基于单片机的数控直流稳压电源
- 格式:doc
- 大小:272.00 KB
- 文档页数:12
数控直流稳压电源就是能用数字来控制电源输出电压的大小,而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源。
本文介绍了利用D/A转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控稳压电源电路,详述了电源的基本电路结构和控制策略。
它与传统的稳压电源相比,具有操作方便,电压稳定度高的特点,其结构简单、制作方便、成本低,输出电压在1-10V之间连续可调,其输出电压大小以0.5V步进,输出电压的大小调节是通过“ ”、“-”两个键操作的,而且可以根据实际要求组成具有不同的输出电压值的稳压源电路。
该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。
关键词:稳压电源、单片微型机;数控直流、D/A转换;第一章绪论 (3)1.1数控直流稳压电源的产生背景 (3)1.2系统开发的意义 (4)1.3系统主要功能 (5)1.4研究中拟解决的主要问题 ............................................. 错误!未定义书签。
第二章系统总体方案设计 ......................................................... 错误!未定义书签。
2.1系统概述.......................................................................... 错误!未定义书签。
2.2系统整体概述.................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.1控制部分................................................................ 错误!未定义书签。
2.2.2显示部分................................................................ 错误!未定义书签。
arduino单片机数控直流稳压电源毕业设计
Arduino单片机数控直流稳压电源毕业设计
毕业设计的主题是设计一个基于Arduino单片机的数控直流稳压电源。
该电源可以通过Arduino控制,实现对输出电压的精确调节和稳定。
以下是该毕业设计的主要内容和步骤:
1. 确定设计需求:确定电源的输入电压范围、输出电压范围、输出电流能力和精度要求等。
2. 选取电源模块:选择合适的直流电源模块,以提供稳定的、可调节的输出电压。
3. 连接Arduino控制器:将Arduino单片机与电源模块连接,确保能够通过Arduino控制电源的开关和输出电压。
4. 开发控制程序:使用Arduino编程语言,开发控制程序来实现对电源的控制和输出电压的调节。
在程序中,可以使用PID控制算法来实现输出电压的稳定控制。
5. 设计用户界面:为电源设计一个用户界面,可以通过LCD显示屏、按键或旋钮等与用户进行交互,并调节输出电压。
6. 测试和验证:对设计的电源进行测试和验证,确保其能够满足设计需求并稳定地输出所需的电压。
7. 编写文档和报告:撰写设计报告,包括电路图、程序代码、测试结果和分析等,并进行毕业设计答辩。
以上是一个大致的设计流程,具体的步骤和设计细节可能会根据项目需求和资源的可用性而有所不同。
第26卷 第1期《新疆师范大学学报》(自然科学版)Vol.26,No.1 2007年3月Journal of Xinjiang Normal University Mar.2007(Natural Sciences Edition)基于单片机的数控直流稳压电源设计刘楚湘1, 杜 勇1, 尤双枫2(1.新疆师范大学数理信息学院,新疆乌鲁木齐830054;2.新疆军区自动化工作站,新疆乌鲁木齐830042)3摘要:将单片机数字控制技术,有机地融入直流稳压电源的设计中,设计出一款数字化通用直流稳压电源。
该电源具有数码显示、数字输入调压、电压调节精度高的特点。
通过软件编程,易于实现功能的扩展。
关键词:直流稳压电源;单片机;数字闭环控制中图分类号: TN71019 文献标识码: A 文章编号: 1008296592(2007)20120050203直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备。
常见的直流稳压电源,大都采用串联反馈式稳压原理,通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。
由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄,使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。
