1、單片機簡易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源實訓嵌入式應用實訓報告 班級： 學號： 姓名：一、實訓目的與要求 目的：熟悉單片機應用技術 , 提高分析、解決工程問題的能力。該系統(tǒng)以直流電 壓源為核心，STC89C5單片機為主控制器，通過按鍵來設置直流電源的 輸出電壓，由數(shù)碼管顯示實際輸出電壓值。由單片機程序控制輸出數(shù)字 信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器VTLC5615輸出模擬量，再經(jīng)過運算放大器隔離 放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同 的電壓。要求：1）輸出電壓：范圍0+9.9v,步進0.1v ;2 ）輸出電流： 500mA；3 ）輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；4）由“ +”、“- ”兩鍵分別控制輸出

2、電壓步進增減；二、方案設計系統(tǒng)電路主要包括這幾大部分：數(shù)字控制部分、 D/A 轉(zhuǎn)換部分、可調(diào)穩(wěn)壓 電源部分、串行輸入口以及數(shù)碼管顯示部分。數(shù)字控制部分是用+、-按鍵控制可逆二進制計數(shù)器，二進制計數(shù)器的輸出輸入到 D/A 轉(zhuǎn)換器，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換成相應的電壓，此電壓經(jīng)過運算放大器放大到合適的電壓值后，去控制穩(wěn)壓 電源的輸出，使穩(wěn)壓電源的輸出電壓以 0.1V 的步進值增或減。數(shù)碼管的顯示部 分是由單片機程序控制，從它的引腳輸出數(shù)據(jù)，然后在數(shù)碼管上顯示。數(shù)碼管 上顯示的數(shù)據(jù)就是實際輸出的電壓值。串行口部分，采用標準的DB-9的D形插頭，采用RS-232C信息格式標準，RS- 232C和TTL

3、電平用MAX232三、硬件設計在硬件部分我們用到了 STC89C52 TLC5615 OP07 LM336 MAX232數(shù)碼 管等。STC89C5單片機作為整機的控制單元，通過改變 TLC5615的輸入數(shù)字量來 改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電 壓的大小。以下是STC89C52的引腳圖及各引腳功能：n/n.flT2EVPI 1 n 2 ri. iPL 4Pl 5Pl, -rHL 7 kMRID/P3 0n/n 4 iik/l i hTXP/P3.1TvIT- i j 而i加一 $IVSS(,V K- U/AtU 111 l/AIJl ;n 2/MJ PD.l

4、/Alil E*0, 5/AD5 I ii i/ALh. 1Q 7/4trTIAll/fTTKTTIP.W ii h/U 4 r;. m n vaii F2 l/AU . 12/nnP2.1/ASFJ2.仙STC89C5芯片 共40引腳:18 腳:通用 I/O 接口 p1.0p1.79腳：rst 復位鍵10 .11腳:RXD串口輸入TXD串口輸出1219:I/O p3 接口 （12,13 腳 INTO 中斷 0 INT1 中斷 114,15 :計數(shù)脈沖TO T1 16,17: WR寫控制RD讀控制輸出端18,19:晶振諧振器20地線2128: p2接口 高8位地址總線29: psen片外rom

5、選通端，單片機對片外rom操作時，29腳（psen輸出 低電平30:ALE/PROG地址鎖存器31:EA rom取指令控制器 高電平片內(nèi)取 低電平片外取3239:p0.7p0.0（注意此接口的順序與其他I/O接口不同與引腳號的排 列順序相反40:電源+5VTLC5615的特點：10位CMO電壓輸出；5V單電源工作；與微處理器3線 串行接口 vSPI);最大輸出電壓是基準電壓的 2倍；輸出電壓具有和基準電壓 相同的極性；建立時間12.5us ;內(nèi)部上電復位；低功耗，最高為 1.75mWTLC5615作數(shù)模轉(zhuǎn)換器。以下是 TLC5615引腳圖：r DOOUTREFINAGNDOp07芯片是一種低噪

6、聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓 對于OP07A最大為25卩V),所以OP07在很 多應用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低VOP07A為土 2nA)和開環(huán)增益高 對于OP07A為300V/mV的特點，這種低失調(diào)、高開環(huán)增 益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設備和放大傳感器的微弱信號等方 面。以下是Op07引腳圖：VOSV+OUTNCJJ習Vos TRIM 區(qū)-I忖叵+W叵 -叵LM336集成電路是精密的2.5V并聯(lián)穩(wěn)壓器，其工作相當于一個低溫度系 數(shù)的、動態(tài)電阻為0.2歐的2.5V齊納二極管，其中的微調(diào)端可以使基準電

7、壓和 溫度系數(shù)得到微調(diào)。它的典型性能參數(shù)有：低溫度系數(shù)：6mV/9mV/18mV工作電流范圍寬：300uA-10mA。動態(tài)電阻：0.2歐；最大正向電流：10mA最大 反向電流：15mA以下是LM336引腳圖：TO-92PlasticBottom View共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM接到+5V,當某一字段發(fā)光二極管的 陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段 就不亮。以下是共陽數(shù)碼管引腳圖：四、軟件設計#in cludesbit P1_0=P1A0。sbit P1_仁 P1A1。sbit

8、 P1_2=P1A2。sbit P1_3=P1A3。sbit P1_5=P1A5。sbit P1_6=P1A6。sbit P1_7=P1A7。un sig nedchar led0=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10。un sig nedchar led=0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09 sbit cs_ad=P1A5。sbit din二PM7。sbit sclk 二PM6。void da_out (un sig ned int da_data un sig ned

