用单片机制作的直流稳压可调电源

单片机在可调直流斩波稳压电源中的应用【摘要】基于单片机控制技术，设计出一种可调直流斩波稳压电源。

它的主电路由三相桥式不可控整流电路、采用IGBT作为开关功率管的降压斩波电路和电容滤波电路组成。

它的控制电路以AT89s52单片机为控制核心，通过反馈电压与基准电压比较来调制PWM波，PWM波作为EXB841的输入信号，实现对IGBT器件的导通关断控制，从而实现可调直流稳压。

系统软件采用混合语言编程，对系统实时性要求较高的部分采用汇编语言编程，以提高运行速度，其他部分，采用C语言编程。

实验证明，该稳压电源，性能稳定，抗干扰能力强，简单易于操作。

【关键词】稳压电源；斩波电路；单片机；PWM；IGBT直流稳压电源是一种常见的电子设备，被广泛的应用与各个领域。

目前市面上使用的直流电源大部分是线性电源，而线性直流稳压电源由分立器件组成，存在体积大、效率低、可靠性差、操作不便、故障率高等缺点。

随着电子技术的迅猛发展，各种电子设备对电源性能的要求越来越高。

稳压电源日益朝着小型化、高效率、模块化、智能化方向发展。

本文介绍了一种以单片机系统为核心的新型可调直流稳压电源的设计，他主要由斩波电路和AT89S52单片机控制系统构成。

它具有体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的20～30%）、效率高（一般为60～70%，而线性电源只有30～40%）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化等优点。

而且价格低廉，操作简单。

具有较高的应用价值。

1.系统的总体设计该系统由两部分组成，即主电路和控制电路。

如图 1 所示，主电路由整流滤波电路、IGBT斩波电路、滤波电路组成；控制电路由控制电源、AT89S52单片机系统、IGBT驱动电路、ADC模数转换电路、8279键盘显示电路、检测保护电路组成。

主电路中整流滤波电路采用常用的三相桥不可控整流器，将电网的三相交流电压转换成直流，再经电容滤波得到平滑的直流电压。

稳压电路是由大功率器件IGBT实现的降压斩波电路。

单片机与可编程器件间多，因此必须采用调用定时中断的方式来测温，以减小ＣＰＵ负担，定时器０的定时时间为５０ｍｓ，每过２５０ｍｓ（５次中断）测一次温。

延时子程序主要供数码显示程序调用，延时时间为０．５ｍｓ，延时时间决定了数码显示的刷新周期，因为显示数码为三位，所以刷新周期为１．５ｍｓ。

字形码的输出用了Ｐ３口的Ｐ３．１￣Ｐ３．５、Ｐ３．７，Ｐ３口输出的数据通过查表获得。

因为数码管为共阳型，所以相应的输出位为０时笔段亮。

存储器２０Ｈ、２１Ｈ、２２Ｈ单元分别作为个位数、十位数、百位数的存储单元，其数值作为查表的指针。

动态扫描显示由数码显示程序完成，当个位数送到Ｐ３口时，Ｐ１．３输出低电平，ＶＴ４导通，数码管ＤＳ３显示个位数；当十位数送到Ｐ３口时，Ｐ１．４输出低电平，ＶＴ３导通，数码管ＤＳ２显示十位数；当百位数送到Ｐ３口时，Ｐ１．５输出低电平，ＶＴ２导通，数码管ＤＳ１显示百位数，如果温度为负值，则百位数显示负号。

这样轮流工作即可显示温度值。

在测温结束时，Ｐ３．６由０翻转为１，由于程序判断Ｐ３．６为高电平要用两个机器周期，关闭定时器１停止计数要用１个机器周期，总共为３个机器周期，这会使定时器１的计数值增加３，因此在程序中对此误差进行了修正，将计数值减去３。

安装与调试ＩＣ１用ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机集成电路，Ｘ１用１２ＭＨｚ的石英晶体，ＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３选用共阳ＬＥＤ数码管。

温度传感器用玻璃封装的二极管１Ｎ４１４８密封在一个小金属管内制成。

Ｃ４要选用温度系数小的电容器，如涤纶薄膜电容。

其余元器件的参数见图１。

安装前先将汇编源程序编译成目标文件即ＨＥＸ文件，再用编程器将ＨＥＸ文件写入ＡＴ８９Ｃ２０５１芯片。

汇编源程序和ＨＥＸ文件可以到《电子世界》网站ｗｗｗ．ｅｌｅｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ下载。

