基于51单片机数控直流电源的设计 应用电子技术专业毕业设计 毕业论文

基于51单片机的数控电源摘要：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。

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。

• 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。

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。

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51单片机的数控直流电源设计学号：XXXXXXXXXX姓名：XXX日期：2021年12月名目第1章绪论1.1课题的背景及意义电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性非常强的工程技术，效劳于各行各业。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、操纵理论、材料等诸多学科领域。

直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和研究不可缺少的电子仪器。

在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。

而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四局部组成。

然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不行操纵、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。

一般的直流稳压电源品种有许多，但均存在以下两个咨询题：输出电压是通过粗调〔波段开关〕及细调〔电位器〕来调节。

如此，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时，困难就较大。

另外，随着使用时刻的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有妨碍。

稳压方式均是采纳串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保卫，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，基本上由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。

滤波器用于滤往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，假设由晶体管滤波器来替代，那么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，这既落低了家用电器的本钞票，又缩小了其体积，使家用电器小型化。

传统的直流稳压电源通常采纳电位器和波段开关来实现电压的调节，并有电压表指示电压值的大小。

因此，电压的调整精度不高，读数欠直瞧，电位器也易磨损。

而基于单片机操纵的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的缺乏。

随着科学技术的不断开展，特殊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，而在一些高能物理领域，更是急需电脑或单片机操纵的低纹波、宽调整范围的电源。

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。

单片机原理与应用技术课程设计报告题目:基于单片机控制的直流电流源专业班级：姓名：时间：指导教师：基于单片机控制的直流电流源一.设计要求设计并制作数控直流电流源。

输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。

其原理示意图如下所示。

（一）基本功能1. 输出电流范围：200mA～2000mA；2. 可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；3. 具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；4. 改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；5. 纹波电流≤2mA；6. 自制电源。

（二）扩展功能1. 输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；2. 设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；3. 改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1 mA；4. 纹波电流≤0.2mA；二．计划完成时间三周1.第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。

2.第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。

3.第三周完成软件和硬件的联合调试。

目录1引言 (1)2总体设计方案 (1)2.1设计思路 (1)2.1.1硬件系统设计 (1)2.1.2软件系统设计 (2)2.2总体设计框图 (2)3设计组成及原理分析 (2)3.1单片机最小系统 (2)3.2键盘电路 (2)3.3D/A转换电路 (2)3.4A/D转换电路 (3)3.5电压－电流转换和功率放大电路 (3)3.6输出电流采样电路 (4)3.7显示电路设计 (4)3.8程序流程图 (5)4结束语 (6)参考文献 (6)附录 (7)基于单片机控制的直流电流源摘要：本设计基于单片机的数控直流电流源设计方案，给出了硬件组成及软件系统。