基于单片机的程控放大器
基于单片机的程控放大器
摘要：程控放大器是一种放大倍数由程序控制的放大器，也称作是可编程放大器。在这个数据信息的时代里，数据和信息的快速采集与分析很重要，而程控放大器正好可以实现自动控制增益或量程自动切换，所以程控放大器得到广泛的应用。这就涉及到如何通过程序去实现放大倍数的问题，也需要用到数字控制放大器，并针对仪器的要解决的具体问题要求放大器的放大倍数在一定范围内变化，且放大倍数如何达到精细。
关键词：程控；放大器；信号；单片机
1系统设计原理
程控放大器又称为数据放大器或仪表放大器，常用于热电偶、生物电测量以及其他有较大共模干扰的支流缓变微弱信号的检测。
程控放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点，因此得到广泛的应用。差分放大器和测量放大器所采用的基础部件（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和测量放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（ＣＭＲ）。它们通常不需要外部反馈网络。
程控放大器的第一级只对差摸信号有一定的放大作用，而对共模信号几乎没有抑制作用，对共模信号几乎没有抑制作用主要由第二级电路来完成,而且放大器的共摸抑制比约为第一级电路的差摸电压增益和第二级电路的共摸抑制比的乘积。
在工业自动控制等领域中，常需要对远离运放的多路信号进行测量，由于信号远离运放，两者地电位不统一，不可避免地存在长线干扰和传输网络阻抗不对称引人的误差。为了抑制干扰，运放通常采用差动输人方式。
2设计方案及实现
通常采用同相并联式高阻抗测量放大器电路（图1），具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移互相补偿、双端变单端以及输出不包括共模信号等优点。线路前级为同相差动放大结构，要求两运放的性能完全相同，这样，线路除具有差模、共模输人电阻大的特点外，两运放的共模增益、失调及其漂移产生的误差也相互抵消，因而不需精密匹配电阻。后级的作用是抑制共模信号，并将双端输出转变为单端放大输出，以适应接地负载的需要，后级的电阻精度则要求匹配。增益分
配一般前级取高值，后级取低值。
图1 同相并联式高阻抗测量放大器电路
该测量放大器由运放U1和U2按同相输入接法组成第一级差分放大电路，运放U3组成第二级差分放大电路。
然而由于测量放大器常采用预置电阻的方法控制增益、其灵活性不能满足特殊应用的需要。因此本文提出的方案在常规的放大器的基础上，增加了单片机控制线性增益调节电路和抗干扰提高共模抑制比，电路增益最大预置为4095倍，能实现闭环控制，线性度好，共模抑制比高。此方法能较好的应用于宽范围不平衡电桥的动态监测中。
系统组成框图如图2所示。
图2 系统组成框图
整个电路由信号变换电路、程控放大电路、信号输出电路三大模块组成。信号变换电路主要实现对信号的调理。程控放大电路包括单片机控制部分、拨码开关部分和运放部分组成，实现对信号放大倍数的自动调节。
来自传感器或函数发生器的模拟信号经过信号变换电路后送程控放大电路，而程控放大器的增益受程序控制，可以实现变动，其具体数值则通过拨码开关设置并送入单片机系统，单片机输出一方面送程控放大器控制器增益按预置数值变化，一方面经译码驱动电路送LED显示该预置数值。
3系统核心模块的硬件设计
程控放大器中的运放放大部分，可以由LM318来实现，而对于的比例放大器的反馈电阻可以由D/A组成的网络电阻代替，通过单片机对其阻值进行控制，从而实现对放大倍数的控制。单片机控制是利用单片机AT89S52控制测量放大倍数，主要是由按键控制选择不同的前级放大倍数，再由单片机预制放大倍数，输送给AD转换器AD7520衰减输出，实现1000倍放大倍数可调。拨码控制部分，可以采用四位BCD拨码开关，用来预置调节差模电压增益。它的优点是断电后再开启时，不用重新置数。单片机用于将拨码开关设置的数值转化成程控放大器的控制字，并且送显示电路。显示驱动电路采用CMOS通用型8位LED数码管驱动电路MC14495，它内含位和段驱动电路及自动扫描控制电路，还有8乘8位的静态存储器以及七段16进制的现实吗和10进制的显示译码电路。该电路采用单一+5V电源供电，数据在电压降至2V时仍可保存不丢失；它与MCS-51系列单片机的接口非常简单，而且8位LED数码管直接与MC14495相连，不需接上拉电阻。程序防大部分包括D∕A转换器AD7520和输出放大。通过D∕A 转换器AD7520把输入电压放大到手工调节的倍数。电路原理图如图3所示。
图3 AD7520程控原理图
通过D∕A转换将模拟信号放大到欲实现的放大倍数并有倒相功能。设计中
要求将信号放大0倍至1000倍。十位二进制能表示的最大十进制数十1023。如果将每一位定为0，则十进制也为0；如果将每位数定义为1那么十进制数位1023。AD7520可看成是一个R-2R电阻网络，而十位数据口的输入则相当于对该网络的输入电阻进行编程，对于输出的不同的数值量，得到不同的输出、输入电压比。由于前级放大器已经做到了相应的放大，只要调整相应的输出放大器就得到要求的放大倍数。现在采用单片机的数模转换器AD7520是10位D∕A转换成集成芯片，与微处理器完全兼容。10位DAC（AD7520）数字量每改变一个bit，该放大器输出就改变输入量的1∕1024，因此，完全可以实现放大倍数步距为1的变化。比如要求的到1000倍的放大倍数，则只要前级和中间级的放大倍数Au为：
Au=5.1K（1+10.2K∕10）∕5K=1040 由1024乘以1000∕1024=1016D=3F8H，对输出放大器置数成3F8H就可以得到1000倍的放大。
参考文献