9、 char i 。cs_ad=0。sclk = 0。for(i=0 。i if(da_data & 0x0200din=1。else din=0 。sclk =1 。da_data unsigned char j 。for(j=0 。 jTH1=0x3c。TL1=0xb0。TR1=1。while(!TF1 。TF1=0。 main(unsigned char a1,a2。float x,y 。a1=0。 a2=1。TMOD=Ox。P0=0x40。P1=0xDF。P2=0x03。 while(1 x=a1*10+a2。y=1023*x/99 。 da_out(y 。if(a1=0&a2=0P1_

10、3=1 。 else if(P1_0=0&(a1=0&a1a1+。P0=led0a1 。delay1s( 。else if(P1_1=0&(a10&a1a1- 。P0=led0a1 。delay1s( 。else if(P1_2=0&(a2=0&a2a2+。P2=leda2 。delay1s( 。else if(a1!=9&a2=9&P1_2=0a1+ 。 a2=0。P0=led0a1 。P2=leda2 。delay1s( 。else if(a1!=0&a2=0&P1_3=0a1- 。 a2=9。P0=led0a1 。P2=leda2 。delay1s( 。else if(P1_3=0&(a

11、2=0&a2a2- 。P2=leda2 。delay1s( 。五. 調(diào)試說明硬軟件的調(diào)試過程和調(diào)試方法。調(diào)試是任何實驗中的重要一環(huán)，調(diào)試的過程中能讓我們發(fā)現(xiàn)很多微小、隱 藏的錯誤。那些錯誤也許在自己設計產(chǎn)品的時候是不會想到的，而只能通過調(diào) 試來發(fā)現(xiàn)并解決錯誤。首先是硬件的調(diào)試，由于之前的疏忽我們將穩(wěn)壓電源電路部分的調(diào)試留到 了最后，結果放大部分的電阻不太合適也來不及換了。接上電源，測試OPO部E分，調(diào)節(jié)電位器，測零度和滿度。控制電路部分我們編了了一段小程序使數(shù)碼 管從0到9逐一顯示，在這個環(huán)節(jié)查出了個別同學存在數(shù)碼管引腳接錯。經(jīng)過改 正，大家都能正確顯示了。其次是軟件的調(diào)試，這一部分我們花了相

12、當長的時間，定義位尋址、延時 函數(shù)、鍵盤掃描、D/A轉(zhuǎn)換及主函數(shù)。期間有些不足的地方也在老師的幫助下解 決了。每改進一次程序都燒到芯片里看看板子顯示的效果，在我們的共同努力 下，按鍵終于發(fā)揮了它本身的作用。進位、借位、步進土0.1 1都能達到了。這使我們很欣慰。最后我們將軟硬件結合測試。以下是最終的測試結果:數(shù)碼管顯示電壓值0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.09.9實 際 輸 出 電 壓 值0.341.172.032.873.714.575.426.287.157.988.81由測試數(shù)據(jù)可知步進1的按鈕最終輸出的電壓值只步進了 0.8左右，與實訓要求 有一定偏差。六、總

13、結與反思總結此次的單片機實訓，我做的是簡易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，在設計的過 程中，涉及到了許多的專業(yè)知識，發(fā)現(xiàn)自己在編程及對電路的理解還不夠好。 在老師和同學的幫助下，成品基本達到了預期的設計目的和要求，但還是有些 不足的地方。在進行整個設計之前，先根據(jù)需求分析，對單片機進行選型，我們上網(wǎng) 搜羅了大量的資料，并結合書本，最后得出了原理圖。在畫 protel 原理圖時要 認真對待，由于我們畫錯了一個符號導致后來用錯了一個電容，幸好對大體沒 有影響。畫 PCB電路板的時候，要注意基本的布板原則，在此基礎上追求美 觀。在焊接電路板的時候，應該分模塊，逐個進行焊接并測試，我們就分了大 的兩部分，一部分是電

14、源電路，另一部分是控制電路加串行口電路。在對各個 硬件模塊進行測試時，要保證軟件正確的情況下去測試硬件，以防止找不到錯 誤根源。在找了大量資料之后，我們確立了原理方案，并繪制成 protel 圖。通 過幾天的焊接，我們完成了焊接部分的任務，并互相檢查了電路。這個還是蠻 有效果的，的確檢查出了不少錯誤。改正了之后我們就忙于編程部分了，而且 花了相當長的時間。導致后來電源部分沒有足夠的時間調(diào)試，放大部分一個小 小的電阻讓我們跌到了底谷。眼看實訓最后一天了，我們還是沒有達到更好的 效果，其實心里挺著急的，最后一天老師也陪我們到晚上 7 點多。雖然結果沒 有期望的那樣美好，但是我們真的努力過了，盡力了

15、。反思這次實訓覺得自己思考問題還不夠全面，常常把某個環(huán)節(jié)想的太簡 單以至于最后出乎意料沒有時間調(diào)試了。而且在編寫程序上有很多不足，還好 有老師和同學的幫助。經(jīng)過這次實訓感覺自己對單片機的認識又有了進一步了 解，在編程部分也有所提高。在以后的學習當中，我會彌補不足，更好的做好 實訓！附錄：原理圖、PCB圖、作品照片+15VU4LM7915CKQ1電源電路原理圖D6VCCIN4148D7R6R7R8R9；N4148D81K1K1K1KIN4148S4D9IwQ21245S2P156IC11P16P178LS141489和510KC912.000MHZD4IN4148P301015SW-PB hC112.2uF12.000MHZ17KSPEAKERVCCVCC9012VCCP3111 1213 Ii-i_1820P亠 Y1 19C10丁 |2020PVCCTE22.2UF13P3111102.2UFP1.0P1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RETP0.7RXD P3.0EATXD P3.1ALEINT0P32PSENrNT1P3.3P2.7T0 P3.4P2.6T1 P3.5P2.5WR P33P2.4RD P3.7P2.3XTAL2P2 2XTAL1P2.1VssP2.03189S512726控