毕业论文基于单片机简易数控直流电压源的设计[1]1
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摘要本文主要论述了一种基于AT89C51单片机为核心控制器的数控直流稳压电源的设计原理和实现方法,其主要由辅助电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、稳压电路和模数转换电路六部分组成。
该系统原理是以AT89C51单片机为控制单元,以数模转换芯片DAC0832输出参考电压,以模数转换芯片TLC1534对采样值进行转换为数字信号。
辅助电源提供各个芯片、数码管和放大器所需工作电压,显示电路用于显示电源输出电压的大小,输出电压值可通过按键对其进行步进控制(±0.1V),并且在按键长时间按下的时候能连续增加或减小。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
该系统具有抗干扰性能好,可靠性高,及最终输出电压值与真实显示值精确度较高等优点。
关键词: 数控直流稳压电源 AT89C51 DAC0832 TLC1543Design of Digital Power sourceAbstractThe method of this paper based on the AT89C51 microcontroller core of the numerical controller DC power supply design theory and realization. The digital DC power supply from the analog power, display circuit, control circuit, digital-to-analog conversion circuit, regulator circuit andanalog-to-digital converter circuit composed of six parts.This system is based on the principle of single-chip microcomputer to control the unit AT89C51 to DAC0832 digital-to-analog converter chip reference voltage to control the output voltage, while the analog-to-digital converter ADC0832 chip convert the sampling of voltage to digital signals. Analog power supply to provide the various chips, digital amplifier control and the required operating voltage, display circuit for displaying the size of power supply output voltage, output voltage value may be stepping through the control button (± 0.1V), and a long button press when under the continuous increase or decrease. And compared to the traditional regulated power supply with easy to operate, high power stability, as well as the size of the output voltage characteristics of the use of digital display. This system has the resistance to interference well, the reliability is high, and finally output voltage value and real demonstration value precision higher merit.Key words: Digital DC Voltage-stabilized Power Source AT89C51 DAC0832 TLC1543目录摘要 (I)Abstract.................................................................................................................................. I I 绪论 (1)1 直流稳压电源 (3)1.1 直流稳压源概述 (4)1.1.1 直流稳压源的定义 (4)1.2 方案的比较与选择 (4)1.2.1 传统直流稳压源 (4)1.2.2 数控直流稳压电源 (5)1.2.3 方案的最终选择 (6)2 数控直流稳压电源设计 (7)2.1 系统总体设计方案 (7)2.2 数控直流稳压源总体结构 (7)3 数模转换模块设计与实现 (9)3.1 芯片方案选择 (9)3.2 DAC0832的简介 (9)3.3 DAC0832的引脚功能 (10)3.4 D/A时序图 (11)3.5 DAC0832数模转换模块的设计与实现 (11)4 TLC1543模数转换模块设计与实现 (13)4.1 TLC1543的简介 (13)4.2 TLC1543的特点 (13)4.3 TLC1543的引脚功能 (14)4.4 TLC1543的设计与实现 (14)5 辅助电源、升压﹑串联线性稳压模块的设计与实现 (15)5.1 辅助电源模块 (15)5.2 升压模块的分析 (16)5.2.1 MC34063简介 (16)5.2.2 MC34063的特点 (16)5.2.3 MC34063的电路原理 (16)5.2.4 MC34063模块的应用 (17)5.3 串联线性稳压模块 (17)5.3.1 集成运放作比较电路 (18)5.3.2 集成运放作比较电路原理 (19)5.3.3 串联线性稳压电路的应用 (19)5.3.4 LM358简介 (19)5.3.5 LM358特点 (20)6 控制﹑显示和键盘模块的设计与实现 (21)6.1 控制模块的分析 (21)6.1.1 单片机简介 (21)6.1.2 AT89C51单片机简介 (23)6.1.3 AT89C51单片机的性能参数: (23)6.1.4 AT89C51 内存空间 (24)6.1.5 AT89C51单片机的功能特性概述 (24)6.1.6 AT89C51接口设计 (27)6.1.7 外接MAX202的应用 (28)6.1.8 串口通信总线接口RS232(9芯)简介 (28)6.2 显示模块 (29)6.2.1 数码显示输出部分 (29)6.2.2 74HC373简介 (31)6.2.3 ULN2003简介 (32)6.3 键盘模块 (34)7 系统的软件设计 (35)7.1 开发工具介绍 (35)7.2 软件设计的概述 (35)8 单片机系统抗干扰说明和电路的实际调试 (40)8.1 单片机系统抗干扰说明 (40)8.2 显示模块和键盘的调试 (42)8.3 升压模块的调试 (42)8.4 串联线性稳压模块的调试 (43)8.5 AD/DA模块的调试 (43)9 设计总结和展望 (44)9.1 设计总结 (44)9.2 展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)附录A 源代码 (48)绪论电源技术尤其是数控电源技术是一门践性很强的工程技术,服务于各行各业。
