1 數控電源總體設計

　　1.1總體原理方案設計。數控電源由130伏電源模塊供電，并由單片機、D/A變換器、線性電源等部件組成。數控電壓由工控機控制輸出，通過串口輸出控制指令到單片機，單片機接受控制信號后，輸出數字信號發送至D/A轉換器模塊。D/A轉換器輸出差動電流，經過電流電壓轉換電路，并放大后，得到最終設計的電壓。本文設計為八位精度電源，擬采用單片機的PO口進行數字信號的輸出控制。如果在以后過程中需要更高精度的電源模塊，可以通過控制單片機更多vo口輸出數字信號，同時選擇更高精度的D/A轉換模塊來實現。

　　1.2 電源精度設計。實際電壓值，需要經過數值轉換，得到串口調試程序中的輸入電壓值。(所進行設計的數控電源當單片機輸出為00000000時，數控電源的輸出電壓是-12V；當單片機輸出為11111111時，數控電源的輸出電壓是+12V。2 硬件電路設計

　　根據上一節所述，整個電路設計部分，主要包括數模轉換電路，電流電壓轉換電路、電壓放大電路和電源模塊幾個部分。

　　2.1 數模轉換電路。數模轉換電路主要包括單片機和數模轉換器兩個器件和其對應的附屬結構，主要是由單片機P0口發出數字信號，數模轉換器接受信號以后，經過轉換，從11和12口以差動電流的方式輸出信號。單片機選擇市場上最常見的80C51單片機，模數轉換器選擇DAC0832 8位雙緩沖器D／A轉換器。

　　2.2 電流電壓轉換電路。

　　兩端接電流環兩端，阻值用500Ω，可由兩只1kn電阻并聯實現。這樣輸入電流4mA對應電壓2V，輸入電流20mA對應電壓10V。A1設計增益為l，對應輸出電壓為-2~10V。故要求電阻R3，R4，R5和R6+R7阻值相等。這里選R3=R4=R5=10kΩ；選R6=9.1kΩ，R7=2kΩ。R7是用于調整由于電阻元件不對稱造成的誤差， 使輸出電壓對應在-2~10V。變化范圍為-2-(-10)=8V，而最終輸出應為-10～+10V，變化范圍10V-(-10V)=20V，故A2級增益為20W8V=2.5倍，又輸入電流為12mA時，Al輸出電壓為-12mAx0.5mA=-6V。此時要求A2輸出為0V。故在A2反相輸入端加入一個+6V的直流電壓，使A2輸出為0。A2運放采用反相加法器，增益為2.5倍。取R10=R14=10kΩ，R12=22kΩ。R13=5kΩ，R9=R10//R12//R13=4kl-I，取標稱值R9=3.9kQ。

　　反相加法器引入電壓為6V，通過穩壓管經電阻分壓取得，穩壓管可選穩定電壓介于6～8V間的系列。這里取穩定電壓為6．2V，工作電流定在5mA左右，電位器電流控制在1～2mA左右。這里IRl3=6.2V／2K=3.1mA。

　　則有：

　　取標稱值R8=750Ω。式中12V為電路工作電壓。Rll用于設置改變增益或變換的斜率(4mA為-10V，20mA為+10)，通過調整R11使變換電路輸出滿足設計要求。

　　總結：以上利用80C51作為主控芯片，控制數模轉換模塊DAC0832的輸出電流大小，通過電流一電壓轉換電路、集成運算放大器放大后輸出最終的參考電壓，可以實現0.1V的步進。利用單片機對直流穩壓電源進行控制，改善了電源的性能，使用方便靈活，且成本較低。