基于51单片机的数控直流稳压电源

• 50•本文是基于51单片机为核心，设计制作了一种数控稳压电源。

硬件方面包括稳压电路、反馈电路、按键电路、显示电路以及支持单片机运行的复位和时钟电路，经过稳压部分构成反馈，稳压后获得稳定的0~12V的稳定步进0.1V可调节电压，并通过A/D采样反馈后，在LED数码管显示实现数控。

引言：常规的稳压电源为串联调整线性稳压电源，作为小功率直流电源时，其电路简单、纹波小、电磁兼容性好、在稳压精度高，可以给设备带来稳定的直流电。

本设计数控稳压电源是在此基础上增加可步进调节的数控功能，并且避开传统稳压电源电位器易磨损、不易校准，读书不直观等问题。

可以清楚、方便的调节输出电压。

常规的稳压电源为串联调整线性稳压电源，作为小功率直流电源时，其电路简单、纹波小、电磁兼容性好、稳压精度高，可以给设备带来稳定的直流电。

1.系统功能解释系统原理框图如图1所示，本系统以STC- 89次2单片机为核心，外围电路有：稳压电路、反馈电路、按键电路、LED 数码管显示电路。

该项设计利用51单片机程序担任主控的任务，控制D/A 的输出大小，信号流过LM358运放，IRF9Z24N 场管在这三个器件的电路中形成负反馈，让输出电压可以被稳定下来。

接着用电位器分压把一部分的输出信号反馈到运放上，通过调节电位器，让输出准确度可以被调节，51还连接按键电路，当按键被按下，程序开始判断，然后根据程序输出信号，最后通过A/D 采集电压信号反馈到单片机并在LED 上显示，最终完成在0到12V 内可以0.1V步进调节输出的功能。

图1 系统原理图2.系统硬件设计介绍硬件连接框图如图2，其硬件总图如控直流稳压电源师范大学物理与电子科学图3，下面将分电路模块对该电源系统进行详细介绍。

图2 硬件系统框图该项设计利用单片机STC89C51作为主控芯片, 该项设计51单片机输入程序担任主控的任务，控制D/A 的输出大小，信号流过LM358运放，IRF9Z24N 场管在这三个器件的电路中形成负反馈，让输出电压可以被稳定下来。

文章导读:本程序为51单片机数控步进直流稳压电源程序，实现数控步进直流稳压电源的功能。

//SPI传送数据子程序void SPILED(data){SSPBUF=data；// 启动发送do {；}while(SSPIF==0)；SSPIF=0；}//显示子程序void display(){SPIINIT()；//spi方式显示初始化RA5=0；//准备锁存for(COUNTW=0；COUNTW<4；COUNTW++) {data=s[COUNTW]；if(COUNTW==1) data=table0[data]；//第二位需要显示小数点else data=table[data]；SPILED(data)；//发送显示段码}for(COUNTW=0；COUNTW<4；COUNTW++){data=0xFF；SPILED(data)；//连续发送4个DARK，使显示看起来好看一些}RA5=1；//最后给一个锁存信号，代表显示任务完成}//I2C总线输出数据子程序void i2cout(){i2cint()；//因为SPI输出和I2C输出不能同时工作，则需要//不断在两种方式见切换SEN=1；//产生I2C启动信号for(i=0x02；--i；) continue；//给予一定的延时，保证启动do {RSEN=1；//产生I2C启动信号}while(SSPIF==0)；//如果没能启动，则反复启动，直到启动为止SSPIF=0；//SSPIF标志清0SSPBUF=0X58；//I2C总线发送地址字节do {；}while(SSPIF==0)；//等待地址发送完毕SSPIF=0；//SSPIF标志清0SSPBUF=0X01；//I2C总线发送命令字节do {；}while(SSPIF==0)；//等待命令发送完毕SSPIF=0；//SSPIF标志清0SSPBUF=TXDATA；//I2C总线发送数据字节do {；}while(SSPIF==0)；//等待数据发送完毕SSPIF=0；//SSPIF标志清0PEN=1；//产生停止条件do {；}while(SSPIF==0)；//等待停止条件产生SSPIF=0；//SSPIF标志清0}//步进加子程序void BJADD(){R1++；TXDATA=TXDATA+2；if(R1>9) {R1=0；R2++；if(R2>9) {R2=0；R3++；}}if((R3==1)&&(R2==2)&&(R1==1)){R3=0；R2=0；R1=0；//若R3，R2，R1超过120，则又从0计起TXDATA=0；}sfz()；//把需要显示的数字装入显示缓冲数组}//步进减子程序void BJSUB(){R1--；TXDATA=TXDATA-2；if(R1==0XFF) {R1=9；R2--；if(R2==0XFF) {R2=9；R3--；if(R3==0XFF) {R3=1；R2=2；R1=0；//若R3，R2，R1小于0，则又从120计起TXDATA=0XF0；}}}sfz()；//把需要显示的数字装入显示缓冲数组}//主程序main(){initial()；//系统各寄存器初始化display()；//调用一次显示子程序while(1) {i2cout()；//调用I2C子程序，启动D/A转换KEYSCAN()；//键盘扫描keyserve() ；//若确实有键按下，则调用键服务程序if(BJF==0X01) BJADD()；//若步进加标志为1，则调用步进加子程序else BJSUB()；//若步进加标志为0，则调用步进减子程序display()；//调用一次显示子程序}。