本科生毕业论文基于单片机的数字直流稳压电源的设计毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文《基于单片机的数字直流稳压电源的设计》是本人在指导老师的指导下,独立研究、写作的成果。
论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在论文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名:年月日基于单片机的数字直流稳压电源的设计摘要随着电子技术的不断发展,直流稳压电源已被运用于各类电子设备,仪器仪表与实际工程当中。
随着科技的进步,各行业对所需直流电源有了更高要求,需要精度更高,调节范围更广,输出功率更大,性能更稳定的直流稳压电源。
因而对其整体设计有了更高要求,需改变陈旧的设计思路及方法,为先进的设计思想以及电子元器件提供更创新的应用。
本文主要介绍了以AT89S52单片机为主控制器的直流稳压电源的设计方法,通过键盘设置直流电源的输出电压,数码管动态显示原理,定时中断原理,以此了解单片机的应用,同时介绍了数模转换芯片DAC0832和存储芯片24C01的工作原理。
由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成其系统。
输出电压范围在0~24V,最大电流可达330mA,设置步进等级能达0.1V,并显示其实际输出电压值。
本系统由单片机程序控制数字输出信号,以其作为核心,用LED数码管显示输出电压,通过按键增加或减少输出电压。
首先,本文将概述数字直流稳压电源的研究目的与意义,以及国内外发展状况,研究方法和整体设计思路。
其次,本文将主要介绍数字直流稳压电源的基本原理,硬件组成与其系统硬件电路设计。
并阐述数字直流稳压电源的整体设计思路以及数字直流稳压电源的功能模块设计及流程图最后,本文将介绍数字直流稳压电源系统的软件设计。
在附录中,本文还将给出系统的程序清单,供参考之用。
【关键词】:数控电源,AT89S52单片机,直流稳压,数模转换AbstractWith the continuous development of electronic technology, DC voltage has been applied to a variety of electronic equipment, instruments and practical engineering. With advances in technology, the industry has higher requirements for DC power required, need higher precision and a wider adjustment range, the output power is greater, more stable DC power supply.Thus have higher requirements for the overall design, need to change old design thinking and methods for advanced design idea and the application of electronic components with more innovative. This article introduces the AT89S52 Single-chip microcomputer design method of controller of DC power supply, keyboard sets the output DC power supply voltage, digital animating principle, principles of timing interrupt in order to understand the application of single-chip, along with a DAC chip memory chip 24C01 and DAC0832 works. Translates the analog power supply and control circuits, digital circuits, amplifiers, display circuits and other parts of their system. 0~24V output voltage range, the maximum current of 330mA, sets the step level of 0.1V, and its actual output voltage value is displayed.This system controlled by single chip digital output signal, in its capacity as the core, with LED digital tube display output voltage by pressing the increase or decrease in the output voltage.First of all, this article outlines digital DC voltage-stabilized power supply for research purpose and meaning, and developments at home and abroad, research methods, and overall design. Secondly, this article introduces the basic principles of digital DC voltage-stabilized power supply, hardware and system hardware circuit design.And set out the overall design as well as digital DC voltage-stabilized power supply features digital DC voltage-stabilized