目前,直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展,本文以单片机为核心,结合数字反馈控制技术,设计出一种输出电压在0~12V之间并以0.5V为步进值进行电压精确调整的数控直流稳压电源电路。
该电路具有电压调整简便,读数直观,电压输出稳定,便于智能化管理的特点,有效地克服了传统电源的不足。
1 系统功能系统电压调节范围为0~12V,最大输出电流2A,具有过载和短路保护功能。
数字显示有4位,其中1位功能显示,另3位显示输出电压以及电路参数设定值。
键盘设有4个键,功能选择键,步进增减键以及确认键。
功能选择键用于启动参数设定状态,步进增减键用于设定参数数值,确认键用于输入设定值电源开机设定值为前次使用值。
此时按键,则电压显示值出现闪烁现象,表示进入参数设定状态。
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。
学生毕业设计(论文)报告系别:电子与电气工程学院专业:应用电子技术班号:应电1毕业设计(论文)任务书专业应用电子技术班级应电姓名一、课题名称:基于单片机的直流稳压电源二、主要技术指标:(1) 交流输入电压198<u<242V 50Hz(2) 直流输入电流I =1A(3) 直流输出电压14.25V<U<15.75V(4) 交流纹波< 5mVDAC的主要技术指标:(1)分辨率:分辨率用输入二进制的有效比特数表示(2)转换速度:用完成一次转换所需的时间来衡量(3)转换精度:转换精度是指输出模拟电压的实际值与理论值之间的值三、工作内容和要求:本课题设计一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源,克服了传统直流电压源的缺点,具有很高的应用价值。
该电源采用键盘,对输出电压及报警阈值进行设置,输出由单片机通过D/A,控制驱动模块输出一个稳定电压。
工作过程中,稳压电源的工作状态(输出电压、电流等各种工作状态)均由单片机输出驱动LED显示,多种显示模式间,由键盘控制进行动态逻辑切换。
课题要求为:(1)硬件电路的设计(采用Protel99SE 画原理图) (2)系统软件的设计(对各部分程序进行编译且画出流程图、原理图)(3)系统调试及误差分析:输出误差≤0.1 V 额定输出电流≥500mA四、主要参考文献:[1]陈其纯.电子线路[M].北京: 高等教育出版社,2006[2]童诗白,华成英,模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2001[3]李广弟,朱月秀,冷祖祁.单片机基础(第3版)[M]. 北京: 北京航空大学出版社,2006.7[4]吴清平,张慧敏,沈凯,夏莹,王迅.电子技术与项目训练——模拟部分[M].常州信息职业技术学院,2009学生(签名)年月日指导教师(签名)年月日教研室主任(签名)年月日系主任(签名)年月日毕业设计(论文)开题报告基于单片机的直流稳压电源目录摘要Abstract前言第1章概述 (1)1.1直流稳压电源的基本介绍 (1)1.2直流稳压电源的发展过程 (1)1.3研究背景及其意义 (2)1.4 直流稳压电源的优点 (2)1.5 直流稳压电源的技术指标 (3)1.6系统研究方向 (3)第2章系统硬件电路的设计 (4)2.1 系统总体结构 (4)2.2 AT89S51最小系统.................................................................. . (5)2.3单元电路设计与分析 (6)2.3.1电源电路 (6)2.3.2键盘接口电路 (8)2.3.3 D/A转换电路 (9)2.3.4稳压输出电路 (11)2.4 LED显示电路 (12)2.4.1数码管显示简介 (12)2.4.2数码管编码表 (13)2.5系统总电路图 (13)第3章系统软件设计 (14)3.1 主程序 (14)3.2 过流保护程序 (15)3.3键盘子程序 (16)3.4软件部分 (16)第4章总体调试 (17)4.1系统调试 (17)4.1.1系统测试 (17)4.1.2 系统误差分析 (17)第5章结束语 (18)5.1 总结 (18)5.2 展望 (19)参考文献答谢辞附录1 (总程序)附录2(系统总原理图)附录3(Proteus软件仿真图)直流稳压电源是最常用的仪器设备,在科研及实验中都是必不可少的。
基于单片机的数控直流稳压电源设计2011年09月26日11:36 本站整理作者:秩名用户评论(0)关键字:稳压电源(110)单片机(1452)随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,传统应用技术,由于功率器件性能的限制使开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,为了提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源,十分必要。
