CN210864458U - 数控直流电压源 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种数控直流电压源包括单片机、键盘电路、基准源参考电压电路、D/A转换器和电流放大电路，其中，键盘电路与单片机的P1口耦接，并用于向单片机输入电压输出值的调节信号；基准源参考电压电路与单片机耦接，并用于向D/A转换器提供稳定的基准参考电压；D/A转换器的输入端与单片机的P0口耦接，并用于将单片机输出的数字量转换成模拟量；电流放大电路的输入端与D/A转换器的输出端耦接，并用于接收模拟量并将其放大后输出。本实用新型在电路中接入了基准源参考电压电路好D/A转换器，D/A转换器以基准源参考电压电路的电压作为基准电压，实现输出电压的精准调节。

Description

数控直流电压源

技术领域

本实用新型的实施例涉及一种电压源，具体而言，涉及数控直流电压源。

背景技术

直流电压源是电子产品中不可缺少的部件，目前大多数使用的直流可调电源中，都具有因开关调节电压输出比较多而且调节输出电压精度不高、不稳定、步进电压高等现象。针对这一现象，专利文献CN202522952U公开了一种能宽范围准确调节输出且能同时输出正负电压的数控直流电压源，其包括：与单片机连接的低通滤波及比较放大电路、键盘及显示电路、采样电路，功率放大电路通过采样电路与单片机连接，辅助电源与单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路连接。经过实际验证后发现，该专利的D/A转换是直接通过单片机内部进行转换，存在转换精度低，以及增加单片机功耗的情况，而且其没有公开具体电路结构图。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种调节输出电压精度较高的数控直流电压源。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

数控直流电压源包括单片机、键盘电路、基准源参考电压电路、D/A转换器和电流放大电路，其中，键盘电路与单片机的P1口耦接，并用于向单片机输入电压输出值的调节信号；基准源参考电压电路与单片机耦接，并用于向D/A转换器提供稳定的基准参考电压；D/A转换器的输入端与单片机的P0口耦接，并用于将单片机输出的数字量转换成模拟量；电流放大电路的输入端与D/A转换器的输出端耦接，并用于接收模拟量并将其放大后输出。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

单片机的型号为STC85C52，其外围耦接有晶振电路和复位电路，晶振频率为12MHz。

键盘电路包括相互并联的四个按键，以及与该四个按键相对应的四个上拉电阻，该四个按键分别向单片机输入复位触发信号、步进增触发信号、步进减触发信号和确定触发信号。

基准源参考电压电路包括第七电阻、稳压器和可调电阻，稳压器的阳极接地、阴极与第七电阻和单片机耦接、参考极与可调电阻耦接。

D/A转换器为DAC0832型D/A转换集成芯片。

放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器的反相输入端与D/A转换器的输出端耦接，第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的反相输入端耦接，第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的同相输入端均接地。

第一运算放大器和第二运算放大器的型号均为OP07型运算放大器。

第二运算放大器的反相输入端与输出端之间串接有一个热敏电阻，该热敏电阻用于过流保护。

数控直流电压源还包括显示电路，该显示电路与所述单片机的P1口耦接，用于显示单片机控制输出的电压值。

显示电路包括第一驱动模块、第二驱动模块、第一数码管和第二数码管，第一驱动模块和第二驱动模块分别与单片机耦接，接收单片机控制信号并分别驱动第一数码管和第二数码管。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：在电路中接入了基准源参考电压电路好D/A转换器，D/A转换器以基准源参考电压电路的电压作为基准电压，实现输出电压的精准调节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是数控直流电压源的主控制电路的电路原理图。

图2是基准源参考电压电路的电路原理图。

图3是键盘电路的电路原理图。

图4是显示电路的电路原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

如图1至图4所示，数控直流电压源包括单片机、键盘电路、显示电路、基准源参考电压电路、D/A转换器和电流放大电路，键盘电路用于向单片机输入电压输出值的调节信号，显示电路用于显示单片机控制输出的电压值，基准源参考电压电路用于向D/A转换器提供稳定的基准参考电压，D/A转换器用于将单片机输出的数字量转换成模拟量，电流放大电路用于接收模拟量并将其放大后输出。

