基于单片机的直流稳压电源的设计本科毕设论文 下载本文

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其他芯片的功能,直到下一个硬件复位为止。

3.2.2 信号处理电路

D/A转换器(DAC0832)引脚及功能介绍[8]:

DAC0832为电压输入、电流输出的R-2R电阻网络型的8位D/A转换器,采用CMOS和薄膜Si-Cr电阻相容工艺制造,温漂低,逻辑电平输入与TTL电平兼容。它可直接与微处理器相连,采用双缓冲寄存器,这样可在输出的同时,采集下一个数字量,以提高转换速度。

DAC0832的内部功能框图如图3-2所示。

8VrefDI7DI6DI5DI4DI3DI2DI1DI01314151645678位输入寄存器8位DAC寄存器8位D/A转换器11Iout112Iout2Rfb9RfbLE1ILE19M1LE23AGND20CSWR112M2VCC10WR2XFER1817M3DGNDDAC0832

图3-2 DAC0832的内部功能框图

引脚排列如图3-3所示。

12345678910CSWR1AGNDDI3DI2DI1DI0VrefRfbDGNDVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout120191817161514131211DAC0832

图3-3 DAC0832的引脚排列图

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DAC0832的组成:DAC0832主要由3部分组成,第一部分是8位D/A转换器,输出为电流形式;第二部分是两个8位数据锁存器构成双缓冲形式;第三部分是控制逻辑。单片机可利用控制逻辑通过数据总线向输入锁存器存数据,因控制逻辑的连接方式不同,可使D/A转换器的数据输入具有双缓冲、单缓冲和直通3种方式。当WR1、WR2、

XFER及CS接低电平时,ILE接高电平,即不用写信号控制,使两个寄存器处于开通状

态,外部输入数据直通内部8位D/A转换器的数据输入端,这种方式称为直通方式。当

WR2、XFER接低电平,使DAC0832中2个寄存器中的一个处于开通状态,只控制一个寄存器,这种工作方式叫做单缓冲工作方式。当ILE为高电平,CS和WR1为低电平,8位输入寄存器有效,输入数据存入寄存器。当D/A转换时,WR2、XFER为低电平,

LE2使8位D/A寄存器有效,将数据置入D/A寄存器中,进行D/A转换。2个寄存器

均处于受控状态,输入数据要经过2个寄存器缓冲控制后才进入D/A转换器。这种工作方式叫做双缓冲工作方式[9]。

DAC0832管脚定义说明如下:

CS:片选输入端,低电平有效,与ILE共同作用,对WR1信号进行控制。 ILE:输入的锁存信号,高电平有效,当ILE=1且CS和WR1均为低电平时,8位输入寄存器允许输入数据;当ILE=0时,8位输入寄存器锁存数据。

WR1:写信号1,低电平有效,用来将输入数据送入寄存器中;当WR1=1时,输入寄存器的数据被锁定;当CS=0,ILE=1时,在WR1为有效电平的情况下,才能写入数字信号。

WR2:写信号2,低电平有效,与XFER组合,当WR2和XFER均为低电平时,输WR2=1时8位DAC寄存器锁存数据。入寄存器中的8位数据传送给8位DAC寄存器;

XFER:传输控制信号,低电平有效,控制WR1有效。

DI0~DI7:8位数字量输入端,其中DI0为最低位,DI7为最高位。

Iout1:DAC电流输出1端,当DAC寄存器全为1时,输出电流Iout1为最大;当DAC寄存器中全都为0时,输出电流Iout1最小。

Iout2:DAC电流输出2端,输出电流Iout1+Iout2=常数。

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Rfb:芯片内的反馈电阻引出端,用来作为外接运算放大器的反馈电阻。在构成电压输出DAC时,此端应接运算放大器的输出端。

Vref:参考电压输入端,通过该引脚将外部的高精度电压源与片内的R-2R电阻网络相连,其电压范围为-10~+10V。

VCC:电源电压输入端,电源电压范围为+5~+15V,最佳状态为+15V。 DGND:数字电路接地端。

AGND:模拟电路接地端,通常与DGND相连。

为了将模拟电流转换为模拟电压,需把DAC0832的两个输出端Iout1和Iout2分别接到运算放大器的两个输入端,经过一级运放得到单极性输出电压U1。当需要把输出电压转换为双极性输出时,可由第二级运放对U1及基准电压Vref反相求和,得到双极性输出电压U2。如图3-4所示,电路为8位数字量DI0~DI7经D/A转换器转换为双极性电压输出的电路图[10]。

+5V+5VR1R2ILEDI7DI6DI5DI4DI3DI2DI1DI0VrefRfbIout2Iout1CSWR1WR2XFERU1R3U2DAC0832

图3-4 D/A转换双极性输出电路图

第一级运放的输出电压为:U1??Vref?R2?R2运放的输出电压为:U2???U1?VrefR1?R3D其中,D为数字量的十进制数。第二级82?? ?D?128Vref 128当R1=R2=2R3时,则U2???2?U1?Vref??DAC0832与AT89S51的连接:

DAC0832是一种典型的8位转换器,内部为双缓冲寄存器即输入寄存器和DAC寄

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存器,WR1和WR2分别为相应两个寄存器的写信号控制端,ILE为输入锁存使能端,高电平有效,CS为片选端,XFER为传输控制端,它和WR2共同控制DAC寄存器的工作状态。DAC0832有两个接地端AGND(模拟信号接地端)和DGND(数字信号接地端),一般情况下,这两个地端均应并联接地。

DAC0832有三种工作方式:直通工作方式,单缓冲工作方式,双缓冲工作方式,在设计中选用单缓冲工作方式。DAC0832的D/A转换电路为倒T型R-2R电阻网络,有Iout1和Iout2两个电流输出端,根据不同的电路组成,该芯片可以有两种输出模式,一种为电流输出模式,这种模式基准电压加在Vref端,由Iout1和Iout2输出的电流经运算放大器相加后输出;另一种为电压输出模式,这种模式基准电压加在Iout1和Iout2之间,模拟电压从Vref端输出。本电路采用后一种模式,其基准电压通过电阻和LM336-5.0精密基准电压源组成的稳压电路提供,其基准电压为5.12V,作为电路设计的程序设计编码基准电压。由于DAC0832为8位转换器,所以采取把5.12V电压等分256份,得出DAC0832每一步进输出的电压值为0.02V。即:5.12V/256=0.02V。

DAC0832与AT89S51的连接图如图3-5所示。

1234567891011121314151617181920P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5(MOSI)P1.6(MISO)P1.7(SCK)RSTP3.0(RXD)P3.1(TXD)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P3.4(T0)P3.5(T1)P3.6(WR)P3.7(RD)XTAL2XTAL1GNDAT89S51VCCP0.0(AD0)P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)P2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)403938373635343332313029282726252423222112345678910CSWR1AGNDDI3DI2DI1DI0VrefRfbDGNDVCCILEWR2XFERDI4DI5DI6DI7Iout2Iout1+15V+5V20191817161514131211DAC0832

图3-5 DAC0832与AT89S51的连接图

该电路采用单缓冲模式,电压输出方式。DI0-DI7接单片机对应的P0.0-P0.7,CS和

WR1相连接P2.0,WR2和XFER相连共同接地,ILE接+5V,Iout1接参考电压,Iout2接地,Rfb空置不用,而Vref作为电压输出端接集成放大器[11]。

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