广东工贸职业技术学院2013~2014学年第二学期毕业设计指导务书课程名称：《基于51单片机的数控直流电源的设计与仿真》专业：自动化适用年级：11级班级：11自动化班指导教师：侯益坤日期：2013-12一、概述毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力，并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。

二、毕业设计（论文）的目的1．灵活运用并巩固和扩大学生所学到的基础知识和专业知识。

2．对学生进行一次基本技能和工程设计的综合训练，培养学生分析和解决本专业技术实际问题的能力。

它包括：查阅和综合分析各种文献资料、掌握使用工程技术规范和手册、图表等技术资料的能力；阅读专业外语的能力；计算和设计能力；试验或测试以及数据处理的能力；计算机应用能力；绘图和设计说明书（论文）的撰写等方面的能力。

3．指导学生深入钻研本专业某一方面的科学技术问题。

4．培养学生树立严肃认真的工作作风，实事求是、严密论证的科学态度，团结勤奋、协同作战的优良作风和应有的职业道德。

三、毕业设计（论文）的要求1．综合运用所学的基础课、技术基础课和专业课解决一个单片机应用方面的实际问题。

2．针对课题需要能够选择和查阅有关技术手册、资料，以提高自学能力。

3．通过查阅资料、用户需求分析、方案设计、系统调试和编写毕业设计说明书等各个环节，熟悉解实际问题的工作程序和方法。

4．认真地编写毕业设计（论文）说明书，学会编制技术资料的方法。

5．树立正确的设计思想和严谨的工作作风，培养学生的团队精神和全局观点、生产观点和经济观点。

四、毕业设计的课题：基于51单片机的数控直流电源的设计与仿真五、毕业设计的过程毕业设计过程分为：资料收集阶段、分析和计划阶段、设计阶段、调试维护阶段、毕业设计说明书编写阶段和毕业答辩阶段。

六、引言随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展.本文所介绍的数控直流稳压电源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，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此电路主要由单片机，数模转换，电压放大，液晶显示等电路，具有控制精度高，抗干扰性强，制作比较容易等优点。

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。

基于单片机的数控直流稳压电源的设计作者姓名专业电气工程及其自动化指导教师姓名专业技术职务讲师目录摘要 ................................................................. 错误!未定义书签。

第一章引言 ............................................... 错误!未定义书签。

.数控电源的进展史.................................... 错误!未定义书签。

.数控电源的应用范围 ................................ 错误!未定义书签。

.数控电源的优势 ....................................... 错误!未定义书签。

第二章系统的设计要求和方案选择....... 错误!未定义书签。

.设计要求.................................................. 错误!未定义书签。

.方案论证与比较 ....................................... 错误!未定义书签。

稳压电源的选择 ........................................................ 错误!未定义书签。

数字显示方案 .......................................................... 错误!未定义书签。

第三章系统硬件设计 ............................... 错误!未定义书签。

.系统设计.................................................. 错误!未定义书签。

.微操纵器模块........................................... 错误!未定义书签。

基于51单片机的数控电源物电学院0603 金朝强摘要：学习如何以单片机为核心设计应用系统关键词：AT89C52. LCD-1602. DAC0832.一.引言这里设计数控电源的目的是学习如何以单片机为核心设计应用系统，因此数控电源的功能和技术指标的设置不一定适合作为一个实用的电源。