power supply module design and flowchartFinally, this article describes digital software designs of DC power supply system.In the Appendix, the article will list of system procedures, for reference purposes. [Keywords]:NC power supply, AT89S52 SCM, DC, DAC目录1绪论 (1)1.1数字直流稳压电源的研究目的及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (2)1.3研究的方法 (2)1.4 论文构成及整体设计思路 (2)2 数字直流稳压电源原理介绍 (3)2.1 方案选择及总体设计原理 (3)2.2 单片机AT89S52介绍 (4)2.3 矩阵式键盘扫描原理 (5)2.4 数码管动态显示原理 (6)2.5 DAC0832和24C01的使用介绍 (7)3数字直流稳压电源硬件电路设计 (11)3.1稳压电源数字部分电路 (11)3.1.1 单片机外围接口电路 (11)3.1.2 数字部分电路PCB设计 (18)3.2 稳压电源模拟部分电路 (19)3.2.1 电源部分电路 (19)3.2.2 输出电压控制单元电路 (20)4数字直流稳压电源软件程序设计 (25)4.1系统软件流程图 (25)4.2 系统程序的介绍 (27)结论 (31)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (44)1 绪论本章将介绍数字直流稳压电源系统研究的目的及意义,国内外电源技术的发展状况,系统的研究方法和整体设计思路,论文的构成以及系统的研究内容。
本文主要论述了一种基于51单片机为核心控制器的数控直流电源的设计原理和实现方法。
该电源具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和电流信号可同时显示功能。
文章介绍了系统的总体设计方案,其主要由微控制器模块、稳压控制模块、电压/电流采样模块、显示模块、键盘模块、电源模块五部分构成。
该系统原理是以STC89C52单片机为控制单元,以数模转换芯片DAC0832输出参考电压控制电压转换模块LM317输出电压大小,同时输出稳压、恒流采用模数转换芯片ADC0832对采样的电压、电流转换为数字信号,再通过单片机实现闭环控制。
文章最后对数控直流电源的主要性能参数进行了测定和总结,并对其发展前景进行了展望。
单片机(MCU);数模转换器(DAC);模数转换器(ADC);闭环控制惠州学院毕业论文Based on the 51 microcontrollernumerical DCpower supply designAuthor:Liu Xuezhi Major:Electronic information technologyTeacher:Huang Lin Title:Associate ProfessorAbstractThe method of this paper based on the 51 microcontroller core of the numericalcontroller DC power supply design theory and realization. The power supply has some functions such as presetting voltage, stepping adjustment, displaying the output voltagesignals and current signals at the same time. This paper introduces a general designing plan ofthe system, which is mainly consisted of micro-controller module, DC Regulatorsmodule,voltage/current sampling module, display module, keyboard module, power supply module.The system is based on the principle of single-chip microcomputer to control the unit STC89C52 to DAC0832 digital-to-analog converter chip reference voltage to control theoutput voltage LM317 output voltage conversion module size, while the output voltage regulator, current use of analog-to-digital converter ADC0832 chip sampling of voltage andcurrent converted to digital signals, and then through the single-chip closed-loop control toachieve. Article on the main DC power supply CNC performance parameters were measured and summarized, and their development prospects.Keywords microcontroller (MCU) ,the Digital to Analog (DAC),the Analog toDigital (ADC),the closed-loop control基于51单片机数控直流电源的设计1.前言………………………………………………………………………………11.1研究背景及意义…………………………………………………………………11.2国内外研究现状…………………………………………………………………11.3课题的主要内容…………………………………………………………………21.4论文的总体结构…………………………………………………………………32.方案论证与设计基础知识…………………………………………………………32.1方案设计与论证…………………………………………………………………32.2主控单片机(MCU) (5)2.3液晶显示屏(1602)……………………………………………………………62.4三端可调稳压器…………………………………………………………………82.5运算放大器OP07 (9)2.6数模转换芯片 (10)2.7模数转换芯片 (11)3.