如图1所示，单片机U1采用STC85C52单片机，其外围耦接有晶振电路和复位电阻，晶振电路包括晶振频率为12MHz的晶振Y1、第二电容C2和第三电容C3，晶振Y1耦接在单片机U1的XTAL1口和XTAL2口之间，第二电容C2耦接在晶振Y1一脚和地之间，第三电容C3耦接在晶振Y1另一脚和地之间。复位电路包括第一电容C1、第一电阻R1和第一开关S1，第一电容C1一端与电源耦接，另一端与第一电阻R1一端、单片机U1的RST口耦接，第一电阻R1的另一端接地，第一开关S1耦接在电源和单片机U1的RST就之间。单片机U1的P1口与键盘电路耦接，A15/P2.7口与基准源参考电压电路耦接，P0口与D/A转换器的输入端耦接。

如图3所示，键盘电路包括第二按键S2、第三按键S3、第四按键S4、第五按键S5、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，第二按键S2的一端接地，另一端和第二电阻R2一端、单片机U1的P1.0接口耦接，第三按键S3的一端接地，另一端和第三电阻R3一端、单片机U1的P1.1接口耦接，第四按键S4的一端接地，另一端和第四电阻R4一端、单片机U1的P1.2接口耦接，第五按键S5的一端接地，另一端和第五电阻R5一端、单片机U1的P1.3接口耦接。第二按键S2用于向单片机输入复位触发信号，第三按键S3用于向单片机输入步进增触发信号，第四按键S4用于向单片机输入步进减触发信号，第五按键S5用于向单片机输入确定触发信号。

如图4所示，显示电路包括第一驱动模块U3、第二驱动模块U4、第一数码管、第二数码管，其中，第一驱动模块U3和第二驱动模块U4均采用74HC164，第一驱动模块U3的数据输入端与单片机U1的P1.4口耦接，数据输出端与第一数码管耦接，第二驱动模块U4的数据输入端与第一驱动模块U3的数据输出端和耦接，第二驱动模块U4的数据输出端与第二数码管耦接。第一驱动模块和第二驱动模块接收单片机控制信号并分别驱动第一数码管和第二数码管,第一数码管和第二数码管用于显示单片机控制输出的电压值。

如图2所示，基准源参考电压电路包括第七电阻R7、稳压器U5、可调电阻RTA，第七电阻R7一端与电源耦接，另一端与稳压器U5的阴极和单片机U1的A15/P2.7口耦接，稳压器U5的阳极接地、参考极与可调电阻RTA的可调端耦接，可调电阻RTA的另两端分别与单片机U1的A15/P2.7口和地耦接。基准源参考电压电路为D/A转换器提供稳定的基准参考电压。

如图1所示，转换器采用DAC0832芯片U2，其第7脚至第13脚与单片机的P0口耦接，第9脚和第11脚与放大电路耦接，第1脚、第2脚、第12脚、第17脚和第18脚接地，第19脚接+5V电压。其中，第7脚至的第13脚是数据输入端，用于接收单片机输出的电压；第9脚是反馈电阻端，用于检测反馈信号并起到过流保护作用；第11脚是内部调节数字电源端，用于将脉宽调节输出给放大电路；第2脚和第18脚为写入信号端，其接地时，采用单缓冲模式的DAC0832芯片U2内部的DAC数据寄存器处于直通状态。DAC0832芯片U2为8位的D/A集成转换芯片，其基准电压输入端的电压范围为-10V至+10V，在本实施例中基准电压选用5.12V，则其基准电压输入端输出电压的分辨率为：