安装后的调试工作主要是通过对ＲＰ１、ＲＰ２的调节来校准温度，先把ＲＰ１置于调节范围的中间位置，将温度传感器插入冰水混合物中，等温度平衡后，调节ＲＰ１使温度显示值为０；将温度传感器插入沸水中，调节ＲＰ２使温度显示值为１００（由于各地气压不同，沸水的温度不一定是１００℃，可用水银温度同时插入沸水计来校准，使温度显示值和水银温度计的数值相等）。

• 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。

基于单片机的数控直流稳压电源设计方案一、设计方案简介基于单片机的数控直流稳压电源设计方案主要是通过单片机控制开关电源的开关管，控制输出电压的稳定性和精度。

本设计方案采用闭环控制的方式，通过反馈电路将输出电压反馈给单片机，单片机根据反馈信号控制开关电源的开关管进行开关操作，以实现电源输出电压的稳定。

二、设计方案详细介绍1.系统总体设计：本设计方案将开关电源分为输入电源模块、控制模块和输出电源模块。

输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压，以保证输入电源的稳定性；控制模块主要是使用单片机进行控制，接收反馈电路的反馈信号，根据设定值进行比较，并控制开关电源的开关管进行开关操作；输出电源模块主要是将开关电源的输出电压经过滤波和稳压处理，以保证输出电压的稳定性和精度。

2.输入电源模块设计：输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压处理，保证输入电源的稳定性和安全性。

常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。

同时，可以使用稳压芯片来实现输入电压的稳压。

3.控制模块设计：控制模块使用单片机进行控制，主要是通过反馈电路将输出电压反馈给单片机，并经过AD转换后与设定值进行比较。

根据比较结果，单片机控制开关电源的开关管进行开关操作，调整输出电压的稳定性。

在控制过程中，可以设置合适的控制算法，如PID控制算法，以提高控制的精度和稳定性。

4.输出电源模块设计：输出电源模块主要是对开关电源的输出电压进行滤波和稳压处理，以保证输出电压的稳定性和精度。

常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。

可以使用稳压芯片或者反馈调节电路来实现输出电压的稳压。

5.电源保护设计：为了保护电源和设备的安全性，可以设计过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等保护电路。

过压保护可以使用过压保护芯片，欠压保护可以使用欠压保护芯片，过流保护可以通过电流传感器实现，短路保护可以通过保险丝或者短路保护芯片实现。

三、设计方案的优势和应用1.优势：本设计方案采用闭环控制的方式，通过反馈电路将输出电压反馈给单片机，使得输出电压的稳定性和精度得到保证。

用单片机制作的直流稳压可调电源摘要：把粗调波段开关以及细调电位器作为调节方式的是传统直流稳定电源输出，而且电压数值的大小是通过电压表来显示的。

但是传统的直流稳定电源输出的也是存在一定的缺点的，比如：体积比较大、复杂的电路构造、没有直观的读数、不容易进行调节、稳压精度比较低、电位器容易被磨损等，但是单片机制作的直流稳压可调电源可以很大程度上的解决以上这些问题。

关键词：单片机；直流稳压；可调电源就传统的直流稳压电源来说，其电源所对应的输出电压主要是在相应的粗调波断开关和细调电位器的情况下实现调节功能的，并通过电压表的知识电压值大小进行实现。

就这种直流稳压电源来说，其实际使用过程中存在一定的不足和缺点，主要表现为不易调准，电位器易磨损，读数不直观，稳压精度较低等情况，而且电路构成较为复杂，体积较大。

而基于单片机控制的直流稳压电源的应用则可以将上述问题进行有效改善。

电源的特点和功能此电源有两个调压元件，第一级调压元件是选取可控硅，第二级调压元件是选取LM317、LM337稳压电源芯片，电阻网络的电阻的改变方式是控制继电器，此控制方法采取AT89S51单片机，进而对调节元件的外围参数进行改变，从而得到可调节电压（步长为2~18V、0.1V），最大1A的驱动能力，同时显示输出电流大小和电源电压的数值。