二.设计原理设计一个直流数控电源首先要明确设计要求：输出电压范围：0.0V~9.9V；输出电压的调节方式：独立键盘；显示方式：液晶LCD-1602;在明确了设计要求之后，那么就要开始进行系统的设计。

系统设计的目的是使每个要求有规则的结合起来，让复杂的问题简单化。

实现这一系统的功能的用很多种可行的设计方案。

起初我考虑了两种方案：第一种方案原理图如下：这个方案很好，他把220V的交流电经过变压，整流滤波，调整后输出，对输出电压的控制是通过键盘给AT89C52输入数据，经过DA转换和比较放大来控制的。

电压的显示，是把输出的电压信号取样，经过AD转换和单片机处理后，在1602上显示出来的。

第二种方案的原理图如下：这与第一种方案比较起来显然是很简单，首先通过键盘给AT89C52输入一个数据，这个数据在1602上显示出来，单片机把这个数据保存，然后在键盘上按一下确定键，这是就把DAC0832电路打开把数据传送进去，这个芯片把送过来的数字信号转换成模拟信号后经过运算放大器的处理后最终输出。

比较这两种方案，第一种方案肯地更接近与一个实用的电源，首先是他的能量来源，他由单一的220V的交流电（市电）提供能量。

A T89C52，DA芯片，AD芯片，以及运算放大器和1602都需要直流电，我们想在一个封装好的商业化的实用的数控电源种，再来安装电池是很麻烦的，这就需要用220V能量的一部分来维持这些芯片的运行。

再来看看第二种方案的能量来源，A T89C52，DA芯片，1602和运算放大器都需要直流电，如果做成实物也用220V的交流电，我想可以用一下三端集成稳压器芯片。

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51单片机的直流数控电源设计标题：基于51单片机的直流数控电源设计正文：一、设计背景随着科技的不断发展和进步，电子技术在工业、医疗、交通、家庭等领域中的应用越来越广泛。

而在这些领域中，直流电源的需求十分重要。

传统的直流电源虽然能够满足一定程度上的需求，但相较于智能化、高效化的直流数控电源却存在种种不足。

针对这一情况，基于51单片机的直流数控电源应运而生。

本文将对其设计进行阐述。

二、数控电源的基本要求在电源设计之初，需要制定基本的电源要求。

一方面，直流数控电源应能够提供充足的电源输出（常规为50V），同时具备较强的稳定性和可靠性；另一方面，电源应兼顾功率控制和电流控制的需求，在使用真空管、半导体器件等时，对于转换效率和响应时间也有一定的要求。

三、电路设计技术指标明确后，进入电路设计阶段。

本设计基于51单片机+PWM实现，其主要流程包括：输入、心形预放大、PWM使能/停止、保护电路、过流保护等。

1. 输入：本设计采用串口输入，是最常用的方式。

2. 心形预放大：通常，用三极管实现预放大。

3. PWM使能/停止：使用PWM实现电流和电压的调节，从而实现精准控制。

4. 保护电路：在设计之初，应加入防爆、过压、恒流等保护。

5. 过流保护：过流保护在实际使用中十分重要，可以避免硬件损坏，保证智能化的数控电源的长期使用效果。

四、实现流程当数控电源运行后，按下电源开关，开启电源，中间的方型LED灯亮，表明电源运行正常。

通过上位机串口调节不同的参数，包括电荷电压、电流限制、电流保护等。

电压的调节基于DAC输出，电流的调节由微控制器PWM实现。

当实现各项参数的设定后，按下返回键，数据将被保存至EEPROM浮点存储器中，在下次开机后可实现自动恢复设置。

五、结尾数控电源的设计是目前智能化电源控制的重点研究方向，本设计采用基于51单片机、PWM和保护电路相结合的方案，实现业内对于电源的要求。

在未来的发展中，数控电源的应用将逐渐普及，有望在智能工厂、汽车电子等领域发挥出更大的作用。