[1] 丁德渝，徐静编.电子技术基础[M].中国电力出版社.2010年3月
[2] 蔡振江.单片机原理及运用[M].电子工业出版社.2011年8月
基于单片机的智能稳压电源设计
基于单片机的智能稳压电源的设计 摘要 本文介绍了一种基于单片机的智能稳压电源的设计方案，其核心技术是通过单片机控制数模转换来改变其后的稳压模块的输出。该系统由整流滤波初步稳压部分、单片机控制部分、DAC和显示部分组成，该稳压电源能连续步进可调，并且可实时显示，弥补了传统稳压电源的不足。 关键词：单片机，稳压电源，连续步进可调，DAC
Design of Intelligent Power Supply Based on MCU This paper introduces a single-chip microcomputer-based Intelligent Power Supply Design program, its core technology through the MCU to control digital-to-analog converters to change the voltage regulator module subsequent output. The system consists of rectifier filter preliminary regulator of the MCU control of the DAC and display components, the power supply can be continuously adjustable stepper, and can be real-time display, made up for the shortcomings of traditional voltage regulator power supply. Key words：MCU，Regulated Power Supply，Stepping and adjustable row，DAC
基于单片机的数控直流稳压电源
基于单片机的数控直流稳压电源 一、引言 （1）题目要求： 利用LM317三端稳压器，设计制作一个数控稳压电源，要求： 1、输出电压：2-15V，步进0.1V，纹波≤10mV； 2、输出电流0.5A； 3、输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进 （2）概况：直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如 1.02~1．03V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。 二、系统设计 （1）方案论证： 方案：采用单片机控制此方案采用 AT89C51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。这里主要利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0832)输出模拟量，然后使用运算放大器把电
流转换成电压，在通过三段稳压器LM317使得输出电压和输出电流达到稳压的目的。 方案论证： 1、输出模块：使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大 器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。使用LM317做电流稳压器，把电流稳定到0.5A。 2、数控模块：采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同 时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。 3、显示模块：本来准备使用液晶显示，可是想想我们的层次不够， 液晶现实的额程序不会写，只能退而其次，选择使用单片机通过锁存器控制8段LED数码管直接显示，这样可以精确的显示输出电压。 （2）系统结构： 系统结构设计图如上图所示。该系统主要由单片机最小控制系统、显示电路、独立按键、D/A转换电路、放大电路和稳压电路组成。单片机设定预输出值，并可以通过独立键盘改变单片机的预设值。然后通过DAC0832转化为模拟量，再经过运算放大和稳压稳流电路最后输出预设电压值，通过LED显示能够直观的看到预设值。因为器材原因，我们设计的稳压电源采用的是外部稳压器提供的电源。这样虽然算不上是一个完整的数控直流稳压电源，但是，除了这点，我们设计的电源基本已经复合要求。
单片机控制开关电源
单片机控制开关电源 单片机控制开关电源,单从对电源输出的控制来说,可以有几种控制方式. 其一是单片机输出一个电压(经DA芯片或PWM方式),用作电源的基准电压.这种方式仅仅是用单片机代替了原来的基准电压,可以用按键输入电源的输出电压值,单片机并没有加入电源的反馈环,电源电路并没有什么改动.这种方式最简单. 其二是单片机扩展AD,不断检测电源的输出电压,根据电源输出电压与设定值之差,调整DA的输出,控制PWM芯片,间接控制电源的工作.这种方式单片机已加入到电源的反馈环中,代替原来的比较放大环节,单片机的程序要采用比较复杂的PID算法. 其三是单片机扩展AD,不断检测电源的输出电压,根据电源输出电压与设定值之差,输出PWM波,直接控制电源的工作.这种方式单片机介入电源工作最多. 第三种方式是最彻底的单片机控制开关电源,但对单片机的要求也最高.要求单片机运算速度快,而且能够输出足够高频率的PWM波.这样的单片机显然价格也高. DSP类单片机速度够高,但目前价格也很高,从成本考虑,占电源成本的比例太大,不宜采用.