系统电路原理及硬件实现 (12)3.1系统总体框图 (12)3.2系统模块电路设计……………………………………………………………133.2.1单片机控制模块………………………………………………………………13惠州学院毕业论文3.2.2稳压控制模块…………………………………………………………………143.2.3电压与电流采样模块…………………………………………………………153.2.4显示模块………………………………………………………………………183.2.5电源模块………………………………………………………………………193.2.6键盘模块………………………………………………………………………203.3系统整体原理图………………………………………………………………204.系统的软件设计…………………………………………………………………214.1软件设计思路…………………………………………………………………214.2系统软件流程…………………………………………………………………214.2.1主程序模块……………………………………………………………………214.2.2闭环比较程序模块…………………………………………………………235.系统测试与误差分析……………………………………………………………245.1系统测试………………………………………………………………………245.1.1软件测试……………………………………………………………………245.1.2硬件测试……………………………………………………………………245.1.3系统整体测试…………………………………………………………………255.2误差分析………………………………………………………………………266.设计总结和展望…………………………………………………………………27致谢…………………………………………………………………………………29参考文献……………………………………………………………………………30附录1系统整体原理图………………………………………………………………31附录2系统源程序……………………………………………………………………32基于51单片机数控直流电源的设计1.1.1电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
哈尔滨学院本科毕业论文(设计)题目:基于单片机的数控电源设计院(系):理工学院专业:电子信息工程年级:2006级姓名:学号:指导教师:职称:2010年6月19 日目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (3)第一章系统要求与方案选择 (4)1.1概述 (4)1.2系统要求 (5)1.3方案选择 (5)1.2.1开关稳压电源 (5)1.2.2线性稳压电源 (6)1.4最终方案 (6)第二章系统的硬件设计 (7)2.1系统的总体框图与基本原理 (7)2.1.1系统的主要性能指标 (7)2.1.2原理框图 (7)2.1.3系统整体设计 (7)2.1.4系统工作原理 (8)2.2供电电路 (8)2.2.1供电电路供电原理 (8)2.2.2供电电路图 (10)2.3人机界面电路设计 (11)2.3.1 AT89S51简介 (11)2.4.1 D/A转换器的选择 (15)2.4.2 D/A转换电路原理与应用 (15)2.5A/D转换电路及其与单片机接口 (16)2.5.1 A/D转换器的选择 (16)2.5.2 A/D转换电路应用 (17)2.5.3 A/D转换电路及其与单片机接口电路图 (17)2.6反馈稳压及保护电路 (17)2.6.1串联反馈式稳压电路工作原理 (18)2.6.2保护电路工作原理 (18)2.6.3串联反馈式稳压电路及保护电路 (18)第三章系统的软件设计 (20)3.1系统软件流程 (20)3.1.1系统流程图 (20)3.2软件设计 (21)3.2.1键盘的软件设计 (21)3.2.2显示的软件设计 (22)3.2.3 D/A的软件设计 (22)3.2.4 A/D的软件设计 (23)第四章系统测试 (24)4.1系统测试 (24)4.2设计总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)后记 (27)摘要现实的生活和实验中,常常要用到各种各样的电源,电压要求亦多样化。
如何设计一个电压稳定,输出电压精度高,并且调节范围大的电压源,成了电子技术应用的热点。
直流数控电压源设计一.系统硬件设计结构框图本数控直流稳压电源的设计以一稳压电源为基础,以高性能单片机系统为控制核心,以稳压驱动放大电路、短路保护电路为外围的硬件系统,在检测与控制软件的支持下实现对电压输出的数字控制,通过对稳压电源输出的电压进行数据采样与给定数据比较,从而调整和控制稳压电源的工作状态及监测开关电路的输出电流大小。
本数控直流稳压电源实现以下功能:键盘可以直接设定输出电压值;可快速调整电压;LCD显示电压值等。
1.1 8051简介我们采用8051系列的AT89S51作为CPU,AT89S51是一种带4K字节FLASH可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
1.2 主要特性1)与MCS-51兼容;2)8位字长的CPU;3)可在线ISP编程的4KB片内FLASH存储器,用于程序存储,可擦写1000次;4) 256B的片内数据存储器,其中高128字节地址被特殊功能寄存器SFR占用;5)可编程的32根I/O口线(P0~P3);6)2个可编程16位定时器;7)一个数据指针DPTR;8)1个可编程的全双工串行通信口;9)具有“空闲”和“掉电”两种低功耗工作方式;10)可编程的3级程序锁定位;11)工作电源的电压为5(1±0.2)V;12)振荡器最高频率为24MHz;13)编程频率3 ~24 MHz,编程电流1mA,编程电压为5V。
1.3芯片引脚排列与名称DIP封装形式的AT89S51的芯片引脚排列与名称如图1所示。
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位,并行,图1 AT89S51的芯片引脚排列与名称漏极开路双向I/O口,作为输出时可驱动8个TTL负载。
陕西理工学院课程设计课题:基于单片机直流电压源设计班级:电子103学生学号:1013014093学生:颂镭指导老师:王文洋1设计任务及要求 (1)2方案比较并确定 (1)2.1方案一: (1)2.2方案二: (2)2.3两种方案比较 (3)3.系统硬件设计结构框图 (4)3.1 8051简介 (4)3.2 主要特性 (4)3.3芯片引脚排列与名称 (5)4 键盘控制器MM74C922 (6)4.1 简介 (6)4.2 主要特性 (7)4.3芯片引脚排列与名称 (7)4.4 D/A转换器DAC0832 (7)4.4.1简介 (7)4.4.2 主要特性 (8)4.4.3芯片引脚排列与名称 (8)5.硬件电路设计 (9)5.1 MM74C922接口电路 (9)5.2 DAC0832接口电路 (9)5.3 ADC0809接口电路 (10)5.4 LCD1602C接口电路 (11)5.5 可调稳压源电路 (12)5.6流稳压电路 (12)6.程序设计 (14)6.1主控程序 (14)6.2 D/A子程序 (14)6.3 A/D子程序 (15)6.4 键盘子程序 (16)1设计任务及要求1.设计任务: 设计制作具有一定电压围和功能的数控电源.原理如题目所示(1)基本要求:a 输出电压:围0~15V .步进0.1V纹波不大于10mvb输出电流: 500mAc 输出电压由数码显示d 用”+”.”-”键控制输出电压进行增/减调整2方案比较并确定根据设计要求,小组成员拟列了2个方案,原理上基本能够实现要求2.1方案一:是以型号89C51单片机为控制核心进行设计的,通过按键进行控制,单片机控制数模转换芯片DAC0832,其输出0~7.5V的电压,因为要求电压为0~15V所以必须再经过放大器放大,并通过三端可调正稳压器进行稳压,输出一个较稳定的直流电压,并在数码管上显示出来,并时刻刷新调整电压后的幅值。
