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單片機(jī)穩(wěn)壓電源仿真程序設(shè)計(jì) TLC549+TLC5615芯片實(shí)現(xiàn)

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ID:245512 發(fā)表于 2017-11-2 22:17 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
基于單片機(jī)的穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)，內(nèi)含程序和電路仿真。
0.png

4.1 電路分析
穩(wěn)壓電路見圖4-1所示。三極管射極電壓是穩(wěn)壓電源的輸出電壓，可以接用電器或負(fù)載，這個(gè)電壓值通過TLC549（A/D，同TLC548）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，送往單片機(jī)處理并顯示。調(diào)整按鍵可以改變輸入TLC5615(D/A，同TLC5616)的數(shù)據(jù)。TLC5615的輸出電壓通過運(yùn)算放大器與實(shí)際輸出取樣電壓比較，控制三極管的電壓輸出。穩(wěn)壓電路的電壓輸出接受單片機(jī)檢測(cè)，同時(shí)又受單片機(jī)的控制。電路在仿真時(shí)，各點(diǎn)的電壓都連接有電壓表顯示。
51hei.gif
QQ圖片20171103015555.png
圖 1 穩(wěn)壓電路
4.2 電路模塊
    一、A/D轉(zhuǎn)換部分
        TLC549 對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集，其操作如下：  
（1）cs先為高電平。（cs為片選信號(hào)，為1時(shí)，輸入脈 i/o clock不起作用）；
（2）clock = 0
（3）cs = 0； cs置底電平。 同時(shí)date_out為高。（=1）；
      （4）延時(shí)1.4us。（setup time,cs low before first  clock）；  
（5）開始轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。因?yàn)門LC549是8位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。需將8 位數(shù)據(jù)依次串行輸出。期間，clock高低電平轉(zhuǎn)化一次；
（6）8次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化之后。cs置1，片選無效。等待17us后讀出數(shù)據(jù)。
    二、D/A轉(zhuǎn)換部分
TLC5615為10位D/A轉(zhuǎn)換電路，其原理TLC5615的PDF文件。輸出電壓 = （轉(zhuǎn)
換數(shù)值/1024）*2*基準(zhǔn)電壓
    三、顯示
采用數(shù)碼管對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，因?yàn)門LC549 是8位A/D，程序中需要對(duì)轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后才能在七段數(shù)碼管上動(dòng)態(tài)顯示。TLC549的檢測(cè)電壓值范圍為0~5V，A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)位0~255，應(yīng)該顯示0~5，并且包含小數(shù)點(diǎn)部分。
四、按鍵操作部分
四個(gè)獨(dú)立的按鍵主要是對(duì)DA 的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的，ADD按鍵，SUB 按鍵 這些按鍵在安下一次松開后便進(jìn)行加1 的操作，若按鍵超過一定的時(shí)間則增加步長(zhǎng)，使其數(shù)值能夠快速增加，這樣就不必要達(dá)到一個(gè)電壓時(shí)，一直按幾百次。SUB按鍵也是如此。至于那個(gè)預(yù)讀取按鍵，主要是用于保存你要常用的電壓值，這樣一來你就可以在使用此電源時(shí)，不必要每次都要按鍵調(diào)整，可以通過讀取AT24C04的值進(jìn)行電壓預(yù)置，保存按鍵，是用于保存你長(zhǎng)使用的電壓值，通過此次的電壓值保存，使你可以快速達(dá)到你所要求的電壓值。
4.3 編程思路
    程序分為鍵盤處理、D/A、A/D和存儲(chǔ)四個(gè)模塊。運(yùn)用掃描法，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，有按鍵就更改輸入TLC5615 的數(shù)值，ADD按鍵是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加以操做，長(zhǎng)按的話使步進(jìn)值增大，實(shí)現(xiàn)快加，ＳＵＢ按鍵與ＡＤＤ按鍵同，預(yù)讀取按鍵用于讀取�。粒裕玻矗茫埃础≈蓄A(yù)置的數(shù)值，保存按鍵用于保存當(dāng)前電壓值；顯示部分主要是對(duì)ＴＬＣ５４９采集回來的電壓進(jìn)行處理顯示，它主要是在定時(shí)器０的中斷服務(wù)程序中顯示，１００ｍｓ刷新顯示一次；ＴＬＣ５６１５　模塊，通過對(duì)ｄＡ的串行數(shù)據(jù)輸入，使其在輸出電壓時(shí)可控，輸出電壓后經(jīng)ｌｍ３２４，三極管，加上負(fù)載輸出電壓，輸出電壓后，用ＴＬＣ５４９芯片１００ｍｓ采集一次，送數(shù)碼管顯示。
4.5 程序清單