廉价单片机中,AVR系列最快,具有PWM输出,可以考虑采用.但AVR单片机的工作频率仍不够高,只能是勉强使用.下面我们具体计算一下AVR单片机直接控制开关电源工作可以达到什么水平. AVR单片机中,时钟频率最高为16MHz.如果PWM分辨率为10位,那么PWM波的频率也就是开关电源的工作频率为16000000/1024=15625(Hz),开关电源工作在这个频率下显然不够(在音频范围内).那么取PWM分辨率为9位,这次开关电源的工作频率为16000000/512=32768(Hz),在音频范围外,可以用,但距离现代开关电源的工作频率还有一定距离. 不过必须注意,9位分辨率是说功率管导通-关断这个周期中,可以分成512份,单就导通而言,假定占空比为0.5,则只能分成256份.考虑到脉冲宽度与电源的输出并非线性关系,需要至少再打个对折,也就是说,电源输出最多只能控制到1/128,无论负载变化还是网电源电压变化,控制的程度只能到此为止. 还要注意,上面所述只有一个PWM波,是单端工作.如果要推挽工作(包括半桥),那就需要两个PWM波,上述控制精度还要减半,只能控制到约1/64.对要求不高的电源例如电池充电,可以满足使用要求,但对要求输出精度较高的电源,这就不够了.
程控放大器的设计
HEFEI UNIVERSITY 程控放大器的设计 系别电子信息与电气工程系 专业电气信息类 班级09级电气(4)班 姓名李浩刘阳程超 完成时间2011年3月14日
摘要：本设计由三个模块电路构成：前即高共模抑制比仪器,8wei DAC0832衰减器，和单片机键盘显示处理模块。前级模拟放大部分具有高共模抑制比，高输入电阻，可调节放大倍数；DAC衰减器将模拟放大器的输出信号进行相应的衰减；键盘输入信号放大的倍数，并同时选取适当放大倍数，通过单片机整体控制，实现信号方大的功能。 一：方案设计与论证 1.放大电路 可行方案：如图所示，线路前级为同相差动放大结构，要求量运放的性能万群相同，这样，线路除具有差模,，共模输入电阻大的特点外，量运放的共模增益，失调机其漂移长生的误差也相互抵消，因而不需要精密匹配电阻。后即的作用是抑制共模信号，将双端输出转变为单端放大输出，一室印发给接地负载的需要，后即的带你组精密则要求匹配。增益分配一般前级去高值。 可改进为：因为其电路结构简单，易于定位和控制。但要调节增益必须手动调节变阻器，所以考虑将放大倍数设成固定值，以满足题目的需要。 2．控制部分 利用单片机，MCU最小系统可由51单片机或其他派生芯片构成。置数键可由0－9这10个数字级几个功能键组成，在软件的控制下，单片机开机后先将预置数输入，在送去显示的同时，送入DA然后等待键盘终端，并做相应的处理。 二：系统总体设计方案 1.总体设计思路 根据题目的要求，我们认真取舍，充分利用了模拟和数字系统的有点，采用单片机控制放大器增大的方法，大大的提高了系统的精密度；采用仪器放大其输入，大大提高了放大器的质量。有篇运放构成的前几高共模输入的仪表差动放大器，对不同的差模输入信号电压进行不同的方大倍数，再经过后即的数控衰减器得到要求放大的倍数的输出信号。每种信号渡江在单片机的算法控制下得到最合理的前几放大和后即衰减，一是信号放大的质量最佳。
基于单片机的智能稳压电源设计
基于单片机的智能稳压电源设计 摘要 本智能稳压电源利用16位单片机SPCE061A为控制核心，可预置输出电压值并显示在液晶显示模块（LCD）上，通过其内置的A/D输出对PWM进行调制，再控制大功率开关管导通,再经过滤波输出。同时通过采样电路将实际输出值反馈到单片机中构成闭环系统，进行比较、调整，提高了电源的输出精度。输出电压范围为0.01v～10v，而且可以步进调整输出的电压值。 关键词：智能；单片机；PWM调制；稳压电源 Design of Smart Power Supply Based on SCM Wu Renjie (College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University, Jishou,Hunan 416000) Abstract The 16 Bit SCM SPCE061A was used as the control unit in this design, the output voltage value can be protested form the keyboard and displayed it on the LCD module .At the same time, its built-in A / D converter moderate the output as pulse width moderation(pwm), and switch on the output, after that output through a filter . At the same time the circuit would sample the actual output value and feedback the output to the SCM’s input system, after comparing and adjusting to improve the output accuracy. Output voltage range from 0.01 v to 10v, it can also stepping adjust the output voltage value. Key words:intelligent；SCM；PWM modulation；power supply 目录
基于单片机实现的程控电压源的硬件设计
摘要 本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为＋1.4V～+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM350的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。 关键词：数控，步进，三端可调稳压器