1、几种数控直流稳压电源设计方案比较1.1几种设计方案电路原理方案1 : 采用模拟的分立元件,利用纯硬件来实现功能,通过电源变压器、整流滤波电路以及稳压电路,实现稳压电源稳定输出±5 V、±12 V、±15 V并能可调输出0~ 30 V电压,见图1所示。
但由于模拟分立元件的分散性较大,各电阻电容之间的影响较大,因此所设计的指标不高、不符合设计要求、且使用的器件较多、连接复杂、灵活性差、功耗也大,同时焊点和线路较多,使成品的稳定性和精度受到影响。
图1 方案1电路原理方案2 : 此方案采用传统的调整管方案,主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能,其中二进制计数器的输出经过 D /A 变换后去控制误差放大的基准电压,以控制输出步进。
十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值,为了使系统工作正常,必须保证双计数器同步工作。
图2 方案2电路原理方案3 : 此方案不同于方案1之处在于使用一套十进制计数器,一方面完成电压的译码显示,另一方面其输出作为EPROM的地址输入,而由EPROM 的输出经 D /A变换后控制误差放大同步的问题,但由于控制数据烧录在EPROM中,使系统设计灵活性降低。
图3 方案3电路原理方案4 : 此方案采用51系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值,从而使开关控制电源输出电压发生变化,间接地改变输出电压的大小。
为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小,经过ADC0809进行模数转换,间接用单片机实时对电压进行采样,然后进行数据处理。
1?引言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。
普?通直...1 引言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。
普通直流稳压电源品种很多.但均存在以下问题: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1.02~1.03V),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。
常常通过硬件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。
本文设计与实现了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源,克服了传统直流电压源的缺点,具有很高的应用价值。
2 系统硬件设计与实现2.1 系统总体结构本系统是以AT89S51 单片机为核心控制器,具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和预置的电压信号可同时显示的数控直流电源,其硬件原理方框图如图1 所示。
系统由AT889S51 控制电路、键盘电路、电源电路、D/A 电路、功放电路、短路保护及报警电路、稳压输出电路、LED 显示电路八部分组成。
系统通过“开关”、“+”、“-”三个按键来控制预置电压的升降,并通过数码管显示。
AT89S51 单片机送出相应的数字信号,在D/A 转换之后输出电流,经集成运放LM358 转换、三极管放大、RC 网络滤波,最终稳定。
同时由LED 数码管显示输出电压;由数字电压表测量实测值。
2.2 数控部分主要由AT89S51 最小系统控制,它要完成键盘控制、预置电压显示控制、短路保护控制及报警控制等功能。
AT89S51 最小系统如图2 所示。
2.2.1 键盘接口电路键盘接口电路如图 3 所示。
键盘设计与实现由三个按键控制即:“开关”键、“+”键、“-”键,并外接三个上拉电阻控制键盘去抖。
基于单片机的数控直流稳压电源在电子设备中,直流稳压电源是非常重要的一部分,它能够为其他电路、芯片或者整个系统提供稳定可靠的电源供应。
而基于单片机的数控直流稳压电源技术则能够在一定程度上提升电源的稳定性和可调性,本文将介绍基于单片机的数控直流稳压电源的原理和设计。
1. 引言直流稳压电源在各种电子设备中都起着至关重要的作用。
传统的直流稳压电源主要采用稳压二极管、稳压管等元件,无法实现精准的控制和调节。
而基于单片机的数控直流稳压电源通过单片机的控制和监测,能够实现电源输出的精确控制和稳定性。
2. 设计原理基于单片机的数控直流稳压电源采用了反馈控制的原理,通过单片机对电源输出进行监测和调节。
其基本原理如下:首先,将输入交流电源经过整流和滤波,得到稳定的直流电压。
然后,通过单片机的模数转换功能,将电源输出电压转换为数字信号。
单片机通过比较这个数字信号与设定值,计算出控制电源输出的PWM 信号。
接下来,PWM信号经过数模转换后,通过放大电路驱动功率开关管。
功率开关管的导通与截止控制决定了电源的输出电压。
