数控电压源的软硬件的设计.doc

智能电压源的设计 1.主要功能 1.输出0-10V的电压范围，可实现稳压输出，也可实现自动步进输出，步进值为0.1V； 2.输出电压设定值稳定度为1%； 3 输出电压中文波小于10mV。 2.总体设计方案 采用A T89C51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值(A/ D转换后电压值),经集成运放放大和射极输出器输出,间接地改变输出电压的大小。系统框图如图1所示,主要由主电源、辅助电源、D/ A转换、集成运放、射极输出器、单片机最小系统、显示及按键等组成。 图1：系统总体框架图 3.硬件单元电路设计 硬件单元电路主要包括：电源部分、显示部分、电压比较部分等。 3.1 主电源和辅助电源设计 该系统中，采用18V电源作为总电源为输入，经L M7815、L M7915得到大小相等、极性相反的 ±15 V一路经L M7805得到+ 5 V电压:其中+ 15 V为主电源,作为稳压（射极输出器）的电源;±15 V作为集成运放的电源;+ 5 V作为单片机系统及显示电路电源用。电路的原理图如下所示 图2：电源实现原理图 3.2：显示及按键电路 显示电路是对系统输出电压进行显示，使得整个系统更加合理话，由于只显示输出的电压，所以显示器件采用LED共阳极数码管，电路如图3所示； 图3：数码管显示电路 要使数码管显示出相应的数字或字符必须使段数据口输出相应的字形编码。对照图7.10（a），字型码各位定义如下： 数据线D0与a字段对应，D1字段与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为（即3FH）。依此类推可求得数码管字形编码如表1所示 显示字符 字形 共 阳 极 共 阴 极 dp g f e d c b a 字型码 dp g f e d c b a 字形码 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 6 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 7 7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 9 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH A A 1 0 0 0 1 0 0 0 88H 0 1 1 1 0 1 1 1 77H B B 1 0 0 0 0 0 1 1 83H 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH C C 1 1 0 0 0 1 1 0 C6H 0 0 1 1 1 0 0 1 39H D D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1H 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH E E 1 0 0 0 0 1 1 0 86H 0 1 1 1 1 0 0 1 79H F F 1 0 0 0 1 1 1 0 8EH 0 1 1 1 0 0 0 1 71H H H 1 0 0 0 1 0 0 1 89H 0 1 1 1 0 1 1 0 76H L L 1 1 0 0 0 1 1 1 C7H 0 0 1 1 1 0 0 0 38H P P 1 0 0 0 1 1 0 0 8CH 0 1 1 1 0 0 1 1 73H R R 1 1 0 0 1 1 1 0 CEH 0 0 1 1 0 0 0 1 31H U U 1 1 0 0 0 0 0 1 C1H 0 0 1 1 1 1 1 0 3EH Y Y 1 0 0 1 0 0 0 1 91H 0 1 1 0 1 1 1 0 6EH ( ( 1 0 1 1 1 1 1 1 BFH 0 1 0 0 0 0 0 0 40H . . 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 熄灭