目录 目录 (2) 第1章绪论 (3) 第2章数控电压源的方案介绍 (5) 2.1 数控电压源的方案论证 (5) 2.2 方案比较 (7) 2.2.1 数控部分的比较 (7) 2.2.2 输出部分的比较 (7) 2.2.3 显示部分的比较 (7) 第3章数控电压源的工作原理 (8) 3.1整机电路框图 (8) 3.2工作原理 (8) 3.2.1 DA转换电路工作原理 (8) 3.2.2 电压调整电路工作原理 (9) 3.2.3 数值计算 (10) 第4章单元电路工作原理 (11) 4.1时钟电路 (11) 4.2复位电路 (11) 4.3键盘接口电路 (12) 4.3.1 键盘电路 (12) 4.3.2 键盘电路工作原理 (13) 4.4显示接口电路 (13) 4.4.1 显示电路原理 (13) 4.4.2 LED显示方式 (14) 4.4.3 显示电路原理图 (15) 4.5D/A转换电路 (15) 4.6电源电路 (15) 4.6.1 稳压器78L12和79L12 (16) 4.6.2电源电路原理图 (16) 4.7所用主要芯片 (17) 4.7.1 单片机AT89S52 (17) 4.7.2 芯片DAC0832 (18) 4.7.3 LM350 (19) 4.7.4 集成运放UA741 (21) 结论 (23) 致谢 (24) 附录 (25)
基于单片机控制的开关电源的设计
哈尔滨剑桥学院 毕业设计 论文题目：基于单片机控制的开关电源的设计 学生：孙中凯 指导教师：李德胜高级工程师 专业：电气工程及其自动化 班级： 12级电气2班 2016年5月
毕业设计（论文）审阅评语
毕业设计（论文）答辩评语及成绩
基于单片机控制的开关电源的设计 摘要 电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术，随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。他对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠的电源起着关键作用。 本文设计主要目的是实现一个单片机控制开关电源，所以在这次设计中使用了单片机实现。在这次设计文档中，详细阐述了开关电源与线性电源的比较，总体结构设计，通过键盘预置期望输出电压值，模/数转换器对输出电压进行采样，由软件控制单片机输出相应的脉冲宽度，对开关电源进行脉宽调制，输出预期的电压。并采用PID算法控制输出电压稳定，构成可输出12v到0v的可调节电压，并显示实时预置值与电压。 关键词：财开关电源；半导体；PID算法；闭环控制；数控
目录 摘要.................................................................................................................................................. I 1 绪论 (1) 1.1 课题环境背景 (2) 1.1.1绿色节能型开关电源 (2) 1.1.2 智能化数字电源 (1) 1.1.3 可编程开关电源 (1) 1.2 电源技术的发展与方向 (2) 1.2.1 线性电源和开关电源 (2) 1.2.2 电源技术的发展方向 (2) 1.2.3 开关电源的市场前景和研究现状 (3) 1.3 本文研究主要内容 (3) 2 系统方案设计 (4) 2.1 开关电源工作原理 (4) 2.2 开关电源与线性电源的比较 (4) 2.2.1 线性电源的缺点 (4) 2.2.2 开关电源的优点 (4) 2.3 系统方案论证 (5) 2.3.1 方案1 (5) 2.3.2 方案2 (5) 2.3.3 方案3 (6) 2.3.4 方案分析 (6) 2.3.5 总体结构设计 (6) 2.4 系统难点分析 (7) 2.4.1 如何提高电源工作频率 (7) 2.4.2 储能电感的绕制 (8) 2.4.3 标度转换技术 (9) 2.5 开关变换器结构分析与选择 (9) 2.5.1 降压变换电路分析 (9)
程控放大器设计报告
《电子线路》课程设计 设 计 报 告 题目：程控放大器的设计 班级: 电子工程 姓名: XXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师: XXXXXX 2012年6月
摘要 本次课程设计的目的是通过设计与实验，了解实现程控放大器的方法，进一步理解设计方案与设计理念，扩展设计思路与视野。 对微弱信号的程控放大，传统的方法是采用可软件设置增益的放大器如芯片，但该类放大器价格较高且选择档位较少。采用数字电位器或者模拟开关和AD 组成的多档位、低成本的程控放大器可克服以上缺点，但是模拟开关具有较大的噪声且存在偏置电阻，精度不高使用D/A 内部电阻实现可变电阻也是较为常用的方法，利用DAC 内部精密电阻网络作为运放的反馈电阻提高了放大精度，但这种方案难以实现连续调节。 关键字：程控放大模拟开关DAC
目录 一、内容提要....................... 错误!未定义书签。 二、设计任务和要求................. 错误!未定义书签。 三、总体方案选择的论证............. 错误!未定义书签。 四、单元电路的设计、元器件选择和参数计算错误!未定义书签。 五、绘出总体电路图，并说明电路的工作原理错误!未定义书签。 六、组装与调试，内容含：........... 错误!未定义书签。 七、所用元器件的编号列表。......... 错误!未定义书签。 八、设计总结：..................... 错误!未定义书签。 九、列出参考文献................... 错误!未定义书签。