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include <REG51.H>
  2. #include "intrins.h"
  3. #include "AT24C04.h"

  5. #define  uchar unsigned char
  6. #define  uint unsigned int

  8. uchar code  LED[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
  9. uchar code Bit_sel[4] = {0x08,0x04,0x02,0x01 }; //各個(gè)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的位選數(shù)據(jù)

  11. sbit DIO = P1^0;                 //數(shù)據(jù)線
  12. sbit CS = P1^1;                         //片選
  13. sbit CLK = P1^2;                //io口時(shí)鐘

  15. sbit SCS = P1^4;
  16. sbit SDATA = P1^5;
  17. sbit SCLK = P1^3;

  19. sbit ADD = P3^0;
  20. sbit SUB = P3^1;
  21. sbit Pre_read = P3^2;
  22. sbit Store = P3^3;

  24. uint qian,bai,shi,ge;  //用于顯示數(shù)碼管的 千，百，十，個(gè) 等四位的顯示
  25. uint val,num;                   //val 是用于輸入DA  的數(shù)據(jù)，num是用于判斷是不是長(zhǎng)按的
  26. uint cp;                           //計(jì)數(shù)的變量
  27. uchar key_stat;
  28. uchar add_stat,sub_stat;
  29. uchar st_flag,pre_flag;

  31. void delay(uint x)                 //微妙級(jí)是延時(shí)函數(shù)
  32. {
  33.         while(x--)
  34.                 _nop_();
  35. }

  37. /**********************************************
  38.         函數(shù)名稱：deal
  39.         函數(shù)作用：處理AD的返回值
  40.         函數(shù)參數(shù)：無
  41.         函數(shù)返回值：無
  42. **********************************************/                                                                                          
  43. void deal(uint num)          //顯示程序
  44. {        
  45.         qian=num/1000;              //千，百，十，個(gè)處理
  46.         bai=num/100%10;
  47.         shi=num/10%10;
  48.         ge=num%10;
  49. }

  51. /**********************************************
  52.         函數(shù)名稱：TL549_AD()
  53.         函數(shù)作用：返回AD的返回值
  54.         函數(shù)參數(shù)：無
  55.         函數(shù)返回值：data_ad
  56. **********************************************/        
  57. uint TL549_AD()                    //TLC549處理
  58. {
  59.         uchar i;
  60.         uint data_ad = 0;
  61.         CS = 1;                                //初始化，啟動(dòng)
  62.         CLK = 0;
  63.         CS = 0;
  64.         _nop_();                    
  65.         for(i = 0;i < 8;i++)        //讀取采集數(shù)據(jù)，讀取的是上一次采集數(shù)據(jù)
  66.         {
  67.                 CLK = 1;         
  68.                 if(DIO)data_ad |= 0x01;
  69.                 CLK = 0;  
  70.                 data_ad = data_ad << 1;  
  71.         }         
  72.         CS = 1;
  73.         data_ad = data_ad  * (500/ 256);   
  74.         return(data_ad);
  75. }

  77. /**********************************************
  78.         函數(shù)名稱：TLC5615_DA(uint da)
  79.         函數(shù)作用：TLC5615_DA 將da轉(zhuǎn)換后模擬輸出
  80.         函數(shù)參數(shù)：da
  81.         函數(shù)返回值：無
  82. **********************************************/        
  83. void TLC5615_DA(uint da) //        TLC5615 的DA 轉(zhuǎn)換函數(shù)
  84. {
  85.         uchar i;
  86.         da<<=6;

  88.         SCS=0;
  89.         SCLK=0;

  91.         for (i=0;i<12;i++)
  92.         {
  93.                 SDATA=(bit)(da&0x8000);
  94.                 SCLK=1;
  95.                 da<<=1;
  96.                 SCLK=0;
  97.         }