单片机通过不断调整PWM信号的占空比,实现对电源输出电压的精确调节。
同时,通过单片机监测电源输出电压的实际值,并与设定值进行比较,若存在偏差,则单片机通过反馈控制的方式调整PWM信号,使电源输出电压保持在设定值附近,从而实现直流稳压电源的功能。
3. 设计步骤基于单片机的数控直流稳压电源的设计步骤如下:3.1 硬件设计根据需要设计输出电压范围和电流容量,选取适当的元器件。
包括整流滤波电路、模数转换电路、功率开关管和放大电路等。
3.2 软件设计编写单片机的控制程序,实现电源输出的精确控制和稳定性。
包括模数转换、PWM控制和反馈控制等功能。
3.3 系统集成将硬件电路和单片机控制程序进行集成,进行系统调试和优化。
通过实验和测试,不断优化电源的稳定性和可调性。
4. 应用示例基于单片机的数控直流稳压电源的应用非常广泛。
例如,可以应用于实验室、工业自动化、通信设备等领域。
基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作【摘要】设计制作了一种以STC12C5A32S2单片机为核心的新型直流数控稳压电源,采用降压型斩波电路输出0~10V的可调电压并通过LED数码管显示,输出电压经过单片机A/D采样配合PWM控制斩波电路实现稳压。
【关键词】单片机;PWM;数控;稳压电源引言电源是一切电子设备必不可少的部分,在电子技术领域,经常需要提供稳定的直流电能,因此直流稳压电源技术显得十分重要。
传统的稳压电源采用机械式电位器调节输出电压,由于电位器阻值的变化呈非线性,且机械式触点随着使用时间的增加会出现接触不良,从而影响电源输出精度。
本文采用内部具有A/D转换功能和PWM输出功能的单片机控制斩波电路,实现了数字化控制的直流稳压电源,具有调节方便、精度高、使用寿命长等优点。
1.系统功能2.系统硬件设计2.1 单片机主电路本系统采用STC12C5A32S2单片机为微处理器芯片,该单片机为增强型51系列单片机,执行一条单周期指令仅需1个时钟周期,且片内带有10位精度A/D 转换、定时器捕获比较阵列可实现8位精度PWM输出,因此采用该型号单片机可以方便实现对斩波电路的控制,同时单片机还负责LED数码管显示电路的扫描、键盘电路的扫描,协调各外围模块合理工作。
2.2 键盘电路键盘电路由三个微动开关组成,分别与单片机的P3.5、P3.6、P3.7 管脚连接,通过按下或释放微动开关使得与之相连接的I/O口电平发生变化,单片机通过查询方式获得该变化从而触发相应的程序动作。
2.3 LED数码管显示电路本系统使用四位共阳数码管显示设定的电压参数,数码管的8位笔段管脚依次与单片机的P0.0-P0.7连接,4个公共端通过三极管与单片机P2.4-P2.7相连,在实际运用中采用动态扫描方式依次点亮各位数码管,可大大提高I/O利用率。
2.4 降压型斩波电路本系统采用降压型斩波电路实现可调的输出电压,主要由三极管Q1、Q2,续流二极管D1,储能电感L1以及滤波电容组成。
基于单片机的数控直流稳压电源的设计设计数控直流稳压电源是一种能够为电子设备提供稳定直流电压的电源,可以用于实验室、生产线以及科研等领域。
本文将基于单片机对数控直流稳压电源进行设计。
1.设计目标设计一个数控直流稳压电源,具有以下特点:-输入电压范围广,能够适应各种电源电压。
-输出电压范围广,能够满足不同设备的需求。
-输出电压稳定性好,能够保持输出电压在设定值附近波动范围内。
-控制方式灵活,能够通过数控手段来调整输出电压。
2.硬件设计-电源输入部分:使用变压器降低输入电压,并通过整流电路将交流电转换为直流电。
-过滤电路:用电容器对直流电进行滤波,减小纹波。
-脉宽调制(PWM)控制器:使用单片机的PWM输出,控制开关管的导通时间,从而调整输出电压。
-反馈电路:采集输出电压并与设定值进行比较,通过PWM控制器调整开关管的导通时间,使输出电压稳定在设定值上。
3.软件设计-单片机程序设计:编写单片机程序,实现输入输出控制,包括读取输入电压、设定输出电压以及调整PWM输出。
-降压控制算法:根据输入输出电压以及电流等参数,通过控制PWM 输出的占空比,实现对输出电压的调整和稳定。
4.输出保护-过压保护:当输出电压超出设定范围时,通过单片机程序停止PWM 输出,避免对设备的损坏。
-过流保护:当输出电流超过额定值时,通过监测电流大小,控制PWM输出,避免过大电流对设备的损坏。
5.调试与测试-利用示波器等测试工具,对电源的输入输出进行测试,验证稳定性和精度。
-对于过压、过流等保护功能,进行测试验证其可靠性和及时性。
总结本设计基于单片机实现了数控直流稳压电源,能够根据输入和输出的要求,实现电压的调整和稳定。
同时,通过保护电路、控制算法等设计,确保了电源的可靠性和安全性。
在实际应用中,可以根据具体需求进行扩展和优化,以满足更多应用场景的需求。
基于单⽚机的可调直流稳压电源设计毕业设计(论⽂)题⽬:基于单⽚机的可调直流稳压电源设计指导教师:职称:学⽣姓名:学号:专业:院(系):完成时间:2012 年 5 ⽉ 20 ⽇基于单⽚机的可调直流稳压电源设计摘要本⽂介绍了⼀种基于单⽚机的直流稳压电源设计⽅案,该系统由初步整流稳压部分、单⽚机控制部分、DAC、稳压部分和显⽰部分组成。