程控放大器设计 一、内容提要 随着计算机的应用，为了减少硬件设备，可以使用可编程增益放大器（PGA:Pmgrammable Gain Amplifier)。它是一种通用性很强的放大器，其放大倍数可以根据需要用程序进行控制。采用这种放大器，可通过程序调节放大倍数，使A/D转换器满量程信号达到均一化，因而大大提高测量精度。所谓量程自动转换就是根据需要对所处理的信号利用可编程增益放大器进行倍数的自动调节，以满足后续电路和系统的要求。可编程增益放大器有两种——组合PGA和集成PGA。 二、设计任务和要求 设计和实现一程控放大器，指标要求： 1、增益在10～60dB之间，以10dB步进可调； 2、当增益为40dB时，－3dB带宽≥40kHz. 3、电压增益误差≤10％； 4、最大输出电压≤10V。 注：不可用专用集成块！
程控放大器的设计与实现
程控放大器的设计与实现 摘要 本文介绍了一种可通过程序改变增益的放大器。它与ADC相配合，可以自动适应大范围变化的模拟信号电平。系统以89S51单片机作微处理器，运用NE5532芯片组成运放电路，采用CD4052芯片担任增益切换开关，通过软件控制开关的闭合或断开来达到改变电路的增益。 文章首先对系统方案进行论证，然后对硬件电路和软件设计进行了说明，最后重点阐述了系统的调试过程，并且对调试过程中遇到的问题以及解决方案进行了详细说明。该系统设计达到了预期要求，实现了最大放大60db的目的。 关键词 程控放大器；运算器放大器；单片机；增益 The Design and Realization of Program-Controll Amplifier Abstract This article introduces a amplifier which changes the gain through the software. It coordinates with ADC and adapts the simulated signal level with wide range change automatically. The system uses the 89s51 SCM as the core. The NE5532 chip composes the operational circuit and the CD4052 chip composes the gain switch. The gain of the circuit is changed by software which can control switch closed or disconnect. The article first demonstrates the system plan, then introduces the hardware and the software, finally explains the debugging process of the system with emphasis. It also especially analogizes the problem in the debugging process and the resolutions. This system design has achieved anticipative request and realized enlarged 60db most greatly the goal. Key words Program-controlled amplifier; operational Amplifier; SCM; gain
基于单片机的稳压电源设计原理说明
4 稳压电源设计 4.1 电路分析 稳压电路见图4-1所示。三极管射极电压是稳压电源的输出电压，可以接用电器或负载，这个电压值通过TLC549（A/D，同TLC548）数据转换后，送往单片机处理并显示。调整按键可以改变输入TLC5615(D/A，同TLC5616)的数据。TLC5615的输出电压通过运算放大器与实际输出取样电压比较，控制三极管的电压输出。稳压电路的电压输出接受单片机检测，同时又受单片机的控制。电路在仿真时，各点的电压都连接有电压表显示。 图 1 稳压电路 4.2 电路模块 一、A/D转换部分 TLC549 对输出电压进行采集，其操作如下： （1）cs先为高电平。（cs为片选信号，为1时，输入脉i/o clock不起作用）； （2）clock = 0 （3）cs = 0；cs置底电平。同时date_out为高。（=1）； （4）延时1.4us。（setup time,cs low before first clock）； （5）开始转化数据。因为TLC549是8位串行模数转换器。需将8 位数据依次串行输出。期间，clock高低电平转化一次； （6）8次数据转化之后。cs置1，片选无效。等待17us后读出数据。 二、D/A转换部分 TLC5615为10位D/A转换电路，其原理TLC5615的PDF文件。输出电压= （转换数值/1024）*2*基准电压
三、显示 采用数码管对A/D转换后的数据进行显示，因为TLC549 是8位A/D，程序中需要对转化的数据进行处理后才能在七段数码管上动态显示。TLC549的检测电压值范围为0~5V，A/D转换后数据位0~255，应该显示0~5，并且包含小数点部分。 四、按键操作部分 四个独立的按键主要是对DA 的输入数据进行操作的，ADD按键，SUB 按键这些按键在安下一次松开后便进行加1 的操作，若按键超过一定的时间则增加步长，使其数值能够快速增加，这样就不必要达到一个电压时，一直按几百次。SUB按键也是如此。至于那个预读取按键，主要是用于保存你要常用的电压值，这样一来你就可以在使用此电源时，不必要每次都要按键调整，可以通过读取AT24C04的值进行电压预置，保存按键，是用于保存你长使用的电压值，通过此次的电压值保存，使你可以快速达到你所要求的电压值。4.3 编程思路 程序分为键盘处理、D/A、A/D和存储四个模块。运用扫描法，对键盘进行扫描，有按键就更改输入TLC5615 的数值，ADD按键是对数据进行加以操做，长按的话使步进值增大，实现快加，ＳＵＢ按键与ＡＤＤ按键同，预读取按键用于读取ＡＴ２４Ｃ０４中预置的数值，保存按键用于保存当前电压值；显示部分主要是对ＴＬＣ５４９采集回来的电压进行处理显示，它主要是在定时器０的中断服务程序中显示，１００ｍｓ刷新显示一次；ＴＬＣ５６１５模块，通过对ｄＡ的串行数据输入，使其在输出电压时可控，输出电压后经ｌｍ３２４，三极管，加上负载输出电压，输出电压后，用ＴＬＣ５４９芯片１００ｍｓ采集一次，送数码管显示。 4.5 程序清单 主函数： #include