  99.         SCS=1;
  100.         SCLK=0;
  101.         for (i=0;i<12;i++);
  102. }
  103. /**********************************************
  104.         函數(shù)名稱：key_scan()
  105.         函數(shù)作用：處理那些獨(dú)立鍵盤
  106.         函數(shù)參數(shù)：無
  107.         函數(shù)返回值：無
  108. **********************************************/        
  109. void key_scan()
  110. {
  111.         if (ADD == 0)                                                   // ADD 按鍵的鍵盤處理函數(shù)
  112.         {
  113.                 delay(10);
  114.                 if (ADD == 0)
  115.                 {
  116.                         add_stat = 1;
  117.                         num ++;
  118.                 }
  119.                 else
  120.                 {
  121.                         add_stat = 0;
  122.                         num = 0;
  123.                 }
  124.                 //此處判斷是不是長(zhǎng)按，長(zhǎng)按的話 使其步進(jìn)值 加大
  125.                 if (ADD == 0 && add_stat == 1 && num >= 300)  
  126.                 {
  127.                         val += 5;
  128.                         num = 0;
  129.                 }
  130.                 if (ADD == 1 && add_stat == 1)
  131.                 {
  132.                         val ++;
  133.                         num = 0;
  134.                         add_stat = 0;
  135.                 }
  136.                 if (val >= 1024)
  137.                 {
  138.                         val = 1023;
  139.                 }
  140.         }

  142.         if (SUB == 0)                                                        //SUB 按鍵的鍵盤處理函數(shù)
  143.         {
  144.                 delay(10);
  145.                 if (SUB == 0)
  146.                 {
  147.                         sub_stat = 1;
  148.                         num ++;
  149.                 }
  150.                 if (SUB == 0 && sub_stat == 1 && num >= 300)
  151.                 {
  152.                         val -= 5;
  153.                         num = 0;
  154.                 }
  155.                 if (SUB == 1 && sub_stat == 1)
  156.                 {
  157.                         val --;
  158.                         num = 0;
  159.                         sub_stat = 0;
  160.                 }
  161.                 if (val <= 0)
  162.                         val = 0;
  163.         }
  164.                                                                         
  165.         if (Pre_read == 0)                                                   //預(yù)讀數(shù)據(jù)的 鍵盤處理函數(shù)
  166.         {
  167.                 delay(100);
  168.                 if (Pre_read == 0)
  169.                 {
  170.                         pre_flag = 1;
  171.                 }
  172.                 if (Pre_read == 1 &&pre_flag == 1 )
  173.                 {
  174.                         pre_flag = 0;
  175.                         val = read_24C04(20);                        //從AT24C04中的地址20 中讀出預(yù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)
  176.                 }
  177.         }

  179.         if (Store == 0)                                                //保存數(shù)值 按鍵的鍵盤處理函數(shù)
  180.         {
  181.                 delay(100);
  182.                 if (Store == 0)
  183.                 {
  184.                         st_flag = 1;
  185.                 }
  186.                 if (Store == 1 && st_flag == 1)
  187.                 {
  188.                         st_flag        = 0;
  189.                         write_24C04(20,val);                 //向AT24C04中的地址20 寫入存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)
  190.                 }
  191.         }
  192. }
  193. /**********************************************
  194.         函數(shù)名稱：timer0_init (void)
  195.         函數(shù)作用：初始化定時(shí)器0，并設(shè)置
  196.         函數(shù)參數(shù)：無
  197.         函數(shù)返回值：無
  198. **********************************************/        
  199. void timer0_init (void)                            // timer0中斷初始化函數(shù)
  200. {
  201.         EA = 0;                     
  202.         TMOD = 0x01;            
  203.         TR0 = 0;                     
  204.         TL0 = (65536-5000)%256;                 //設(shè)置計(jì)數(shù)器初值
  205.         TH0 = (65536-5000)/256;                  
  206.         PT0 = 1;                     
  207.         ET0 = 1;                     
  208.         EA = 1;                     
  209.         TR0 = 1;                     
  210. }
  211. /**********************************************
  212.         函數(shù)名稱：main(void)
  213.         函數(shù)作用：main主函數(shù)入口
  214.         函數(shù)參數(shù)：無
  215.         函數(shù)返回值：無
  216. **********************************************/                                                        
  217. void main(void)                                 //主程序
  218. {  
  219.         timer0_init();                        //初始化定時(shí)器0
  220.         init_24C04();                        //初始化AT24C04
  221.         while(1)
  222.         {
  223.                 key_scan();                        //調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)
  224.                 TLC5615_DA(val);        //處理鍵盤發(fā)送過來的值
  225.         }
  226. }

  228. ……………………

  230. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………
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