数控电源0--10V(含代码)

直流数控电压源设计直流数控电压源设计 本小组成员 刘兵丹 刘朋 刘伶 电子信息工程 0904 班 系统框架 本数控直流稳压电源的设计以一稳压电源为基础 以高性能单片机系统为控制核心 以稳压驱动放大电路 短路保护电路为外围的硬件系统 在检测与控制软件的支持下实现 对电压输出的数字控制 通过对稳压电源输出的电压进行数据采样与给定数据比较 从而 调整输入电压 本数控直流稳压电源实现以下功能 键盘可以直接设定输出电压值 可步 进调整电压 LCD显示电压值 硬件接口及主要特性 ADC0804 接口 振荡频率为 fCLK 1 1 1RC 其典型应用参数为 1 R 10K C 150PF fCLK 640KHZ 转换速度为 100 若采用外部时钟 则外 部 fCLK 可从 CLKI 端送入 此时不接 R C 允许的时钟频率范围为 100KHZ 1460KHZ INTR 引脚 5 INTR 是转换结束信号输出端 输出跳转为低电平表示本次转换 2 已经完成 可作为微处理器的中断或查询信号 如果将 CS 和 WR 端与 INTR 端相连 则 ADC0804 就处于自动循环转换状态 CS 0 时 允许进行 A D 转换 WR 由低跳高时 A D 转换开始 8 位逐次比较需 3 8 8 64 个时钟周期 再加上控制逻辑操作 一次转换需要 66 73 个时钟周期 在典 型应用 fCLK 640KHZ 时 转换时间约为 103 114 当 fCLK 超过 640KHZ 转换精度下降 超过极限值 1460KHZ 时便不能正常工作 V 2 引脚 9 参考电压 V 2 可以由外部电路供给 从 4 V 2 端直接送入 V 2 端电压值应是输入电压范围的二分之一 DAC0832 接口 8 位 D A 转换 其转换时间为 1us 工作电压为 5V 15V 基准电压为 1 10V 10V 芯片数据输入可采用双缓冲 单缓冲和直通三种方式 本次采用直通方式 LCD1602 接口 和 ADC0804 分时复用 P0 进行数据传输 1 键盘接口 单独用 P1 口对 4 4 键盘进行扫描识别 1 程序设计 程序设计思想提炼如下图所示 精简协作式不可剥夺嵌入式操作系统 得力与田 sir 的 Easy51RTOS 操作系统 这个系 1 统运用 协作式不可剥夺意思是说一个任务得到了 CPU 时间 除非它自己放弃使用 CPU 否则将完全霸占 CPU 所以任务之间需要协作 使用一段时间的 CPU 放 弃使用 其它的任务也如此 才能保证系统的正常运行 把一些例行的及需要定时执行的 程序放在时钟中断中 还可以利用时钟中断协助主程序完成定时 延时等操作 注意 应 尽量缩短中断处理程序的执行时间 更不要长于 20mS 全局变量 部分代码如下 ADC0804 测得的数字量 adc value DAC0832 输入的数字量 dac value 程序写好后 编译成功 但 1602 显示的数据与预期不符 于是分块检查 发现 DA 1602 AD 均是正确的 后来参考别人的程序 发现单片机在读取 AD 的 数据时 没有先对相应的端口写 1 任务零 ADC0804 测数控电源的输出电压 量程限制取其一半进行测量 得到数字量 adc value 与 DAC0832 的输入 dac value 进行比较 进行反馈 其实我们在把电路做出来 进行测试时发现实际输出和我们通过按键设定的值误差很小 反而 ADC0804 由于精度不高 测出来的电压值误差较大 最后我们舍去了反馈 来调整 0832 的 dac value ifndef adc0804 H define adc0804 H 接口定义 sbit AD CS P3 4 sbit AD RD P3 7 sbit AD WR P3 6 读 ADDR 中的数据 int get data int date AD CS 0 AD RD 1 AD WR 1 ad 开始转换 AD WR 0 P0 0 xff AD RD 1 AD RD 0 date P0 AD WR 1 ad 停止转换 AD RD 1 return date endif 程序写好后 编译成功 但 1602 显示的数据与预期不符 于是分块检查 发现 DA 1602 AD 均是正确的 后来参考别人的程序 发现单片机在读取 AD 的 数据时 没有先对相应的端口写 1 任务一 通过按键设定电压 识别到 dac value 使 DAC0832 输出我们需要的电压 void task1 void float adc value1 float dac value1 int dac value2 adc value1 adc value dac value1 dac value if adc value1 10 255 dac value1 1000 0 04 dac value1 dac value1 1 if dac value1 1000 adc value1 10 255 0 04 dac value1 dac value1 1 dac value1 dac value1 255 10000 dac value2 dac value1 if key input display 0 当确认键按下时 dac0832 dac value2 task delay 1 TASK DELAY1 涂暗的那段代码是为了用 0804 的测量值来反馈 0832 已得到我实际设定的电压值 涂红的那段代码 