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案 随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，传统应用技术，由于功率器件性能的限制使开关电源性能的影响减至最小，新型的电源电路拓扑和新型的控制技术，可使功率开关工作在零电压或零电流状态，为了提高开关电源工作效率，设计出性能优良的开关电源，十分必要。 1、几种数控直流稳压电源设计方案比较 1.1几种设计方案电路原理 方案 1 : 采用模拟的分立元件，利用纯硬件来实现功能，通过电源变压器、整流滤波电路以及稳压电路，实现稳压电源稳定输出±5 V、±12 V、±15 V并能可调输出 0~ 30 V电压，见图 1所示。但由于模拟分立元件的分散性较大，各电阻电容之间的影响较大，因此所设计的指标不高、不符合设计要求、且使用的器件较多、连接复杂、灵活性差、功耗也大，同时焊点和线路较多，使成品的稳定性和精度受到影响。 图 1 方案 1电路原理 方案 2 : 此方案采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能，其中二进制计数器的输出经过 D /A 变换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值，为了使系统工作正常，必须保证双计数器同步工作。 图 2 方案 2电路原理 方案 3 : 此方案不同于方案 1之处在于使用一套十进制计数器，一方面完成电压的译码显示，另一方面其输出作为 EPROM的地址输入，而由 EPROM 的输出经 D /A变换后控制误差放步的问题，但由于控制数据烧录在 EPROM中，使系统设计灵活性降低。 图 3 方案 3电路原理
方案 4 : 此方案采用 51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，从而使开关控制电源输出电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，经过 ADC0809进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理。利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0830)输出模拟量，再经开关电源控制电路，使得输出电压达到稳压的目的。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控，输出电压经过电流 /电压转变后,通过 A /D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量,经单片机分析处理，经过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的压控电压源。而且采用PWM 控制的开关电源，该电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。而且在成本上与同等功率的线性稳压电源相当，而电源效率显著提高，体积和重量则大为减小。 图 4 方案 4电路原理 2、方案的比较与论证 ( 1)输出模块 方案 1：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地影响，此输出只能是用万用表量出。而方案 2、方案 3中使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。在方案 1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 4中的输出电压波形与 D /A 变换输出波形相同，不仅可以输出直流电平，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，使系统有一定驱动能力的信号源。 ( 2)数控模块 方案 1利用纯硬件来控制电压的输出，其中最基本的电路原理分析，需要计算负载的大小，稳压管的选择有关，方案 2、方案 3中采用中、小规模器件实现系统的数控部分，使用的芯片很多，造成电路部接口信号繁琐，中间相互关联多，抗干扰能力差，如方案 1中的双计数器一旦出现计数不同步时，会导致显示电压与输出电压不一致。在方案 4 中采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。 图 5 方案 5数控模块
基于单片机控制的开关电源设计
基于单片机控制的开关电源设计 系部：电子与通信工程系 姓名：龚倩倩 专业班级：电信10D1 学号： 102222105 指导老师：邵雯 2012年9月21日
声明 本人所呈交的基于单片机控制的电源开关设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：
