简易数控电源DVCS实现与功能详解

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本文介绍了一种简易的数控电压源(Digital Control Voltage Source, DVCS),适用于电路初学者,具备高精度电压调节、动态显示和便捷的按键操作功能。该设备能够提供DC18V输入,输出电压范围为1.3V至16.0V,精度可达0.1V,最大负载能力为400mA。通过三位数码管动态显示输出电压,并配置有三种按键用于电压调整。 在功能模块实现上,该系统主要包含以下几个部分: 1. **单片机与按键接口**:单片机负责处理来自按键的输入,其中SW1用于1V或0.1V步进电压调整,SW2和SW3分别用于电压递增和递减。数码管采用动态扫描显示,共阳极接法,驱动电流约为4mA。 2. **DAC与单片机接口电路**:使用DAC(数模转换器)将数字信号转换为模拟电压,配合LM317调节电压。IC6A和IC6B两个运算放大器用于将R-2R DAC电路转换为电压并反相放大,驱动LM317的电压调整端。IC1B产生的稳定电压为DAC的转换参考电压供电,运放选用LM358。 3. **电压调整与输出电路**:采用双15V中心抽头变压器,整流滤波后得到正负18V电压,供给LM317。电阻Rp1和Rp2保护LM317免受过高电流损害。通过负反馈机制,单片机控制DAC输出电压,LM317的输出电压随之改变。Rc电阻确保输出电压最低可达到1.3V,防止运放输出电压异常升高。R25的取值与LM317的负载调节电流有关,保证输出电压稳定性。C3电容用于消除振荡,稳定负反馈环。 4. **供电电路**:LM7805用于产生单片机和DAC所需的电源。 在软件编程方面,需要注意小模式和紧凑模式的编译差异,以避免数码管显示异常。处理按键扫描时需进行去抖动处理,以提高系统稳定性。 这个数控电压源设计巧妙,结合了硬件电路和软件控制,提供了方便、精确的电压调节功能,对于学习电子电路的人来说是一个实用的教学工具。通过理解其工作原理和设计细节,可以进一步提升对电路控制和数模转换的理解。
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