基于单片机的可调直流稳压电源设计(3)

广东交通职业技术学院 以上所有组成部分都是通过总线连接起来，从而构成一个完整的单片机。系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的，总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集成度和可靠性。 选用单片机的结构： 1 一个8 位算术逻辑单元

2 32 个I/O 口4 组8 位端口可单独寻址 3 两个16 位定时计数器 4 全双工串行通信

5 6 个中断源两个中断优先级 6 128 字节内置RAM

7 独立的64K 字节可寻址数据和代码区

每个8051 处理周期包括12 个振荡周期每12 个振荡周期用来完成一项操作如取指令和计算指令执行时间可把时钟频率除以12 取倒数然后指令执行所须的周期数因此如果你的系统时钟是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数为921583条指令取倒数将得到每条指令所须的时间1.085ms 。 STC89C52的管脚图如图3：：

图3 STC89C52管脚图

4.1.2 单片机外围电路介绍 电源引脚Vcc和Vss

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广东交通职业技术学院 Vcc：电源端，接＋5V。 Vss：接地端。

时钟电路引脚XTAL1和XTAL2

XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，若使用外部TTL时钟时，该引脚必须接地。 XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。

地址锁存允许ALE

系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，从而实现数据与低位地址的复用。

P0口与数码管相连，P1口的P1.0~P1.3作为位选端。 P1口的P1.6,P1.7和键盘相连，作为整个系统的输入部分。和P1.6,P1.7相接的分别是“+”，“-”号键。

P2口和DAC0832的输入相接，作为D/A模块的输入。 4.2 D/A模块

4.2.1 DAC0832工作原理

直流稳压电源的数模转换采用通用芯片DAC0832。DAC0832的原理框图如图4所示。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。

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4 DAC0832原理框图

Vcc 芯片电源电压, +5V～+15V VREF 参考电压, -10V～+10V

RFB 反馈电阻引出端, 此端可接运算放大器输出端 AGND 模拟信号地 DGND 数字信号地

DI7~ DI0 数字量输入信号 其中: DI0为最低位，DI7为最高位。

当WR2和XFER同时有效时，8位DAC寄存器端为高电平“1”，此时DAC寄存器的输出端Q跟随输入端D也就是输入寄存器Q端的电平变化；反之，当端为低电平“0”时，第一级8位输入寄存器Q端的状态则锁存到第二级8位DAC寄存器中，以便第三级8位DAC转换器进行D/A转换。

一般情况下为了简化接口电路，使第二级8位DAC寄存器的输入端到输出端直通，只有第一级8位输入寄存器置成可选通、可锁存的单缓冲输入方式。 特殊情况下可采用双缓冲输入方式，即把两个

DAC0832 P074LS373GALE8051P2.7CSIout1XFERWRWR1WR2Iout2AGNDDGNDAVoutDI 7--0RfbVccILEVref+5V寄存器都分别接成受控方式。DAC单极性输出方式如图 5 所示。

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广东交通职业技术学院 图5 DAC单极性输出电路 4.2.2 DAC0832及其外围电路

本系统是基于单片机的数控电源的设计，而MX7541是12 位数字输入的，因此须用锁存器。而此数控电源要求单步1V， 2～15 .0V只需区分14个点，DAC0832完全可以达到，故选择常用的DAC0832。当其与单片机进行相连时，电路也 简单，只需把单片机的数据线与DAC0832的输入端直接相连即可，程序也很简单，只需向其送数据即可。

DAC0832的管脚图如图6所示：

图6 DAC0832管脚图

其各个引脚的连接及外围图：

图7 D/A模块电路

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广东交通职业技术学院 4.2.3 D/A 转换的计算

D/A转换器（DAC）输入的是数字量，经转换输出的是模拟量。DAC的技术指标很多，如：分辨率、满刻度误差、线性度、绝对精度、相对精度、建立时间、输入/输出特性等。

分辨率：DAC的分辨率反映了它的输出模拟电压的最小变化量。其定义为输出满刻度电压与

2n的比值，其中

n 为DAC的位数。如：

55?(V)88位DAC的满刻度输出电压为5V，则其分辨率为 2256；1055?(V)101024位DAC的分辨率为 2。可见，DAC的位数越高，分辨率

越小。

建立时间：是描述DAC转换速度快慢的参数。其定义为从输入数字量变化到输出达到终值误差

?12LSB（最低有效位）所需的时间。

高速DAC的建立时间可达1us。

接口形式：在DAC输入/输出特性之一。包括输入数字量的形式，十六进制式BCD，输入是否带有锁存器等。

DAC0832为8位D/A转换器。单电源供电，范围为+5V ～ +15V，基准电压范围为 ?10V。电流的建立时间为1us。CMOS工艺功耗20 mw。 输入设有两级缓冲锁存器。

电压的计算方式：

该数模转换电路采用的是DAC0832单极性输出方式，输出Vo=-B*Vref/256，其中B的值为D0~D7组成的8位二进制，取值范围为0~255，Vref是参考电压，该电压有电阻R2、R10和可变电阻RV1分压所得，通过调节可变电阻可以改变参考电压Vref。

数字量取0 ～ 256，B取16， Vref取-8V,即数字量每步进16，模拟量0.03125V，要达到步进0.1V，必须放大2倍，用运放即可 。

运算放大器的原理如下图：

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