简易数控直流电源设计-参考模板

简易数控直流电源报告课题名称：简易数控直流电源所属学院：信息科学与工程学院设计人员：李博伟刘超胡佳完成日期：2011年3月10日目录摘要 (3)关键词 (3)Abstract (3)Key word (4)课题背景 (5)1 设计任务与要求 (7)1.1 设计任务 (7)1.2 设计要求 (7)1.3 创新设计 (8)2 系统方案的设计与论证 (9)2.1 电压输出模式 (9)2.1.1 各种方案的原理与比较 (9)2.1.2 理论分析与参数计算 (11)2.1.3 方案论证 (12)2.2 电流输出模式 (13)2.2.1 各种方案的原理与比较 (13)2.2.2 理论分析与参数计算 (15)2.2.3 方案论证 (16)3 系统单元电路分析 (18)3.1 电源供电部分 (18)3.2 单片机最小系统 (18)3.3 电压预置部分 (19)3.4 A/D D/A转换电路部分 (20)3.5 键盘与显示部分 (22)3.6 数控稳压部分 (26)3.7 采样电路部分 (27)3.8 过流保护部分 (28)3.9 数字电压表的设计 (29)4 系统软件设计 (31)4.1 程序总体流程图 (31)4.2 各个模块流程图 (32)5系统的组装 (35)5.1 硬件电路的布线与焊接 (35)5.2 系统整体 (35)5.3 供电电源 (36)5.4 主体电路板 (37)5.5 ICL7107电压表 (38)6系统调试与分析 (39)6.1调试方案 (39)6.2调试仪器 (39)6.3测试结果 (40)6.4结果分析 (42)7心得体会 (43)参考文献 (45)附录 (46)附一元器件清单 (46)附二程序 (48)摘要：本系统计了一个以单片机89C52为基本控制核心的简易数控直流电源。

.该设计包括交流电源输入及直流电压与电流输出两部分，可完成输出-9.9-9.9V 直流电压，20-1000mA直流电流之间各不同幅值的电压与电流的输出。

简易数控直流稳压电源设计数控直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电源装置，常用于电子设备的测试、实验和制造过程中。

下面是一个简易的数控直流稳压电源设计。

1.设计需求和规格在开始设计之前，我们需要明确电源的输出电压和电流需求。

假设设计目标为输出电压范围为0-30V，最大输出电流为5A。

2.选择电源变压器根据设计需求，我们需要选择一个合适的电源变压器。

变压器的选择应该满足以下条件：-输入电压范围为市电的电压范围；-输出电压是设计需求的两倍，即60V；-输出功率需大于最大输出功率，即300W。

3.整流电路设计使用桥式整流电路将交流输入电压转换为直流电压。

桥式整流电路由4个二极管组成，将交流输入电压的负半周和正半周均转换为正向电流。

4.滤波电路设计滤波电路用于减小输出电压中的纹波，并提供稳定的直流输出电压。

常见的滤波电路是使用电容滤波器。

根据设计需求，选择适当的电容来达到所需的输出纹波和稳定性。

5.稳压电路设计稳压电路用于控制输出电压在设定范围内稳定。

可以使用集成稳压器芯片，例如LM317，它可以根据外部电阻器和电容器的值来控制输出电压。

6.控制电路设计为了实现数控功能，可以使用微控制器或模拟电路来控制输出电压和电流。

通过合理设置电容、电阻和电位器等元器件，可以设计出合适的控制电路。

7.保护电路设计为了确保电源和负载的安全，应设计适当的保护电路。

常见的保护电路包括过流保护、过压保护和过温保护。

可以使用电流检测器、过压保护器和温度传感器等元器件来实现这些保护功能。

8.PCB设计和制造根据上述电路设计，进行PCB布局和布线。

设计合适的PCB尺寸和布局，以容纳所有元器件，并确保电路的稳定性和可靠性。

完成设计后，可以选择将PCB文件发送给制造商进行制造。

9.组装和测试将制造好的PCB组装在电源箱中，接好输入电源线和输出连接线。

在保证安全的情况下，通电测试电源的稳定性、输出的准确性和保护电路的可靠性。

10.调试和优化根据实际测试结果，不断调试和优化电源的性能。

电子竞赛论文简易数控直流稳压电源电子设计大赛论文简易数控直流稳压电源设计摘要数控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。

