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毕业设计论文-数字程控直流电源的设计

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郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题目数字程控直流电源的设计学生姓名专业班级电子信息工程07-2班学号200701030237院（系）电气信息工程学院指导教师胡智宏完成时间 2011年06月 05日郑州轻工业学院电气信息工程学院本科毕业设计任务书题目数字程控直流电源的设计专业电子信息工程学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：一．主要内容直流电源被广泛地应用到多种场合，课题要求设计程控直流电源，要求输出电压可调，具有保护功能。

二．基本要求1学习直流电源的工作原理2学习MCU的相关知识3选定电源设计方案，建议优选开关电源设计4要求所设计电源输出总功率大于300W5输入电压为DC110V6电压调节范围0~72V，输出电流大于3A7设计充电电压和电流测量电路，设计键盘和显示接口8编写相关程序编译仿真通过9如果进度可行，试制实际电路系统10毕业设计完成后，要求提交论文，包括详细的设计说明、图纸等技术资料11翻译英文资料一份三．主要参考资料1《现代电源设计大全》2《单片机应用系统设计与产品开发》，冯建华，人民邮电出版社3《新型单片开关电源设计与应用技术（世纪新版）》，沙占友等完成期限：2011.03～2011.06指导教师签章：专业负责人签章：2011 年 3 月 1 日数字程控直流电源的设计摘要直流电源被广泛地应用到各种工业场合。

按照电路中调整管工作方式的不同，直流电源可以分为线性电源和开关电源。

线性电源精度高，但效率低，开关电源体积小，效率高。

课题要求设计输入直流110V，输出0~72V可调，输出电流大于3A，考虑功率较大，故选用效率高的开关电源。

根据课题要求，设计选用PWM方式对输入进行斩波调压，控制开关管占空比的PWM由单片机产生。

为了使输出电压稳定，对输出电压进行测量，通过软件调节算法得到PWM的占空比，输出给功率MOS管，形成闭环控制。

为了防止负载电流过大对电源造成损坏，检测输出电流，并设置了过流保护。

电路还扩展了数码管显示和键盘，输出电压和电流可以实时显示和调整。

通过软硬件相结合，完成了数字程控直流电源的设计。

关键词直流电源程控单片机PWMDESIGN OF DIGITAL PROGRAM-CONTROLLED DC POWER SUPPLYABSTRACTDC power supply is used widely in many industry areas. According to the difference of the way that transistor works in the circuit,DC power includes linear power supply and switching power supply .Linear power supply has high precision,but its efficiency is low. Switching power supply has samll size and high efficiency . The task requires a power supply that DC 110V to input, adjust from 0 to 72V to output,and its output current is above 3A.According to its high power,it chooses switching power supply whose efficiency is higher.Base on the requirements of the task,this paper choose the way of PWM to cut the input in order to adjust the output voltage .The waveform of PWM that control the pluse duration ration of the MOSFET is produced by a microcontroller unit .To promise the stability of output voltage,it designs the feedback adjust circuit,and measures output voltage.Through the soft adjust algorithm,it gets the fixed pluse duration ration,and sends to the power MOSFET,so it forms a closed loop.To prevent the harm of the power supply formed by the heavy load current,it measures the output current ,and setup the current limitted protection. Measureing the output current is for the protection of the circuit. The circuit also expands the nixie tubes and keys,so it can get the real time show and adjustment of the output voltage and current.Conbine the hardware with the software, the design of a program- controlled DC power supply is completed.KEY WORDS DC power supply Program-controlled Microcontroller unit PWM目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1绪论 (1)2 概述 (2)2.1直流电源的分类与比较 (2)2.2开关电源的工作原理 (3)2.3 DC-DC 转换器的调制方法 (4)3系统方案的设计及论证 (6)3.1 设计任务及要求 (6)3.2系统方案的选择与论证 (6)3.4 设计难点 (14)3.5系统设计方案框图 (15)3.6开关电路元器件参数的计算 (16)4硬件设计 (19)4.1电源主电路 (19)4.2单片机最小系统 (20)4.3显示电路 (23)4.4 按键电路 (24)4.5 声光报警电路 (25)4.6 下载电路 (25)4.7 辅助电源电路 (26)5 软件设计 (27)5.1 总体编程思路 (27)5.2主程序流程图 (27)5.3 AD转换子程序 (28)5.4 键盘扫描子程序 (28)5.5 电压调节程序 (29)5.6 动态显示子程序 (30)6 总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)附录1 源程序 (34)附录2 系统总电路图 (44)随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。

任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。

电源是电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自源，因此，电源越来越受到人们的重视。

直流电源被广泛地应用到各种工业场合。

直流稳压电源主要分为线性稳压电源和开关稳压电源两大类。

开关稳压电源取代晶体管线性稳压电源已有30多年历史，最早出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管了作于开关状态后，脉宽调制（PWM）控制技术有了发展，用以控制开关变换器，得到PWM 开关电源，它的特点是用20kHz脉冲频率或脉冲宽度调制-PWM开关电源效率可达65～70％，而线性电源的效率只有30～40％。

