触摸控制式线性直流稳压电源汇总.pptVIP

触摸控制式线性直流稳压电源 要求 设计一个直流稳压电源，用触摸的方式调节输出电压值。 基本要求 发挥部分 输出电压 1.25V~6V 0~12V 电压步进 0.2V 0.05V 纹波 10mV 输出电流 不小于1A 3A 显示输出电压 √ √ 过载保护功能 有 分5档 题目分析 基本要求 发挥部分 输出电压 1.25V~6V 0~12V 基本部分1.25V起调，可以考虑用内带1.25V基准电压的稳压器，如LM317 发挥部分0V起调，控制电路应提供伏电源。 题目分析 基本要求 发挥部分 输出电压 1.25V~6V 0~12V 电压步进 0.2V 0.05V 总输出电压/步进 6/0.2=30步 15/0.05=300步 D/A位数 5位（32步） 9位（512步） 实际考虑使用D/A位数 8位（256步） 10位（1024步） 可用的D/A转换器型号 DAC0832（并行控制） TLC5620（SPI串行控制） DAC101S101（I2C串行控制） 方案一 触摸检测 变压 整流 滤波 调整管 滤波 电压采样 电流采样 输出 D/A 误差比较 D/A 电流比较 电压比较 单片机 显示 变压整流滤波 电流采样 0.9W 调压主电路 调整管功耗计算 当输入电压最大，输出电压最小，电流最大时，调整管功耗最大 调整管功耗=压差×电流 PTmax=(25V-0V) ×3A=75W ! TIP122自身散热：2W（不加散热片） 需要加较大散热片，或强制风冷。 建议使用电脑CPU散热片和风扇！ 可见，该线性稳压器效率非常低！ 电压调整步进 若DA使用5.0V电压做基准，10位DA为： 步进：5.0÷1023=4.8876mV 取样电路为0.2倍Vo，DA每个步进控制输出电压增量为4.8876×5=24.44mV 若能使DA的1LSB对应输出25mV更好 可以修正分压比为：25÷4.8876=5.115倍 电压取样分压电阻可以用2k和8.23k 可用一个8.2k电阻串联一个200欧可变电阻得到 修正后调压主电路 1W 触摸检测电路 触摸分容性触摸检测、感性触摸检测、电位检测等方式。 电位检测靠人体电位与电路电位不同，触摸瞬间相当于输入高低电平信号，触发电路工作。楼道里的触摸灯常用该方式，但电路不稳定，用于低成本和要求不高的场合。电路输入端需要做保护，否则人体静电容易击穿电路。 触摸检测电路 容性触摸比较稳定，是现在的热门技术 感性触摸是通过人手按压金属片，使金属片变形，从而改变与金属片一起构成的电感的电感量，通过振荡电路检测电感量的变换化引起的振荡频率的变化，判断是否有触摸。 感性触摸可以做到金属屏蔽，防止误触发，更可靠，但电路和检测原理更复杂。 容性触摸检测原理 覆铜板上的铜皮跟邻近的铜线、材料产生分布电容Cp 当人的手指靠近铜皮时，人手与铜皮构成了分布电容Cf 靠近的效果使得铜皮与周围物体的总电容容量增加 检测电容容量的变化，可以判断有没有人体靠近。 容性触摸检测电路一振荡频率测量法 NE555构成多谢振荡器 振荡频率fo为： fo≈1/[0.693（R1+2R2）Cp] 若Cp变化，fo也将变化 人体靠近使得电容增大，振荡频率减小 触摸检测模块布线方案 Cp不需要实际电容器，只需要在555的2脚外接一片悬空的手指大小的覆铜板铜皮即可。 触摸可以从覆铜板的另一侧隔着绝缘层触摸，电路即可感应到。 振荡频率随环境变化！ 由于铜皮跟周围的物体的分布电容受环境影响，例如空气湿度变化，电容容量将发生变化。 由于环境的变化引起的电容的变化通常在几百pF范围，而由人体引起的电容变化通常在几十pF！ 环境变化是缓慢变化的，人体触摸则属于快变。 通过软件程序可以分辨触摸引起的电容变化。 环境因素和触摸对振荡频率的影响 环境因素和触摸对振荡频率的影响 绿色箭头指示频率变化超过阈值的情况 频率阈值 容性触摸的软件识别 原理：将单片机当前测得的频率值与前几次测得的频率的平均值比较，若超过平局值一定范围（阈值），则有触摸或释放事件。 容性触摸的软件识别 定义本次测量的频率值为f当前 定义前n次频率值的平均值为f平均 定义阈值为f阈 则有：f平均=（f平均×n+ f当前）/(n+1) if f当前 f平均-f阈 out=1 //有触摸 elseif f当前 f平均+f阈 out=0 //有释放 else out=out //不动作 例如：n=7, f平均=(f平均×7+ f当前)÷8 程序的验证 例如频率平均值为10000，多次测量的值依次为： 10000,10004,1