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±20V可调稳压电源（带电压同步显示），附代码

zhuwei0710
高工
2013-10-15 10:21:50 打赏


水平有限，画电压表电路图有压力，有机会尽量补上
发出来给新手看一下，写了一下制作过程中遇到的一些问题，有些错误的地方请大家提出来


电源参数：
可调电压范围±0.02V～±20V
纹波<1mV
0-7V输出1A电流
7-12V输出0.5A电流
（变压器功率20W）



电压表参数：
测量范围0～±20V
正电压误差<0.1V
负电压误差<0.08V （我比较懒，这个误差还可以调下程序缩小的，但是第一个小电压表把我折腾的够呛的，所以电路焊好之后，程序大致上那样就没管它了）



（因没有电子负载，用5V直流电机和12V直流电机作负载测试最大电流，7V时最大输出1A电流，12V时最大输出0.5A电流，电流超过此标准输出电压mv级减小。分析原因：变压器功率不足，散热片散热能力不够。）



电路图采用的是LM317和LM337基本应用电路，稍微作了一些修改。由于LM317的基准电压是1.25V，输出电压下限为1.25V，所以需要在它的输出接地端需要外加一个-1.25V的电压来抵消它的基准电压，从而实现输出0V起调；LM337同理，在电位器和地之间接一个1.25V的电压来抵消-1.25V，这里使用了2个1.235V的电压基准，就是图中的LM385-1.2，与之串联的电阻和LED分别用来限流和做指示灯。关于电容的选择，104用来减少高频干扰，焊接电路时离稳压片输入端越近越好；4.7uf的小电容用来稳定稳压片的工作；2200uf大电容，用来滤低频波，使输出电压平滑稳定，如果需要输出大电流需要加大电容容量，并加大功率三极管扩大输出电流。


关于数码管电压实时显示,使用的是STC15F204EA单片机（单片机自带8通道10位AD转换功能），电压表供电由该电源提供，使用LM7815和LM7815稳压给运放供电，使用LM7805稳压给单片机供电；考虑到成本，使用单片机自带AD功能。关于单片机外围电路，因为此单片机只能采样不超过他的工作电压的电压，单片机正电压采样电路用电阻分压来扩大它的测量范围，为了提高精度，当采样电压小于4.1V时自动切换AD通道由单片机直接采样；负电压的采样，用的是反相比例运算电路，放大倍数为0.209倍，所测电压经反相运算放大后再送到单片机I/O口。电压基准使用的是TL431，电压为2.5V。数码管显示部分，带有小数点自动切换功能，数码管位选由单片机控制138译码器实现，段选直接由单片机I/O口控制。


实际制作这个电压表的时候，开始是先做了一个简易的只能测量正电压的电压表，熟悉了AD转换之后，又开始做双显示正负电压的电压表，制作过程中，遇到很多问题，也学到了很多。数码管显示暗淡，需要外加驱动电路，后来在芯片手册里看到STC15F204EA带有强推挽输出，所以就在程序里设置了I/O推挽的输出，免去了数码管驱动电路；然后就是数码管消隐，刚开始做的时候显示的数字很不清晰，然后在网上看了一些关于数码管消隐的例程，知道了消隐的原理之后，修改程序把显示部分做好了；还有就是运放的使用，刚开始做的时候，使用的是一般的音频运放，运放工作很不稳定，无法稳定输出，在论坛问了一些网友，按他们推荐的去买了个仪表用运放，然后把电路板上的运放电路那块拆了，重新焊上新运放，焊好之后，用电压表测量，0输入的时候饱和输出，就是一直输出最大电压VCC，不知道什么原因，又去网上看一些运放电路的知识，偶然看到了运放供电需要加去耦电容，然后尝试着在供电两端各加了一个10uf电容，再测输出，为零点几毫伏了，然后调节调0电阻，使输出为0，给运放加上输入信号，慢慢调节输入电压，和运算电路输出电压比较，放大倍数一直是0.209很稳定，运放工作正常。


下面是制作过程中的拍的几张图片


电源



第一次做的电压表。。。。




两个数码管洞洞板不好焊，只能这样先处理数码管






万用表只有一个。。。所以那个小电压表也上场了





[font='宋体']