即DAC0832芯片U2的数据输入端每增加1，电压增加0.02V。

如图1所示，电流放大电路包括第一运算放大器AR1、第二运算放大器AR2、第六电阻R6、热敏电阻RT，其中，第一运算放大器AR1和第二运算放大器AR2的型号为OP07，第六电阻R6的阻值为10K，热敏电阻RT采用正温度系数热敏电阻。第一运算放大AR1的反相输入端与DAC0832芯片U2的第11脚耦接，输出端与第六电阻R6的一端、DAC0832芯片U2的第9脚耦接，第六电阻R6的另一端与第二运算放大器AR2的反相输入端耦接，第一运算放大器AR1的同相输入端和第二运算放大器AR2的同相输入端接地，热敏电阻RT耦接在第二运算放大器AR2的反相输入端与输出端之间。第一运算放大器AR1对DAC0832芯片U2的脉宽信号调节进行功率一级放大，经第六电阻R6限流后送往第二运算放大器AR2进行二级放大。热敏电阻RT具有过流保护作用，当电流过大或负载短路时，热敏电阻的阻值会越来越大，切断第二运算放大器AR2，第二运算放大器AR2的输出端就没有电压输出，形成过流保护作用。放大电路的放大倍数为5，放大电路输出电压的分辨率为0.02V×5＝0.1V，即调节电压时，以每次0.1V的梯度增加或降低电压。

本实用新型的工作原理是：通过键盘输入设定值，设定值通过单片机U1后输出至DAC0832转换器的DAC数据寄存器，由于其设置了基准电压5.12V，因此其经过短暂的建立获得的模拟电压输出的模拟电压为0.02V，模拟电压输出至放大电路，放大电路对电压进行放大，放大倍数为5，输出的电压为0.1V。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控直流电压源，其特征在于：包括单片机、键盘电路、基准源参考电压电路、D/A转换器和电流放大电路，其中，

键盘电路与单片机的P1口耦接，并用于向单片机输入电压输出值的调节信号；

基准源参考电压电路与单片机耦接，并用于向D/A转换器提供稳定的基准参考电压；

D/A转换器的输入端与单片机的P0口耦接，并用于将单片机输出的数字量转换成模拟量；

电流放大电路的输入端与D/A转换器的输出端耦接，并用于接收模拟量并将其放大后输出。

2.根据权利要求1所述的数控直流电压源，其特征在于：所述单片机的型号为STC85C52，其外围耦接有晶振电路和复位电路，晶振频率为12MHz。

3.根据权利要求1所述的数控直流电压源，其特征在于：所述键盘电路包括相互并联的四个按键，以及与该四个按键相对应的四个上拉电阻，该四个按键分别向单片机输入复位触发信号、步进增触发信号、步进减触发信号和确定触发信号。

4.根据权利要求1所述的数控直流电压源，其特征在于：所述基准源参考电压电路包括第七电阻、稳压器和可调电阻，稳压器的阳极接地、阴极与第七电阻和单片机耦接、参考极与可调电阻耦接。

5.根据权利要求1所述的数控直流电压源，其特征在于：所述D/A转换器为DAC0832型D/A转换集成芯片。

6.根据权利要求1所述的数控直流电压源，其特征在于：所述放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器的反相输入端与D/A转换器的输出端耦接，第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的反相输入端耦接，第一运算放大器的同相输入端和第二运算放大器的同相输入端均接地。

7.根据权利要求6所述的数控直流电压源，其特征在于：所述第一运算放大器和第二运算放大器的型号均为OP07型运算放大器。

8.根据权利要求6所述的数控直流电压源，其特征在于：所述第二运算放大器的反相输入端与输出端之间串接有一个热敏电阻，该热敏电阻用于过流保护。

9.根据权利要求1所述的数控直流电压源，其特征在于：还包括显示电路，该显示电路与所述单片机的P1口耦接，用于显示单片机控制输出的电压值。

10.根据权利要求9所述的数控直流电压源，其特征在于：所述显示电路包括第一驱动模块、第二驱动模块、第一数码管和第二数码管，第一驱动模块和第二驱动模块分别与单片机耦接，接收单片机控制信号并分别驱动第一数码管和第二数码管。

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