【摘要】 开关电源体积小、效率高，被誉为高效节能电源，现己成为稳压电源的主导产品。随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。 本文介绍了一款基于PWM技术的DC-DC开关稳压电源,用proteus仿真,输出纹波小，电压稳定可靠. [关键词]：开关电源，DC-DC，单片机，proteus [Abstract]: The small size of the switching power supply, high efficiency, known as energy-efficient power supply, has now become the leading products of the regulated power supply.With the wide application of switching power supplies in computers, communications, aerospace, instrumentation and household appliances, people growing their demand and higher power efficiency, size, weight, and reliabilityrequirements. Switching power supply for its high efficiency, small size, light weight advantages in many ways to gradually replace the inefficient, clunky, heavy linear power. This article describes a DC-DC switching power supply based on PWM technology, with proteus simulation output ripple voltage is stable and reliable. [Keywords]: switching power supplies, DC-DC, single-chip, proteus
基于单片机的程控放大器
基于单片机的程控放大器 摘要：程控放大器是一种放大倍数由程序控制的放大器，也称作是可编程放大器。在这个数据信息的时代里，数据和信息的快速采集与分析很重要，而程控放大器正好可以实现自动控制增益或量程自动切换，所以程控放大器得到广泛的应用。这就涉及到如何通过程序去实现放大倍数的问题，也需要用到数字控制放大器，并针对仪器的要解决的具体问题要求放大器的放大倍数在一定范围内变化，且放大倍数如何达到精细。 关键词：程控；放大器；信号；单片机 1系统设计原理 程控放大器又称为数据放大器或仪表放大器，常用于热电偶、生物电测量以及其他有较大共模干扰的支流缓变微弱信号的检测。 程控放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点，因此得到广泛的应用。差分放大器和测量放大器所采用的基础部件（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和测量放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（ＣＭＲ）。它们通常不需要外部反馈网络。 程控放大器的第一级只对差摸信号有一定的放大作用，而对共模信号几乎没有抑制作用，对共模信号几乎没有抑制作用主要由第二级电路来完成,而且放大器的共摸抑制比约为第一级电路的差摸电压增益和第二级电路的共摸抑制比的乘积。 在工业自动控制等领域中，常需要对远离运放的多路信号进行测量，由于信号远离运放，两者地电位不统一，不可避免地存在长线干扰和传输网络阻抗不对称引人的误差。为了抑制干扰，运放通常采用差动输人方式。 2设计方案及实现 通常采用同相并联式高阻抗测量放大器电路（图1），具有输入阻抗高、增益调节方便、漂移互相补偿、双端变单端以及输出不包括共模信号等优点。线路前级为同相差动放大结构，要求两运放的性能完全相同，这样，线路除具有差模、共模输人电阻大的特点外，两运放的共模增益、失调及其漂移产生的误差也相互抵消，因而不需精密匹配电阻。后级的作用是抑制共模信号，并将双端输出转变为单端放大输出，以适应接地负载的需要，后级的电阻精度则要求匹配。增益分
用单片机控制LED流水灯方案(电路程序全部给出)开关电源方案制作
用单片机控制的LED流水灯设计<电路、程序全部给出）开关电源设计制作学习园地 »。您尚未登录注册 | 社区服务 | 勋章中心 | 帮助 | 首页 | 无图版 社区服务 银行 朋友圈 开关电源设计制作学习园地 -> 好好学习-天天向上 -> 用单片机控制的LED流水灯设计<电路、程序全部给出） XML RSS 2.0 WAP --> 本页主题: 用单片机控制的LED流水灯设计<电路、程序全部给出）加为IE收藏 | 收藏主题 | 上一主题 | 下一主题 pwmdy 级别: 电源-1级工程师 精华: 0 发帖: 212 威望: 126 点 金钱: 212 RMB 贡献值: 0 点 注册时间:2009-05-21 最后登录:2009-11-22 用单片机控制的LED流水灯设计<电路、程序全部给出） 1.引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文笔者用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法，以期给单片机初学者以启发，更快地成为单片机领域的优秀人才。 2.硬件组成 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个
程控放大器的设计
开放实验报告 课题名称程控放大器的设计 学生姓名 系、年级专业信息工程系、11、12级电子信息工程指导教师王少杰 2014年 5 月15日
程控放大器的设计 一．实验目的 1、了解程控放大器原理。 2、掌握在Proteus中进行电子电路设计与仿真方法。 3、学会Proteus虚拟仪器仪表的使用。 二．实验内容 1、在Proteus中，设计基于数字电位器的程控放大器，并进行仿真。 2、在Proteus中利用虚拟仪器仪表测量放大器的技术参数。 三．电路设计 1、程控放大器原理 2、程控放大器电路 3、程序设计 4、仿真结果与分析 5、结论 1、程控放大器电路原理如下：
其工作原理是： 通过单片机的SPI总线来控制数字电位器MCP41010，通过对数字电位器MCP41010写时序能够操作操控MCP41010的阻值大小，进一步控制电路中的电压大小，实现单片机对电路电压的放大与缩小。