本课题以单片机为控制核心，进行算法控制和集成运放线性负反馈，并通过7219驱动四位显示器进行精确显示，设计并实现了一台高精度、低噪声的数控直流电流源。

该稳压电源由供电电源、数控系统、模拟输出三个部分组成。

供电电源采用MC7815和MC7915稳压器，通过桥式整流电路，为整机提供了稳定的直流供电；控制系统以单片机C8051F020为核心，其内部的12位DAC转换器产生控制输出，实现了输出电流的实时数控和精确检测。

模拟部分利用集成运放继电器等模块实现不同波形的输出；系统还设置了串口通讯、遥控功能。

经测试，输出电压范围达0—9.9V，输出纹波及噪声小于10mV，均达到题目指标。

论文阐明了软硬件设计依据，给出了系统功能和性能测试结果，并附录了详细的设计资料。

关键词:恒压源集成运放7219驱动器单片机实时数控目录第 1 章方案论证与原理设计 (1)1.1模拟输出方案 (1)1.2供电电源方案 (1)1.3控制系统方案 (2)1.4整机方案框图 (2)第 2 章电路设计与参数论证 (3)2.1供电电源(15V) (3)2.25V供电电源 (5)2.3数控电路 (5)2.4模拟输出电路及A/D校准 (7)2.5驱动数码管显示电路 (10)第 3 章系统功能与软件设计 (11)3.1系统功能分析 (11)3.2软件设计结构 (12)第 4 章功能及性能测试 (16)4.1测试条件 (16)4.2整机调试 (16)4.3系统性能测试 (16)4.4性能参数测试 (17)第 5 章设计总结及技术展望 (21)参考资料 (23)附录 (23)附录一测试仪器清单 (23)附录二原理电路图 (23)附录三元器件清单 (24)附录四单片机程序 (25)数控直流稳压电源是输出为稳定直流电压、并可用数控方式调节和稳定输出电压的电源设备，在对工作电压稳定度、纹波电压大小等有较高要求的领域具有广泛的应用，如：电镀、精密加工、激光器等。

简易数控直流电源设计设计方案1 课题任务：本设计研究一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计, 该电源采用数字调节、闭环实时监控、输出精度高, 且兼备双重过载保护及报警功能。

2 系统设计2.1 系统总体设计思想此设计包括显示电路、键盘电路、单片机电路、数模转换电路、模拟信号放大电路的设计。

数控电源的输出电压数值由键盘控制。

通过键盘把需要的输出的电压值以步进方式输入到单片机。

这里需要注意的是在使用步进方式调整数据时，输出电压不能随着变化，以避免在调整过程中加到负载上的电压不能满足要求。

输出电压应该在完成步进调整以后再发生变化，直接向负载施加所需要的电压值。

显示电路既可用来显示输出的电压值，也可以用来显示键盘电路调整的过程。

在使用键盘完成输出电压的调整后，输出电压对应的数据分别送入数模转换器，数模转换器产生输出模拟电压。

数模转换器输出的模拟电压随着它的输入数据的变化而变化，从而实现了输出电压的步进调整，数模转换器的输出模拟电压不一定满足要求，如果不满足输出电压的要求，将需要添加一个电压放大器。