秀秀我的书桌，工具不多，暂时够用了~~








[ 电压表程序，自己胡乱写的，哪位高手能帮忙改一下，提高一下效率


  1. #include
  2. #include
  3. #define ADC_POWER 0x80 //ADC 电源控制位
  4. #define ADC_FLAG 0x10 //ADC 完成标志
  5. #define ADC_START 0x08 //ADC 启动控制位
  6. #define ADC_speed_LL 0x00 //540 时钟
  7. #define ADC_speed_L 0x20 //360 时钟
  8. #define ADC_speed_H 0x40 //180 时钟
  9. #define ADC_speed_HH 0x60 // 90 时钟
  10. typedef unsigned long ul;
  12. void delay(unsigned int x); //函数声明
  14. void LCD_one(ul LedNumVal); //函数声明
  16. void LCD_two(ul LedNumVal); //函数声明
  18. void Delay1ms(); //函数声明
  20. void Delay150us(); //函数声明
  22. void AD_Init(); //函数声明
  24. ul ADC(unsigned char m); //函数声明
  26. void Delay200us(); //函数声明
  28. unsigned char code Disp_Tab[] = {0xd7,0x11,0xcd,0x5d,0x1b,0x5e,0xde,0x15,0xdf,0x5f}; // 数组 0-9
  30. unsigned char code dispbit[8]={0x00,0x80,0x40,0xc0,0x20,0xa0,0x60,0xe0}; // 位选控制 8位
  32. /************主函数**********************/
  33. void main()
  34. {
  36. ul V1,V2,Int_V1,Int_V2,Int_V1S,Int_V2S,Vcc, Vcc_S;
  37. unsigned char m,M;
  40. P3M1=0x00;
  41. P3M0=0xff; //设置P3口强推挽输出
  42. AD_Init(); //AD初始化
  43. M=1;
  45. while(1)
  46. {
  47. Int_V1S=0;
  48. Int_V2S=0;
  49. Vcc_S=0;
  50. m=0;
  53. if(M==0)
  54. {
  55. for(m;m<10;m++)
  56. {
  59. Delay200us(); //采样电压等待时间
  62. Int_V1S += ADC(6);
  63. Delay200us();
  64. Int_V2S += ADC(3);
  65. Delay200us();
  66. Vcc_S += ADC(7);
  67. Int_V1 = Int_V1S/10;
  68. Int_V2 = Int_V2S/10;
  69. Vcc = Vcc_S/10; //采样10次电压求平均值
  71. }
  74. V1=2500*Int_V1/Vcc;
  75. V2=25*488*Int_V2/Vcc;
  76. LCD_one(V1); //电压显示
  77. LCD_two(V2);
  78. if(2500*Int_V1/Vcc>4000)M=1;
  81. }
  82. if(M==1) //这里的if语句实现量程转换 M==0时ADC通道6-P1.6直接采样电压
  83. { // M==1时ADC通道4-P1.4采样电阻分压后的电压
  84. for(m;m<10;m++)
  85. {
  88. Delay200us(); //采样电压等待时间
  89. Int_V1S += ADC(4);
  90. Delay200us();
  91. Int_V2S += ADC(3);
  92. Delay200us();
  93. Vcc_S += ADC(7);
  94. Int_V1 = Int_V1S/10;
  95. Int_V2 = Int_V2S/10;
  96. Vcc = Vcc_S/10; //采样10次电压求平均值
  98. }
  101. V1=2500*5*Int_V1/Vcc;
  102. V2=25*488*Int_V2/Vcc;
  103. LCD_one(V1); //电压显示
  104. LCD_two(V2);
  105. if(25*496*Int_V1/Vcc<4000) M=0;
  108. }
  109. }
  110. }
  115. /*******数码管显示函数*************/
  116. void LCD_one(ul LedNumVal)
  117. {
  118. unsigned int LedOut[4]; //变量定义
  121. if(LedNumVal>9999)
  122. {
  123. LedOut[0]=Disp_Tab[LedNumVal%100000/10000]; // 千位
  124. LedOut[1]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000]|0x20; // 百位
  125. LedOut[2]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100]; // 十位
  126. LedOut[3]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10]; // 个位
  127. }
  128. if(LedNumVal<10000)
  129. {
  130. LedOut[0]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000]|0x20; // 千位
  131. LedOut[1]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100]; // 百位
  132. LedOut[2]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10]; // 十位
  133. LedOut[3]=Disp_Tab[LedNumVal%10]; // 个位
  134. } // if语句 实现 小数点自动切换
  137. P3=LedOut[3];
  138. P2=dispbit[0];
  139. P10=1;
  140. delay(500);
  141. P10=0;
  145. P3=LedOut[2];
  146. P2=dispbit[1];
  147. P10=1;
  148. delay(500);
  149. P10=0;
  153. P3=LedOut[1];
  154. P2=dispbit[2];
  155. P10=1;
  156. delay(500);
  157. P10=0;
  160. P3=LedOut[0];
  161. P2=dispbit[3];
  162. P10=1;
  163. delay(500);
  164. P10=0;
  169. }
  170. void LCD_two(ul LedNumVal)
  171. {
  172. unsigned int LedOut[4]; //变量定义
  174. if(LedNumVal>9999)
  175. {
  176. LedOut[0]=0x08; //显示负号