四．实验分析 MCP41010是数字电位器MCP41XXX系列中的10K阻值的数字电位器，内部有256个抽头，能够精确地对电压实现放大与缩小，采用低功耗CMOS技术，结口是SPI串行接口，最大INL和DNL误差为1LSB，静态工作电流最大值为1uA，关断功能可断开所有的电阻电路，最大限度的节能功耗，单电源工作（2.7V-5.5V），在上电时抽头复位到半量程（80h），MCP41XXX系列数字电位器分为变阻器模式和电位器模式。本次试验使用MCP41010的变阻器模式，通过对单片机的P1.5，P1.6,P1.7（CS，SI，SCK）三个引脚进行输出控制，利用单片机的计数功能对外部按键（增大，减少）进行计数，单片机内部通过按键数多少对MCP41010时序写入，进一步控制MCP41010的抽头数，来改变电路的电压大小，实现程序控制电压的放大与缩小。 五．仿真结果 仿真开始
电子信息专业论文 基于单片机的程控电源的设计
基于单片机的程控电源的设计 摘要 电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。本设计是基于STC12 系列的单片机进行的程控电源硬件电路设计，采用的是STC12C5410AD 单片机替代常规51 单片机加AD 模块的新模式。设计由主要控制模块、数控电源驱动模块、辅助电源模块、LCD 显示模块、按键操作模块五个模块组成。本设计以直流电压源为核心，STC12C5410AD 单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0-25V，最大电流为1A，并可由液晶屏显示实际输出电压值。本系统由单片机程控输出数字信号，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，输入电压、反馈电压、反馈电流由LCD液晶显示器显示。最终可实现由LCD显示设置电压，及当前电压；通过加减键设置输出电压，步进0.1V，0-25V可调; 实时采样电流，并在LCD上显示出电流值。本文详细的分析了该程控电源的工作过程。 关键词：程控电源，STC12C5410AD，LCD，AD，51单片机
The Design of Programmable Power Supply based on Single chip Microcomputer ABSTRACT Power supply complete the product design is the most basic of modern tools.Programmable power supply is in one of these new power supplies. Programmablepower supply with single-chip microprocessor control, advanced technology, allprogrammed, all key operations, small size, light weight, adjustable output parameters, easy to carry, both for the laboratory, you can also use the site. Its design system control module, NC power by driving module, auxiliary powermodule,display module, buttons were five modules adjust module. This design with dcvoltage source as the core, STC12C5410AD microcontroller, mainly through thekeyboard to set the controller dc power output voltage, setting stepping level can amountto 0.1 V, output voltagerange of 0-25V, maximum current 1A, and by the display on theLCD panel output voltage. The system is composed of single-chip microcomputerprogram-controlled output digital signal, and then after op-amp isolatingamplifier, control the output power tube, as the base of the base power tube voltageoutput different voltage changes, the input voltage，feedback voltage, feedback by LCDdisplay current. These designs ultimately realize functions: The system can use LCDdisplay Settings voltageand the current voltage. Through the addition and subtractionkey bindings output voltage, stepping 0.1V, 0-25V adjustable. The current real-timesampling is displayed on LCD and the current value. This paper analyzes in detail theworking process of the programmable power supply. Keywords :SPC power,STC12C5410AD,LCD,AD,MCS—51
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