该稳压电源可步进调节、实时显⽰,弥补了传统稳压电源的不⾜,其核⼼技术是通过单⽚机控制数模转换来改变其后稳压模块的输出。
利⽤单⽚机控制数模转换芯⽚DAC0832输出电压作为稳压电路的参考电压;稳压电路采⽤的是串联型稳压电路,单⽚机控制的DAC0832的输出电压具有⾼稳定性,参考电压稳定进⽽能够很好地保证输出端电压的稳定性;单⽚机通过键控改变DAC0832的输出电压,作为参考电压发⽣改变,稳压电路调整管的压降也会相应地发⽣变化,从⽽改变输出电压;另外,电路还设计了数码管显⽰电路,以增加稳压电源使⽤的直观性,配合键控电路使电源使⽤起来⾮常⽅便直观。
关键词单⽚机,稳压电源,连续步进可调,DACAbstract This article describes a DC voltage-stabilized power supply design scheme based on single-chip, preliminary rectifier voltage parts, the system by single-chip computer control part, DAC, voltage regulators and display components. The regulator can be adjusted stepped, real-time display, make up for the lack of traditional power supply, the core technology is controlled by single-chip digital-analog conversion to change the output of the voltage regulator module. Using single tablets machine control number die conversion chip DAC0832 output voltage as regulator circuit of reference voltage; regulator circuit used of is series type regulator circuit, single tablets machine control of DAC0832 of output voltage has high stability, reference voltage stability turn to is good to guarantee output end voltage of stability; single tablets machine by key control change DAC0832 of output voltage, as reference voltage occurs change, regulator circuit adjustment tube of pressure drop also will corresponding to occurs changes, to change output voltage; and circuit design of digital display circuits, to increase the voltage stabilizing power of intuitive, with the keyed circuit power is very easy and intuitive to use.Key word MCU, Regulated Power Supply, Stepping and adjustable row, DAC⽬录1 前⾔ (1)1.1研究⽬的及意义 (1)1.2直流稳压电源的发展⽅向 (2)1.3国内外发展状况 (3)1.4 系统研究⽅向及研究⽅法 (4)1.5论⽂构成及研究内容 (5)2 系统设计⽅案 (6)2.1常⽤稳压电源设计 (6)2.2基于单⽚机的稳压电源系统设计 (9)3 主要器件介绍 (11)3.1 AT89C51简介 (11)3.2 DAC0832⼯作原理 (12)3.3数码管显⽰原理 (14)4 硬件电路与数据测试 (19)4.1整流滤波、初步稳压 (19)4.2 AT89C51主控部分 (20)4.3 数模转换DAC0832 (20)4.4稳压部分 (21)4.5显⽰电路 (22)5 软件设计 (23)5.1 开发⼯具介绍 (23)5.2 软件流程图 (24)6 数据测试与结果分析 (25)结束语 (27)致谢 (27)参考⽂献 (28)附录⼀系统源程序 (29)附录⼆系统电路原理图 (35)附录三系统PCB图 (36)附录四电装实物图 (37)1 前⾔本章将简要介绍系统设计的⽬的及意义,直流稳压电源的发展⽅向,国内外电源技术的发展状况,系统设计的研究⽅向及研究⽅法,论⽂构成及系统的研究内容等。