  177. LedOut[1]=Disp_Tab[LedNumVal%100000/10000];
  178. LedOut[2]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000]|0x20;
  179. LedOut[3]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100];
  181. }
  182. if(LedNumVal<10000)
  183. {
  184. LedOut[0]=0x08;
  185. LedOut[1]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000]|0x20;
  186. LedOut[2]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100];
  187. LedOut[3]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10];
  189. } // if语句 实现 小数点自动切换
  192. P3=LedOut[3];
  193. P2=dispbit[4];
  194. P10=1;
  195. delay(500);
  196. P10=0;
  200. P3=LedOut[2];
  201. P2=dispbit[5];
  202. P10=1;
  203. delay(500);
  204. P10=0;
  208. P3=LedOut[1];
  209. P2=dispbit[6];
  210. P10=1;
  211. delay(500);
  212. P10=0;
  215. P3=LedOut[0];
  216. P2=dispbit[7];
  217. P10=1;
  218. delay(500);
  219. P10=0;
  223. }
  224. /***********AD初始化***************/
  225. void AD_Init()
  226. {
  227. P1M1=0xfe;
  228. P1M0=0x08; //设置高阻和开漏，ADC采样运放输出端电压时需要断开相应I/O口内部上拉，即开漏输入
  229. ADC_RES=0x00;
  230. ADC_RESL=0x00;
  231. P1ASF=0xfe;
  232. ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_speed_LL;
  233. Delay1ms();
  234. }
  236. /*********电压采样*********/
  238. ul ADC(unsigned char m)
  239. {
  240. if(m==3)
  241. {
  242. ADC_CONTR &=0xf8; //清空通道
  243. ADC_CONTR |=0x03; //更换通道
  244. Delay150us(); //更换通道延时
  245. }
  246. if(m==4)
  247. {
  248. ADC_CONTR &=0xf8;
  249. ADC_CONTR |=0x04;
  250. Delay150us();
  251. }
  252. if(m==6)
  253. {
  254. ADC_CONTR &=0xf8;
  255. ADC_CONTR |=0x06;
  256. Delay150us();
  257. }
  258. if(m==7)
  259. {
  260. ADC_CONTR &=0xf8;
  261. ADC_CONTR |=0x07;
  262. Delay150us();
  263. }
  264. ADC_CONTR |=ADC_START; //开启AD转换
  265. _nop_();
  266. _nop_();
  267. _nop_();
  268. _nop_();
  269. while(!(ADC_CONTR & 0x10));
  270. ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;
  271. ADC_RES = (ADC_RES<<2)|ADC_RESL; //高八位按位左移2位与低两位结果按位或运算得到10位转换结果
  272. return ADC_RES; //返回10位AD转换结果
  273. }
  274. /*******************延时函数**********/
  275. void delay(unsigned int x)
  276. {
  277. char j;
  278. for(x; x> 0; x--)
  279. for(j = 400; j > 0; j--);
  280. }
  281. void Delay1ms() //@12.000MHz
  282. {
  283. unsigned char i, j;
  284. i = 2;
  285. j = 239;
  286. do
  287. {
  288. while (--j);
  289. } while (--i);
  290. }
  292. void Delay150us() //@12.000MHz
  293. {
  294. unsigned char i, j;
  296. i = 2;
  297. j = 189;
  298. do
  299. {
  300. while (--j);
  301. } while (--i);
  302. }
  304. void Delay200us() //@12.000MHz
  305. {
  306. unsigned char i;
  308. _nop_();
  309. i = 97;
  310. while (--i);
  311. }
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关键词： 可调 稳压电源 电压 同步 显示 代码 电压表 输

wangpeng419
菜鸟
2015-08-03 22:54:11 打赏
2楼

楼主，可否加个qq，有的地方不懂想跟你交流下


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电子爱好24
菜鸟
2016-05-29 13:17:25 打赏
3楼
不错啊

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764231563
菜鸟
2016-06-10 21:53:09 打赏
4楼
很厉害

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vaioshop
专家
2016-06-10 23:23:54 打赏
5楼
不错的DIY。支持一下。

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star2002sun
菜鸟
2016-10-01 17:01:09 打赏
6楼
不明觉厉

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loading1987
专家
2016-12-02 07:47:35 打赏
7楼
厉害

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chiwang1121
工程师
2016-12-06 16:33:27 打赏
8楼
围观下，呵呵！ 收藏了

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