8 位精准度 10V 对应 255 但是按键扫描得到的电压值是放大了一 千倍的 见后面任务三 任务二 通过 1602 来显示 setting 设定的电压值 measure 测得的电压值 void task2 init void lcd1602 init print string setting 0 x80 print string measure 0 x80 0 x40 任务2 void task2 task2 init if key input display 0 当确认键按下时 adc value 19 60784313725490196078431372549 adc value adc 0 adc value 1000 0 adc 1 adc 2 adc value 1000 100 0 adc 3 adc value 100 10 0 adc 4 adc value 10 0 adc 5 0 switch press time case 0 key value dac 0 dac value 1000 0 key value dac 1 key value dac 2 dac value 1000 100 0 key value dac 3 dac value 1000 100 10 0 key value dac 4 dac value 1000 100 10 0 break dac value是一个四位的整数 case 1 key value dac 0 key value dac 1 key value dac 2 key value dac 3 key value dac 4 break case 2 key value dac 0 dac value 1000 0 break case 3 key value dac 2 dac value 1000 100 0 break case 4 key value dac 3 dac value 1000 100 10 0 break case 5 key value dac 4 dac value 1000 100 10 0 break default break print string adc 0 xc8 print string key value dac 0 x88 显示设定的电压值 和测得的电压值 task delay 2 TASK DELAY2 1602 在显示数据时会在数据最后乱码 后经在尾数写 0 显示正确 任务三 通过对键盘进行扫描 将设定的电压值 转换为数字量 dac value 同时还有步 进加减和确定 清零的识别 void input dac value num uchar temp 0 static uchar flag 0 temp num if temp 0 xff flag 1 if temp 0 xff key temp fmq 0 if key 10 switch press time case 2 dac value key 1000 break case 3 dac value dac value key 100 break case 4 dac value dac value key 10 break case 5 dac value dac value key break default break 注 将设定的电压转化为整数 放大一千倍 switch key case 14 key input display 1 press time key 0 fmq 0 break 设置 case 13 key input display 0 press time 0 fmq 0 break 确认 case 15 dac value 0 fmq 0 break 清零 case 10 dac value 40 fmq 0 break 递加 case 11 dac value 40 fmq 0 break 递减 default break 主要程序见附件 略 模拟部分 电路仿真图 1 电路说明图 2 作品参数测试 设定值设定值ADAD 测量值测量值万用表测量值万用表测量值列列 1 1ADAD 测量得误差测量得误差列列 2 2万用表测得误差万用表测得误差 1 0000 9410 9405 900 6 000 2 0001 9601 9602 000 2 000 2 9102 9012 9000 309 0 344 3 0002 9802 9800 667 0 667 3 7903 7603 7700 792 0 528 4 0004 0004 0000 000 0 000 5 0004 9414 9401 180 1 200 5 5505 5005 5000 901 0 901 6 0005 9415 9400 983 1 000 7 0006 9806 9900 286 0 143 8 0008 0008 0100 000 0 125 8 9998 9418 9500 645 0 545 9 9999 9609 9800 390 0 190 纹波峰峰值10mV 纹波频率50KHZ 内阻2 2 欧姆 最大电流0 88A 最大功率11 4W 总结 这个作品的单片机部分的仿真和电路的焊接是在两天内完工的 模拟部分开始 焊好了 测试时烧过 后来又从焊了一次 当时正是要要校级比赛的作品 我 们的器件过来好久才送过来 导致交作品那天我们才拿到