电源主要有一下几个特点：电路具有双重保护功能。

在软件中设置过载保护，同时在电阻的前端增加1A保险，以避免由于负载造成短路，破坏三端稳压芯片[1]。

电压输出采取两组相互隔离方法。

其中一组输出是固定的，固定电压为+5V；另一组是可调节的电压，电压为正负步长0.1V，输出的范围保持在±2~±18V，负载最大设置为1A，同时规定实际的输出电压的误差在0.05V以内。

为了避免掉电之后重新上电的电压数值过高，对用户设备造成损坏的现象发生，此电源具有记忆装置，保存了掉电之前用户所设置的电压数值，断电之后重新上电是用户不需要对电压数值进行设置，给用户更好的使用效果。

摘要本系统以AT89S52单片机作为系统的核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。

该系统实现了输出电压：范围2～＋15.0V，步进1V，纹波不大于10mV；输出电流：500mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。

输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。

关键词：AT89S52单片机, 数控电源, D/A,直流电源AbstractThe AT89S52 SCM is the heart of the NC Power,which is made up of Digital-analog converter module,key module and LED display module.The Output voltage of the syetem is between 2V and +15.0V,Stepped by 1V,the ripple is not more than 10mV,and the output current is 500mA,The value of Output voltage is displayed by Digital control,and the stepping change in output voltage is controlled by "+and "-"keys.When you press the button of the input module,the SCM will have an input.On the one hand ,the SCM transfers the figures into the display module,which display the figures,on the other hand, the SCM transfers the rest information into DAC0832,making it into a simulation of output current.By the operational amplifiers the simulation is changed into the appropriate voltage,which is used to control LM317-control ,so it is success in the control of output voltage.Keywords:AT89S52 monolithic integrated circuit, numerical control power source, D/A,direct-current power supply目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................................ I I1 引言 (1)2 设计要求 (1)3 方案论证 (1)3.1D/A数字模拟转换模块 (2)3.２可调稳压芯片 (2)3.3按键控制模块 (2)3.4显示模块 (3)4 设计原理 (3)4.1单片机模块 (3)4.1.1单片机介绍 (3)4.1.2 单片机外围电路介绍 (5)4.2D/A模块 (6)4.2.1 D/A电路简介 (6)4.2.2 DAC0832及其外围电路 (6)4.2.3 D/A 转换的计算 (8)4.3LED数码管显示模块 (10)4.3.1 数码管显示简介 (10)4.3.2 数码管编码表 (11)4.4直流电源 (12)4.4.1直流供电电源制作原理 (12)4.4.2 输出电源工作原理 (13)5 软件部分 (14)5.1开发工具介绍 (14)5.2程序框图: (15)6 仿真结果数据分析 (15)7 结束语 (16)参考文献 (17)附录一：电路图 (18)附录二：源程序 (19)1 引言在现代家庭中各种电器的不断出现，并要求着各种不同值的电源出现，使得家庭购买不同值得电源。

摘要毕业设计论文基于单片机的数字可调稳压电源的设计系别：专业（班级）：作者（学号）：指导教师：完成日期：蚌埠学院教务处制基于单片机的数字可调稳压电源的设计摘要：基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。

其性能比传统的可调直流稳压电源好，非常适合一般教学和科研使用。

本文通过对一个基于单片机的数控直流稳压电源的设计，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，详细介绍了AT89C52单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时器中断原理，从而了解单片机相关指令在各方面的应用，同时还介绍了数模转换芯片DAC0832的工作原理。

系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成，输出0-12V电压范围，步进值为0.1V的直流电源。