在发生世界性能源危机的年代，引起了人们的广泛关往。

线性电源工作于工频，因此用工作频率为20kHz的PWM开关电源替代，可大幅度节约能源，在电源技术发展史上誉为20kHz革命。

随着ULSI芯片尺寸不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；航天，潜艇，军用开关电源以及用电池的便携式电子设备（如手提计算机，移动电话等）更需要小型化，轻量化的电源。

因此对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量要小。

此外要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。

以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代稳压电源不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能卓越，而且单片机具有计算和控制功能，利用它对采样技术进行各种计算，从而可排除和减少由于骚扰信号和模拟电路因起的误差，大大提高稳压电源输出电压和输出电流精度，降低了对模拟电路的要求。

智能稳压电源可利用单片机设置周密的保护检测系统，确保电源运行可靠。

输出电压和电流采用数字显示，输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。

本文选择效率较高的开关电源作为研究对象，利用单片机输出PWM波，控制直流降压电路中开关管占空比，输出电压。

通过A/D转换，采样系统输出电压和电流，用LED显示模块来显示电压电流，通过键盘预置电压，实现程控直流电源的设计。

12.1直流电源的分类与比较按电源电路中功率管的工作方式划分，电源可以分为开关电源与线性电源两大类。

线性电源是发展较早的一种电源，其功率管工作在线性放大区。

开关电源是在线性电源的基础之上发展起来的，并在很大程度上克服了线性电源的缺陷，但其自身也有一定的不足。

2.1.1 线性电源线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音，但其体积相对开关电源来说，存在几方面的缺点：（1）功耗大，效率低，效率一般只有35%-45%；（2）体积大、重量大，不能小型化；（3）必须有较大容量的滤波电容。

造成这些缺点的原因是：（1）线性电源中功率晶体管V在整个工作过程中，一直工作在晶体管特征曲线的线性放大区。

功率晶体管本身的功耗与输出电流成正比。

这样功率晶体管的功耗就会随电源的输出功率的增加而增大。

为了保证功率晶体管能正常工作，除选用功率大的管子外，还必须给管子加上较大的散热片。

（2）线性电源使用了50赫兹的工频变压器，他的效率只有80%-90%。

这样不但增加了电源的体积和重量，而且也大大降低了电源的效率，就必须增大滤波电容的容量。

2.1.2开关电源与线性电源相比，开关电源的优点有以下几点：（1）功耗小，效率高。

在图1.1所示的开关稳压电源电路中，开关管在激励信号的激励下，交替地工作在导通-截止和截止-导通的开关状态。

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毕业设计(论文)-数字显示连续可调直流稳压电源的设计[管理资料]

毕业设计(论文)-数字显示连续可调直流稳压电源的设计[管理资料]

黑龙江科技学院机械电子工程系本科毕业设计（论文）题目数字显示连续可调直流稳压电源的设计专业班级学号学生姓名指导教师设计所在单位年月数字显示连续可调直流稳压电源的设计摘要：随着科技的发展，电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。

电源已经成为电气和电子设备中必不可少的能源供应部件，对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。

本文介绍了一种数字显示连续可调直流稳压电源的设计方案，此方案应用7824及7924芯片组成稳压电源的电源模块，用ICL7107芯片组成了数显模块，最终通过两个模块的连接实现连续可调直流稳压功能。

同时，本文还对电源模块和数显模块的基本原理，参数计算和性能指标等进行了分析讲解。

这种电源价格便宜，电路简单，并且可通过旋钮在-24V~24V范围内调节电压，使用方便、安全、稳定性高。

关键词：稳压电源 A/D转换器电源模块稳压模块The design of digital demonstration continuously adjustable DCpower supplyAbstract: With the development of science and technology, electrical, electronic equipment has been widely used in all aspects of day-to-day, scientific research, all aspects of learning and so on. Power has become the essential components of energy supply in electrical and electronic equipment the research and development for power has become important in new technology, new equipment, it plays an important role in promoting the development of science and technology.This article introduces one kind of digital demonstration continuously adjustable DC power supply’s design proposal. This plan applies 7824 and 7924 chip composition DC power supply’s power source module and has composed the number obviously module with the ICL7107 chip, finally realizes continuously the adjustable DC constant voltage function through two module’s connections. At the same time, this article also to the power source module and the number obviously module’s basic principle, the parameter computation and the performance index and so on has carried on the analysis explanation.This kind of power source price is cheap, the electric circuit is simple, and may adjust the voltage through the knob in the 24V~-24V scope, and it is easy to operate, security, the stability are high.Key words: stabilized voltage supply A/D converter power module digital display module目录第一章绪论 (1) (1) (1) (1) (2) (3)第二章电源总体方案确定 (5) (5) (5) (5) (6) (7) (7) (7) (7) (8)第三章电源模块的设计 (9)三端稳压器的工作原理 (9) (9)。