a..方框图如下:b..原理图如下:2.2方案二:是以单片机89C51为控制核心,外接按键进行控制,单片机控制8个继电器,且每个继电器串联一个一定阻值的电阻,电阻之间的关系为以2为参数的等比数列,继电器之间为并联形式。
目录1 引言 0设计要求 (1)方案论证 (1)2 单片机和D/A转换器 (2)AT89C51单片机 (2)D/AC0808 (5)LED数码 (7)3 电路原理与硬件实现 (8)单片机最小系统及端口连接 (8)原理介绍 (9)硬件调试 (13)4 软件程序设计 (13)开发工具介绍 (13)软件流程图 (17)软件调试 (18)结束语 (18)致谢 (18)参考文献 (18)附录 (18)基于51单片机的程控直流电压源摘要:本设计是以ATM89C51单片机为控制核心的开关电源,具有输出电压可调,电压数字显示的功能。
具体阐述了开关电源的基本原理及工作过程,电源各硬件模块的设计及软件设计。
该电源硬件模块包括输入整流和滤波模块、单片机供电电源模块、D/A转换模块及LED 显示模块。
关键词:稳压电源;单片机89C51;D/A转换1 引言随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。
直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
其良好的性价比更能为人们所接受,因此,具有一定的设计价值。
从上世纪九十年代末起,随着对系统更高效率和更低功耗的需求,电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流|直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
设计的直流稳压电源主要有单片机系统、键盘、数码管显示器、D/A转换电路、直流稳压电路部分组成,数控电源采用按键盘输入数据,单片机通过D/A,控制驱动模块输出一个稳定电压。
工作过程中,稳压电源的电压值由单片机输出,驱动LED显示,由键盘控制进行动态逻辑切换。
以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计,电源采用数字调节、输出精度高,特别适用于各种有较高精度要求的场合。
基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展,电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中,直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点,被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计,但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心,通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计,基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点:单片机具有强大的计算和处理能力,能够实现复杂的控制算法,从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能,具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计,降低成本,提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成,包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现,包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现,包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展,电力电子技术广泛应用于各个行业和领域,直流稳压电源作为其中的关键组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现,其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低,难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术,实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求,通过编程灵活调整输出电压和电流的大小,提高了电源的适应性和灵活性。
同时,数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能,有效提高了电源的安全性和可靠性。
基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作数控直流稳压电源是一种能够稳定输出直流电压的电源装置。
它通常由一块单片机控制,并通过反馈回路来实现对输出电压的稳定调节。
本文将介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计和制作过程。
首先,我们需要选择合适的硬件设备。
单片机选择常见的51系列单片机,如STC89C52,因为该系列单片机性能稳定且价格相对较低。
稳压电路中的关键元件包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路。
电源变压器用于将市电的交流电转换为所需的直流电级。
整流电路将交流电转换为直流电,滤波电路用于滤除电路中的杂波和纹波。
稳压电路根据单片机反馈信息来调节输出电压,并通过输出电路提供稳定的电压给负载。
接下来,我们需要进行电路设计。
根据所需输出电压和电流,选择合适的电源变压器和稳压集成电路。
通过计算得到电路中各个电阻、电容和二极管的参数,以保证电路的稳定性和可靠性。
在电路设计中,还需要考虑到过流保护、过压保护和温度保护等功能,以确保设备的安全使用。
设计完成后,我们需要进行电路的制作。