电源的数字化控制是人们追求的目标之一，人们对它的要求也越来越高，数控直流稳压电源能给人们带来很大的方便，为我们工作、科研、生活提供更好、更方便的服务。

本题采用单片机和其他元件及外围电路，开发一个数字可调式稳压电源，能够设定输出电压值、电压输出显示等功能。

关键词：单片机、直流、稳压、数模转换Based on single-chip digital adjustableregulated power supply designAbstract: Microcontroller-based digital adjustable DC power supply as simple in principle, easy operation, good stability, high accuracy, low cost, easy to implement, andmany other advantages of being more widely appreciated. Performance than thetraditional adjustable DC power supply is good, very suitable for general teachingand research use.In this paper, a microcontroller-based digital controlled power supply design, the single chip digital control technology, organic integration into the DC powersupply design, digital design of a universal DC power supply, details of theAT89C52 microcontroller applications The keyboard scanning principle, thedigital dynamic display principle, the timer interrupt principle, to understandinstruction in all aspects of SCM-related applications, but also introduces theDAC0832 digital-analog converter chip works. System consists of analog powersupply, control circuits, digital to analog conversion circuit, amplifier circuit,display circuit and other parts, output 0-12V voltage range, step value of 0.1V DCpower supply.Digital control of power is one of the goals people pursue, people demand more and more of it, NC DC power supply can give them great convenience forour work, scientific research and to provide better and more convenient service.The problem with single chip and other components and peripheral circuits, thedevelopment of a number of adjustable power supply, can set the output voltage,the voltage output display.Keyword s: microcontroller; DC; regulators; digital to analog conversion目录第一章绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2国内外发展状况 (2)1.3论文构成及研究内容 (3)第二章数字式可调稳压电源原理介绍 (4)2.1方案选择及总体原理介绍 (4)2.2单片机AT89C52原理及其介绍 (5)2.3矩阵键盘扫描原理介绍 (6)2.4 LCD-1602显示原理介绍 (7)2.5数模转换电路原理介绍 (9)第三章数字式稳压电源硬件电路设计 (12)3.1稳压电源数字部分设计 (12)3.1.1单片机主体电路设计 (12)3.1.2键盘部分电路设计 (13)3.1.3 DAC0832数模转换部分电路设计 (13)电路图如下 (14)3.2电压输出单元电路 (15)第四章数字式可调稳压电源软件程序设计语言 (16)4.1 系统软件流程图 (16)4.2 系统程序介绍 (17)4.2.1 初始化硬件程序 (17)4.3 主程序程序语言 (18)结论 (25)谢词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26参考文献 (26)附录一数字部分电路总图 (27)第一章绪论1.1研究目的及意义在当代科技与经济高速发展的过程中,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.电力电子技术是电能的最佳应用技术之一.当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

PRACTICE区域治理基于单片机的数控直流稳压电源设计江苏大学京江学院 陈金华摘要：随着新时代的到来，我国整体国力有了很大提高，这也有利于我国电子技术产业的快速发展。

在电子技术领域当中，不管是任何类型的电子设施都有一个共同一致的电路，这就是电路电源，唯有取得了电路电源的支撑，才可以较好地使电子设施取到良好的运转以及工作。

直流稳压电源在电子技术领域占有十分重要的地位，这是当中不可或缺的主要设施之一。

本文章重要对基于单片机的数控直流稳压电源的设计实行了详细的研究，用单片机成为中心，对直流稳压电源实施了设计，一开始对系统硬件方面的设计进行了研究，其次，又对系统软件方面的设计实行了研究。

关键词：单片机；数控直流稳压；电源设计中图分类号：TL825 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）29-0207-0001电子技术产业是关系到社会生产和人民生活的非常主要产业，其发展始终受到社会各界的极度注重。

而直流稳压电源成为电子领域当中的一种不可或缺的设施，普遍地运用于教育、科学研究等行业。

以往的多性能直流稳压电源繁杂性能较高，并且在性能方面还较为单一，在可靠性方面很难得以保障，往往受到各种方面因素的干扰而带来一定的影响，很难得以控制。

另外，长时间运用直流电源还会产生各项在质量原因的相关问题，如波段导关与电位器发生的对接不合理等问题，这不只是影响到输出的准确性以及及时性问题，且还减少了直流稳压电源该拥有的运用时间。