直流稳压电源设计毕业论文

直流稳压电源设计毕业论文

直流稳压电源设计毕业论文目录摘要 (II)Abstract................................................ I II 前言. (IV)第1章绪论 (1)1.1电源技术的发展趋势 (1)1.2电源技术存在的问题 (1)第2章稳压电源的组成 (2)2.1电子设备对电源的要求 (2)2.2直流稳压电源的组成 (3)第3章稳压电源整体设计 (4)3.1整流电路 (4)3.2滤波电路 (6)3.3稳压电路 (9)第4章硬件部分外围电路设计 (16)4.1程控部分 (16)4.2数码管显示电路 (19)4.3按键电路 (19)4.4保护电路 (20)第5章系统软件设计 (22)5.1系统核心指令系统 (22)5.2软件系统流程 (22)第6章实验设计中的不足 (26)结论 (27)参考文献 (28)附录1 (29)附录2 (30)致谢 (31)第1章绪论1.1电源技术的发展趋势新型半导体器件的发展使开关电源技术进步的龙头。

目前正在研究高性能的碳化硅半导体器件，一旦开发成功，对电源技术的影响将是革命性的。

此外，平面变压器，压电变压器及新型电容器等元件的发展，也将对电源技术的发展起到重要作用。

集成化是电源技术的一个重要的发展方向。

通过控制电路的集成，驱动电路的集成以及保护电路的集成，最后达到整机的集成化生产。

集成化和模块化减少了外部连线和焊接，提高了设备的可靠性，缩小了电源的体积，减轻了重量。

高频开关电源的发展趋势更是向着高频化、模块化、数字化、绿色化的方向发展。

开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。

开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。

这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国有20多亿人民币的市场需求,吸引了国外一大批科技人员对其进行开发研究。

毕业设计106可简易数字显示的集成直流稳压电源的设计

毕业设计106可简易数字显示的集成直流稳压电源的设计

设计课题：可简易数字显示的集成直流稳压电源的设计一设计目的：通过可简易显示的直流稳压电源的设计、安装和调试，要学会：⑴选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电流；⑵掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。

⑶选择合适的A/D转换芯片和各种辅助设计IC，并掌握它们的各种指标和性能；⑷掌握软件控制显示和A/D转换方法和硬件电路的连接，巩固汇编语言设计的基本知识及技巧；⑸学会模拟和数字电路的汇合设计，体会其中的要点和难点；⑹掌握软硬件结合安装调试的方法和熟练掌握印制电路板技巧；⑺通过设计加深对基础知识的认知和个学科间的联系，能基本的进行综合电路课题的设计。

二技术指标：⑴两路基本电压输出±5V和±12V电压、一路可调0~20V可显示电压输出，最大输出电流为1.5A。

⑵输出纹波电压5～6mV，输出电流大于1A⑶输出功率≥20W，总体谐波失真小于0.2％，稳压系数S v≤5×10-3。

⑷数字电压表四位显示，分辨率小于20mV，可连续可调。

显示范围为四档：Ⅰ：0～5V、Ⅱ：5～10V、Ⅲ：10～15V、Ⅳ：15～20V。

⑸可外接测量范围0~20V的电压，具有自动换档的功能。

三设计要求：⑴合理选择设计方案、独立元器件和各种芯片；⑵完成全电路理论设计、安装调试、绘制电路图和制作电路板；⑶撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。

四设计内容：1：基本原理1.1：直流集成稳压电源原理交流电源电压经电源变压器变换成整流电路所需的交流电压植后，通过整流电路变成单向脉冲电压，再由滤波电路滤去其中的交流分量，得到较平滑的直流电压，最后经稳压电路获得稳定的直流电压。

1.2：数字电压显示原理直流电压经过模数转换器进行采样、量化与编码输出二进制代码，由单片机系统进行处理，一方面根据计算结果去自动切换量程；另一方面通过显示系统进行实时的显示输出电压值。

2：结构框图3：单元电路设计3.1：直流稳压电源3.1.1方案选择在两种方案中，第一种是用的集成度很高的稳压管，如图下，它里边除了增加了一组启动电路外，其余部分与一般的串联型稳压电路完全一样，其基准电压源的保护性更高，保护电路更完善。

基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计

基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计

基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I（2007届）本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系：电气与信息工程学院 专业：自 动 化 学 生 姓名：刘 慧 班级：自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名：宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩：湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院（系）：电气与信息工程学院专业：自动化学号：46030212学生姓名：刘慧指导教师：宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以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I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe 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 powersupply.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 adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V 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湖南工业大学本科生毕业设计目录第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)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 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整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)（1）主程序的源程序清单 (33)（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湖南工业大学本科生毕业设计第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。