模拟信号放大电路包括电压放大和电路放大部分，前者是输出电压满足要求，后者降低负载变化对输出电压的影响。

对负载而言，由戴维南定理，整个数控电源可以等效为一个理想的电压源和一个电阻串联电路。

由于电源的内阻的存在，当负载电阻变化时，回路电流将发生变化，从而使得电源的输出电压发生变化。

为减小负载变化多输出电压的影响，输出电阻应该尽量地减少，或者加大输出的电流的额定值，因此需要添加一级电流放大器【2】。

2.2系统总方框图图2－1 数控系统硬件部分组成框图3.硬件模块设计3.1显示电路设计3.1.1 74LS164 简介此电路调试，可以将单片机写入简单的程序，将串行数据转换成并行显示，通过程序写入数据，使数码管显示00，如果显示不正确的，查看电路板焊接。

3.2数模转换电路设计由于采用了粗调和细调分段控制，辅助以软件修正，可以较好地提高电压输出精度，从成本和元件采购方面综合考虑，采用DAC0832电路作为D/A转化电路。

简易数控直流电源简介数控直流电源是一种能够根据外部的控制信号来控制输出电压和电流的电源设备。

它广泛应用于实验室、工厂和家庭等领域，可用于电子产品的测试、电路实验、电镀加工等各种场合。

本文将介绍如何制作一台简易的数控直流电源，以及使用Markdown文本格式进行文档输出。

材料准备•直流电源模块 x1•电压调节器模块 x1•可调电阻 x1•电流表 x1•电压表 x1•连接线若干•电源线 x1•电源开关 x1搭建步骤1.将直流电源模块固定在实验宝板上，并连接好电源线；2.将电压调节器模块与直流电源模块连接，用连接线将它们的输入端和输出端连接起来；3.将电流表和电压表分别连接到电压调节器模块的电源输出端和负载接口上；4.将可调电阻与电压调节器模块的调节接口相连；5.将电源开关连接到直流电源模块的电源输入端。

使用说明1.打开电源开关，直流电源模块开始供电；2.通过调节可调电阻的阻值，可以控制直流电源的输出电压；3.通过读取电压表可以得到直流电源的输出电压值，并通过电流表可以得到输出的电流值；4.可以根据需要调整电压调节器模块的输入和输出连接端，以改变直流电源的正负极性。

示例代码``` #include <Arduino.h>const int voltagePin = A0; const int currentPin = A1; const int voltageAdjustPin = 9; const int currentAdjustPin = 10;void setup() { pinMode(voltageAdjustPin, OUTPUT);pinMode(currentAdjustPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int voltage = analogRead(voltagePin); int current = analogRead(currentPin); float mappedVoltage = map(voltage, 0, 1023, 0, 12); float mappedCurrent = map(current, 0, 1023, 0, 2);analogWrite(voltageAdjustPin, mappedVoltage); analogWrite(currentAdjustPin, mappedCurrent);Serial.print(。

数控直流电源功能说明：本作品采用DAC0832作为电压信号输出。

DAC0832是一款采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位数/模转换器。

DAC0832有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。

因为输出电压量程为10V，VREF基准电压范围为-10V---+10V，基准电压可以为5.12V，这样在DAC0832的8脚输出电压的分辨率为：即D/A输入数据端每增加1，电压增加0.02V。

D/A的电压输出端接放大器OP27的输入端，放大器的放大倍数为5 ，才能得到输出电压的电压分辨率：0.02V×5=0.1V这样当调节电压的时候，以每次0.1V的梯度增加或者降低电压。

硬件电路图：1．波形转换与放大部分选用51系列的单片机产生和控制波形。

数模转换器用的是DAC0832，本方案中DAC0832采用单缓冲模式。

电路如图五所示，P0口和DAC0832的数据口直接相连，2W R和XFER接地，DAC数据寄存器处于直通状态，ILE=1，和连接后接P2.0。

在选中该片的地址（=0）时，写入数字量，该数字信号就立即传送到DAC输入寄存器，并直通至DAC数据寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压。

写入操作结束，和立即变为高电平，写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。

图一波形产生与转换电路图二电流放大电路2．键盘与数码显示部分电路如图七图三键盘与显示电路3．稳压电源部分电源部分输出+5V，+15V，-15V电压供给系统，另外还制作+5.12V直流稳压电源做DAC0832的VERF的基准电压。

