基于VUSB技術(shù)的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計

#define USB_CFG_IOPORTNAME D//這個接口連接USB總線。當(dāng)配置為D時，寄存器PORTD,PIND and DDRD將有效。

#define USB_CFG_DMINUS_BIT 1//位配置，是在USB_CFG_IOPORT 中連接USB D-的線。可以配置為接口的任何位。

#define USB_CFG_DPLUS_BIT 2//位配置，是在USB_CFG_IOPORT 中連接USB D+的線。也可以連接到任意口，但是注意D+一定要連接都中斷口INT0

2)單片機(jī)在接收到讀取數(shù)據(jù)命令時會自動調(diào)用usbFunctionSetup(uchar data[8])，在函數(shù)內(nèi)把全局指針*usbMsgPtr指向所要發(fā)送的數(shù)據(jù)首地址，然后返回(函數(shù)返回值)所發(fā)送數(shù)據(jù)的長度就可以了。由于采用的是命令包方式傳輸數(shù)據(jù)，每次只能接收4個字節(jié)的有效數(shù)據(jù)，存儲在data[2]~data[4]中。

3)初始化時需要將MAX522的輸出置為關(guān)閉狀態(tài)。

寫入MAX522時首先寫入8位控制字，然后寫入8位DAC數(shù)據(jù)。

2.2 上位機(jī)軟件

上位機(jī)用C# 語言進(jìn)行編寫，驅(qū)動采用一款名為LibUsbDotNet的開源USB上位機(jī)驅(qū)動庫文件。此驅(qū)動庫文件還提供了供。NET平臺調(diào)用的USB接口函數(shù)。使用時需包含相應(yīng)的動態(tài)鏈接庫文件。

上位機(jī)軟件主要包括顯示設(shè)備連接狀態(tài)、寫入電壓值及讀取當(dāng)前電壓值等功能。上位機(jī)軟件流程圖如圖6所示。

圖6 上位機(jī)軟件流程。

只有在總線請求為用戶自定義類型(Vendor)時單片機(jī)才會調(diào)用usbFunctionSetup(uchar data[8])這個函數(shù)，所以傳輸數(shù)據(jù)是通過發(fā)送用戶自定義類型的Setup數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)的。讀數(shù)據(jù)時設(shè)置此數(shù)據(jù)包為IN,同時寫入需要讀取的字節(jié)數(shù)。寫入數(shù)據(jù)時設(shè)置數(shù)據(jù)包為OUT,4字節(jié)的有效數(shù)據(jù)則包含在所建立的8字節(jié)Setup數(shù)據(jù)包的data[2]~data[4]之中。

3 實驗驗證與分析

本數(shù)控直流穩(wěn)壓電源在使用之前需進(jìn)行校零。在初始狀態(tài)下，調(diào)節(jié)集成運放μA741的外接調(diào)零電阻使集成運放輸出為0,調(diào)節(jié)射極輸出器偏置電阻R13使輸出電壓為0.

在輸出最大的情況下，調(diào)節(jié)輸出集成運放的比例放大電阻R14,使得輸出電壓為12V.

校零之后將上位機(jī)設(shè)置電壓值與實際輸出電壓進(jìn)行對比實驗，實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 電壓輸出對比實驗結(jié)果

所設(shè)計電壓源實際輸出值與設(shè)定值偏差較小，能夠滿足0~12V連續(xù)可調(diào)輸出，步進(jìn)值為0.1V的使用要求。

4 結(jié) 論

設(shè)計了一種以單片機(jī)為主，基于VUSB技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸控制的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源。輸出電壓值由單片機(jī)控制，步進(jìn)調(diào)節(jié)方便，輸出穩(wěn)定。既可以作為單獨的電源使用，也可以嵌入到其他需要步進(jìn)電壓模塊的測試系統(tǒng)之中。