源。該系統(tǒng)所實現(xiàn)的輸出電壓范圍為2～+20.0V，步進0.1V，紋波小于100mV，而輸出電流為1000mA。輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；由“+”、“-”兩鍵控制輸出電壓步進增減。輸入模塊的按鍵按下之后，單片機有一個輸入，單片機將輸入的數(shù)字一方面給顯示模塊，讓它們在數(shù)碼管中顯示出來。另一部分輸給DAC0832，讓它轉(zhuǎn)化為模擬量電流輸出，通過運算放大器將這模擬量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓，這電壓經(jīng)過放大后控制LM317的控制端，從而實現(xiàn)輸出電壓的控制。

根據(jù)上述數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計的要求，我們首先需要確定的是這一新型數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的基本原理框圖。本系統(tǒng)的整體設(shè)計原理框圖經(jīng)設(shè)計完成后，如下圖圖1所示。

圖1 整體設(shè)計原理框圖

單片機模塊

在已經(jīng)得出了這一數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計的原理框圖后，接下來我們需要針對其系統(tǒng)中最重要的部分，即單片機模塊進行設(shè)計。當這一數(shù)控電源系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制地址鎖存器鎖存P0口輸出的低8位地址，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)與低位地址的復(fù)用。P1口的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和鍵盤相連，作為整個系統(tǒng)的輸入部分。其中和P1.0相接的是+5V電源的數(shù)字輸入鍵，和P1.1相接的是+12V電壓的數(shù)字輸入鍵，和P1.2、P1.3相接的分別是“+”，“-”號鍵。P1口和DAC0832的輸入相接，作為D/A模塊的輸入。

圖2 按鍵輸入圖

上圖中，圖2所展示的這一單片機系統(tǒng)的按鍵輸入圖。從圖2中可以看到，開關(guān)S1、S2為固定電壓的輸入，分別是+5V和+12V電壓的輸入按鈕，S3、S4分別為“+”，“-”鍵，對電壓值進行加和減計算。/WR和/RD分別接到兩數(shù)碼管的公共端COM1和COM2。

D/A模塊設(shè)計

在這一數(shù)控性的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計與制作過程中，D/A模塊的設(shè)計同樣是非常關(guān)鍵的一步。在本方案中，我們選擇采用DAC0832芯片來完成該部分的設(shè)計。DAC0832是一種常用的8位的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換芯片。本系統(tǒng)是基于單片機的數(shù)控電源的設(shè)計，而MX7541是12位數(shù)字輸入的，因此須用鎖存器。而此數(shù)控電源要求單步0.1V，2～20.0V只需區(qū)分190個點，DAC0832完全可以達到，故選擇常用的DAC0832。當其與單片機進行相連時，電路也簡單，只需把單片機的數(shù)據(jù)線與DAC0832的輸入端直接相連即可。DAC0832的管腳圖如下圖圖3所示。

圖3 DAC0832管腳圖

在這一數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案中，我們所設(shè)計的D/A模塊與單片機接口的連接方式比較簡單，可通過二級緩沖器方式、單緩沖器方式和直通方式連接。

以上就是本文中我們?yōu)榇蠹曳窒淼囊环N數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案的硬件設(shè)計部分，明天我們將會繼續(xù)就該方案的D/A轉(zhuǎn)換計算以及軟件部分的設(shè)計情況，為大家做進一步的分享，歡迎大家繼續(xù)關(guān)注!