单片机即单片微控制器拥有价格低、体格小等特征，将其利用于直流电源的设计当中，以确保直流电源的更新。

本文章重要是以单片机为关键，设计了一样精确度高智能化的直流稳压电源，详细状况如下。

一、直流稳压电源系统的性能特征科学地制定直流稳压电源的输出电压，以0V-9V较好，并制定输出电压。

本试验系统由AT89S51单片机、LCD1602显示电压模板与D/A变换模板、电压模板以及数据收集模板等合成，并可达到多样性能。

基于单片机的直流稳压电源毕业设计基于单片机的直流稳压电源是一种能够提供稳定的直流电压输出的装置。

它广泛应用于各种电子设备和电子系统中，并且对电子设备的正常工作起到至关重要的作用。

本文将介绍这样一个基于单片机的直流稳压电源的毕业设计，并详细讨论其设计原理、电路图和功能。

首先，我们来介绍这个直流稳压电源的设计原理。

该电源的设计采用了单片机作为控制核心，通过精确的反馈控制来保持稳定的输出电压。

具体来说，单片机通过测量输出电压并与设定的目标值进行比较，然后相应地调整控制电路的工作状态，以实现电压的稳定输出。

单片机还可以监测电源的工作状态，并在出现异常情况时采取相应的保护措施，以防止电源和连接的设备受到损坏。

其次，我们来看看这个直流稳压电源的电路图。

电路图中包括了电源输入部分、控制部分和输出部分。

电源输入部分主要包括输入电源接口、输入滤波电路和过压保护电路。

控制部分由单片机和与之连接的外围电路组成，用于控制电源的工作状态和输出电压。

输出部分由电压稳压电路和输出滤波电路组成，用于提供稳定的输出电压。

此外，电路图还包括了保护电路，用于保护电源和负载设备免受过电流、过压和过热等异常情况的影响。

最后，我们来讨论一下这个直流稳压电源的功能。

该电源具有以下几个主要功能：1.稳定输出电压：通过单片机的精确控制，电源可以提供稳定的输出电压，以满足负载设备的要求。

2.输入保护：通过过压保护电路，电源可以在输入电源过压时及时切断电源输入，以保护电源和负载设备。

3.负载保护：通过输出过电流保护电路，电源可以在输出电流超出额定值时及时切断电源输出，以保护电源和负载设备。

4.温度保护：通过温度传感器和过热保护电路，电源可以在工作温度超出安全范围时及时切断电源输出，以确保电源的安全运行。

总结起来，这个基于单片机的直流稳压电源是一种功能强大的装置，能够提供稳定的输出电压，并具有输入和负载保护功能。

它的设计原理、电路图和功能使得其能够广泛应用于各种电子设备和电子系统中。

毕业设计课题：单片机控制的可调直流稳压电源的设计与制作学院：广东交通职业技术学院专业：应用电子技术指导教师：康实，张葆兰学生班级：应用电子技术112班学生姓名：邝荣文学号： 1113234232学院：交通信息学院目录一、内容摘要 (2)二、引言.................................................................. 错误！未定义书签。

三、设计要求 (2)四、实验用到的元器件元器件 (2)五、作品制作过程 (4)1、设计的电路图 (4)2、PCB板的腐蚀与打磨、元器件的准备和用到的设备 (5)3、制作过程中注意的问题 (7)六、总体设计思路 (8)1．直流稳压电源设计思路 (8)2．直流稳压电源原理 (8)1、直流稳压电源 (8)2、整流电路 (9)3、滤波电路——电容滤波电路 (10)4、稳压电路 (11)七、程序与调试 (12)1、程序设计 (12)2、程序编程 (13)八、心得体会 (17)九、参考文献 (18)一、内容摘要本系统以 AT89C52 单片机作为系统的显示核心，由A\D模拟数字转换模块、控制用可调电阻、LED数码管显示模块、稳压模块等模块组成一个单片机控制可调直流稳压电源。

该系统实现了输出电压范围 2 ～＋15 V，输出电流可达1A；输出电压值由数码管显示；由一个可调电阻控制输出电压，实现平滑增减输出电压，输出电压口可自由扩展。

该电源采用一对集成稳压管实现对输出电压的控制，单片机用于控制实时电压的LED数码管显示，实现实时电压的显示，关键在A\D模数转换模块，它將模拟的电压值转换为数字电压值，将数字电压值传输给单片机处理，单片机在此实现了串口数据转并口数据的功能。

并口电压数据由LED数码管显示出来，由此实现实时电压的显示。

二、引言随着现代科学技术的不断发展，越来越多的现代电子产品走进我们生活，如MP3、MP4、手机、移动电源、数码相机、平板电脑等等，这些电子产品无一例外要有一个电源供电，而往往电子产品的功率不同，导致各个电子产品的供电电压有所差异，也就使得各种充电器的出现。