具有较高精度和稳定性的D-A 转换器程控电源设计.doc
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1、具有较高精度和稳定性的D/A 转换器程控电源设计引 言在各种电子电路实验中,电源是一种必不可少的仪器,目前实验所用的电源大多是只有固定电压输出(例如常用的有: 5V、12V或15V) ,其缺点是输出电压不可人为的改变,输出精度和稳定性都不高:在测量上,传统的电源一般采用指针式或数字式来显示电压或电流,搭配电位器调整所要的电压及电流输出值。 若要调整精确的电压输出,须搭配精确的显示仪表监测:又因电位器的阻值特性非线性,在调整时,需要花费一定的时间,且会产生漂移,使得最终只好因陋就简。随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、输出精度和稳定性要求越来越高,利用D/A 转换器的高分辨率和单片机的自动检测技
2、术设计程控电源就显示出其优越性。 程控电源既能方便输入和选择预设电压值又具有较高精度和稳定性,而且还可程控实现对电源的可编程监控,如模拟电压跌落、间断或起伏等情况,即可编程电源也可以看作一种功率型的低频信号发生器。 程控电源可以任意设定输出电压或电流,所有功能由面板上的键盘或通过RS-232C 串口连接的上位微机实现,给电路实验带来极大的方便,提高了工作效率。工作原理本电源以常规稳压电源为基础电源,以高性能单片机和数模转换器为控制电路,在控制和检测软件支持下,把预先给定值通过单片机的的输出口送至相应的的D/A 转换器转换为相应的给定模拟电压,以替代常规稳压电源中的比较参考电压,使输出电压或电流
3、随着参考电压的变化而变化,其原理如图1 所示。 用户可根据需要通过键盘设定稳压电源的输出值。图1 程控电源框图系统硬件配置程控电源整机框图如图2 所示,它主要由键盘、液晶显示、单片微机系统、D/A 转换电路、报警电路、检测电路和直流稳压电路等七部分组成。 根据需要,可扩展RS232 接口。单片微机系统单片机系统是程控电源的核心。 它通过软件的运行来控制整个仪器的工作,从而完成设定的功能。 单片机系统以AT89C52为CPU ,它是由美国ATMEL 公司生产的低电压、高性能8 位CMOS 单片机,片内含8K字节的FLASH或PEROM和256 字节的RAM,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易
4、失性存储技术生产,与标准MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容。AT89C52 接收检测电路的外部中断信号,也接收来自键盘的信息,并对输入的信息进行处理,从而确定仪器原工作状态及输出电压的大小。 此外,AT89C52 还能根据工作温度自动调节风扇转速,如果发生过热现象,还能驱动报警电路工作。图2 整机系统框图D/A 转换电路D/A 转换器采用12 位电压输出型、内置双缓冲输入锁存器和齐纳基准电源的MAX508,通过双缓冲锁存器实现与微处理器接口,数据输入允许低8位和高4位分段右移输入。 MAX508 提供的片内量程电阻可以外接产生双极性输出电压范围为5V 或单极性输出电压范围为0-5V、
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