软件设计与流程图1．软件介绍软件部分采用模块化程序设计的方法编写，系统软件由主控制程序、数码显示子程序、键盘服务子程序组成。

还添加了自动扫描键盘、显示器的自动刷新、过零保护的功能。

编程中C函数和汇编函数相互调用。

2．程序流程图如图四所示开始系统初始化显示0.0扫描键盘+键按下？-键按下？方波键按下？锯齿波键按下执行电压增加子程序执行电压减小子程序N NN N执行产生方波子程序执行产生锯齿波子程序YYYY图四软件流程图程序附录：#include<reg51.h>#define uchar unsigned charsbit dp=P1^4;sbit sh=P1^5;void delay(unsigned int t);uchar Getkey(void);void Disp(uchar n);ucharDisptab[10]={0x11,0x7d,0x23,0x29,0x4d,0x89,0x81,0x3d,0x1,0x9};main( ){uchar key;char Vol1=0x00,Vol2=0x00;Disp(Disptab[Vol2]);Disp(Disptab[Vol1]-1);P0=0x00;while(1){key=Getkey();switch(key){case 0x01:break;case 0x02:break;case 0x04:if(Vol1==0&&Vol2==0)break;Vol2--;if(Vol2<0){ Vol2=9;Vol1--; }Disp(Disptab[Vol2]);Disp(Disptab[Vol1]-1);P0=4.3*(Vol1*10+Vol2);break;case 0x08:if(Vol1==9&&Vol2==9)break;Vol2++;if(Vol2==10){Vol2=0x00;Vol1++;}Disp(Disptab[Vol2]);Disp(Disptab[Vol1]-1);P0=4.3*(Vol1*10+Vol2);break;default:break;}}}uchar Getkey(void){uchar key;P1|=0x0f;if(!(~(P1|0xf0)))return 0x00;delay(0x20);if(!(~(P1|0xf0)))return 0x00;key=~(P1|0xf0);while(~(P1|0xf0));return key;}void delay(unsigned int t){while(--t);}void Disp(uchar n){uchar i;for(i=0;i<8;i++){sh=0;if(0x80&n){dp=1;}else{dp=0;}sh=1; n=(n<<1)+1;}}。

简易数控直流稳电路图相对简单————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、设计说明设计一个具有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。

数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。

主要包括数字控制部分、模拟/数字转换部分（D/A 变换器）及可调稳压电源。

数字控制部分用+、-按键控制可逆二进制计数器，二进制计数器的输出到D/A 变换器，经D/A 转换相应的电压，经放大后去控制稳压电源的输出，来实现输出电压值步进增减。

图1 简易数控直流稳压电源框图二、技术指标1.输出直流电压调节范围5 15V ，纹波小于10mV 。

2.输出电流为500mA 。

3.稳压系数小于0.2.4.直流电源内阻小于0.5欧姆。

5.输出直流电压能步进调节。

步进值为1V 。

6.由+、-两键分别控制输出电压步进增和减。

三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。

2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。

3．主要器件：(1)可逆计数器；(2)运算放大器；(3)稳压器；(4) 单稳态触发器。

四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。

2．进行实验数据处理和分析。

五、推荐参考资料1.姚福安. 电子电路设计与实践[M]济南：山东科学技术出版社，2001年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.刘贵栋主编.电子电路的Multisim 仿真实践[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版电压增减步进按键可逆计数器稳压调节 电路单脉冲 产生D/A 变换器UiUo社，2008年4.童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础,[M]北京：高等教育出版社，2007年.六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：一、概述近几年来，随着电子技术的日新月异，世界各国的电子技术飞速发展，中国也毫不例外的成为了一个电子大国和电子强国，国民对电子产品的需求种类也越来越多。

