单片机数控直流电压源设计 第2页
图1.3 单片机控制的稳压电源
1.2.2方案的比较与论证
1.2.2.1数控部分
方案一采用中、小规模器件实现系统的数控部分，使用的芯片很多，造成控制电路内部接口信号繁琐，中间相互关联多，抗干扰能力差。在方案二中采用单片机完成整个数控部分的功能，同时，8031作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。
1.2.2.1输出部分
方案一采用线性调压电源，以改变其基准电压的方式使输出不仅增加/减少，这样不能不考虑整流滤波后的纹波对输出的影响，而方案二中使用运算放大器作前级的运算放大器，由于运算放大器具有很大的电源电压抑制比，可以大大减小输出端的纹波电压。在方案一中。为抑制纹波而在线性调压电源输出端并联的大电容降低了系统的响应速度，这样输出的电压难以跟踪快变的输入，方案二中的输出电压波形与D/A变换输出波形相同，不尽可以输出直流电平，而且只要预先生成波形的量化数据，就可以产生多种波形输出，使系统陈给有一定驱动能力的信号源。
1.2.2.3显示部分
方案一中的显示输出是对电压的量化值直接进行译码显示输出，显示值为D/A转换的输入量，由于D/A转换与功率驱动电路引入的误差，显示值与电源实际输出值之间可能出现较大偏差。方案二中采用三位半的数字电压表直接对输出电压采样并显示输出实际电压值，一旦系统工作异常，出现预制值与输出值偏差过大，用户可以根据该信息予以处理。方案二中还采用了键盘/显示器接口控制器8279。不仅简化接口引线，而且减小了软件对键盘/显示器的查询时间，提高了CPU的利用率。
综上所述，选择方案二，使用单片机实现。
1.2.3系统的原理框图和电路图
图1.4 总体原理框图
第二章 系统的硬件电路设计
2.1电源部分
2.1.1稳压电路结构组成
稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图2.1所示
2.1 电源方框及波形图
a.整流和滤波电路：整流作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。
b.稳压电路：由于得到的输出电压U4受负载、输入电 压 和 温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压U0。
2.1.2电源设计
电源部分包括：+5V、 15V两大部分：
+5V电源只要供单片机部分使用，原理图如图2.2所示
对于滤波电容的选择，需要注意整流管的压降；7805的最小允许压降波动10%，所以允许的最大纹波的峰峰值 U=9 （1-10%）-1.4-5=2.76V
C= = =3600Uf
选取的滤波电容所以选取的滤波电容C=4700Uf/16V
15V电源，其电源电路如图2.3所示
允许的纹波峰峰值 U=18 (1-10%)-0.7-12-U=4.9V
按近似电流放电计算，则
C= = =1430Uf
选取滤波电容选取滤波电容C=2200uF/30V
图2.2和图2.3
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