根据设计图纸,将电路图转移到电路板上,并通过化学腐蚀或电解腐蚀的方法将电路板制作完成。
然后,将各个元件按照电路图的要求焊接到电路板上。
注意焊接时要保证引脚的正确连接,避免引脚之间的短路和虚焊现象。
接下来,我们需要编写单片机的程序。
程序中需要实现对输入电压和输出电压的采样,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,然后通过PWM(脉冲宽度调制)技术来控制输出电压的调节。
在程序中,还需要实现对电压的稳定调节和保护功能的控制。
需要注意的是,在设计和制作过程中,要遵循电气安全和电磁兼容性的要求,确保设备的正常运行和使用安全。
总结起来,基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作涉及到硬件设备的选择、电路的设计、电路的制作、程序的编写和调试测试等方面,需要一定的电子技术和单片机编程知识。
希望本文对读者有所帮助,能够指导大家在实际应用中进行数控直流稳压电源的设计和制作。
摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片,实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为+1.4V~+9.9V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有10mV,具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定,具有设定值调整,微调(步进量0.1),粗调(步进量1)三种调整功能,显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,放大后的电压作为LM350的参考电压,真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管,可以显示三位数,一个小数位,比如可以显示5.90V,采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词:数控,步进,三端可调稳压器IABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current power supply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of+1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjust function,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted athree-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一:采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二:采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三:采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1器件清单 (31)附录2源程序清单 (32)IV(1)主程序的源程序清单 (32)(2)外中断1子程序的源程序清单 (35)(3)显示子程序的源程序清单 (36)(4)键扫子程序的源程序清单 (37)(5)延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
传统的多功能数控直流电压源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
普通数控直流电源品种很多,但均存在以下二个问题: 1)输出电压是通过粗调(波段开关)及细调(电位器)来调节。
这样,当输出电压需要精确输出,或需要在一个小范围内改变时(如 1.05~1.07V),困难就较大。
另外,随着使用时间的增加,波段开关及电位器难免接触不良,对输出会有影响。
2)稳压方式均是采用串联型稳压电路,对过载进行限流或截流型保护,电路构成复杂,稳压精度也不高。
在家用电器和其他各类电子设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。
但在实际生活中,都是由220V的交流电网供电。
这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。
滤波器用于滤除整流输出电压中的纹波,一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成,若由晶体管滤波器来替代,则可缩小直流电源的体积,减轻其重量,且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源,这既降低了家用电器的成本,又缩小了其体积,使家用电器小型化。
传统的数控直流电压源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小。
因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损,而基于单片机控制的数控直流电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的突飞猛进,现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源,特别是在一些高能物理领域,急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。
1.2 国内外研究现状从上世纪九十年代末起,随着对系统更高效率和更低功耗的需求,电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构,直流/直流电源行业正面临着新的挑战,即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。
早在90年代中期,半导体生产商们就开发出了数控电压源管理技术,而在当时,这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处于劣势,因而无法被广泛采1用。
由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注,电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电压源”的新产品。
现今随着直流电源技术的飞跃发展,整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制,从而使直流电源智能化,具有遥测、遥信、遥控的三遥功能,基本实现了直流电源的无人值守。