数控直流电源设计与实现一、实验目１．理解数控技术和电源技术。

２．熟悉微机原理及其接口技术。

３．运用微机系统实现一种数控直流电源。

二、实验内容与规定基于80x86实验箱平台设计并制作数控直流电源。

规定由键盘预置输入直流电压在0～＋9.9V之间任意一种值, 数控直流电源输出, 且输出电压与给定值偏差不不不大于0.1V。

重要技术指标:（1）输出电压: 范畴0～＋9.9V, 纹波不不不大于10mV, 电压值由数码管显示；（2）具备“+”、“-”步进调节功能, 步进0.1V；（3）用自动扫描代替人工按键, 实现输出电压变化（步进0.1V不变）。

三、实验报告规定１. 设计目和内容２. 总体设计３. 硬件设计: 原理图（接线图）及简要阐明４. 软件设计框图及程序清单５. 设计成果和体会（涉及遇到问题及解决办法）四、总体设计采用8086解决机构成该系统核心——数控模块, 与基本接口实验板相连, 通过软件编译实现设计各种功能实现, 输出某些也不再采用老式调节管方式, 而是在D/A转换后, 通过稳定功率放大电路得到。

由于使用了微解决器, 整个系统可编程实现, 系统灵活性大大增长。

系统设计框图如图1所示。

图1 方案三系统设计框图为实现数控直流电源各项功能, 系统分为三个构成某些: 键盘/显示电路, 数控模块, 稳压输出电路。

下面简介系统各某些基本功能:（1）键盘/显示电路: 该电路显示某些又可分为电压预制值显示电路和电压实际输出值显示电路。

系统运用可编程并行接口8255单元电路构成实验板上4*4小键盘接口和LED数码管电路接口, 从而辨认键码同步显示电压预置值；在得到实际输出值后, 实验板上提供了模数转换ADC0809单元电路, 转化成数字量后传递给LED数码管就可以显示实际输出值。

（2）数控模块：该某些重要由8086微解决器和数模转换DAC0832单元电路构成。

其中通过编写汇编语言程序控制8086微解决器迅速完毕各功能所需复杂运算, 然后数模转换电路DAC0832可将运算所得数字量转换为模仿量。

数控电压源实习报告班级：测控12-1 31号设计人: 王秋桦指导老师：庄严设计时间：2015-12-01摘要本设计采用数字电位器MCP41010和功率放大电路LM324构成输出电压在0.1-9.9V的直流稳压电源，整个电路由D/A转换模块、电压放大模块、精密电压源模块和过流保护模块组成。

数字控制部分采用+/-按键来调整预设电压值，调整步进0.1V，当按下+/-按键超过1秒时进入快速调整状态，每秒步进为0.4V。

最后再将放大后的输出电压值和输出电流值，经过PIC16F877A的内部A/D转换并在数码管上实时显示。

关键词：数字电位器、D/A转换、电压源、过流保护目录1 系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2、基本要求 (4)1.1.3、发挥部分 (4)1.1.4 测试要求 (4)1.1.5 系统框图 (4)1.2方案论证与比较 (5)1.2.1电压采样模块 (5)1.2.2 稳压模块 (6)1.2.3 过载保护模块 (6)1.2.4 最终方案 (7)2.单元电路分析 (8)2.1D/A转换模块 (8)2.1.1工作原理 (8)2.1.2 参数选择 (8)2.2电压放大模块 (8)2.2.1 工作原理 (8)2.2.2 参数选择 (9)2.3稳定电压源及电压采样模块 (9)2.3.1 工作原理 (9)2.3.2 参数选择 (10)2.4过载保护模块 (10)2.4.1工作原理 (10)2.4.2 参数选择 (11)3.软件设计 (11)3.1实现功能................................................................................................................ 错误!未定义书签。

3.2软件平台及开发工具 (11)3.3 软件流程图 (12)4.系统测试 (14)4.1电路测试步骤： (14)5. 结论 (15)6. 参考文献 (16)7.附录.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。