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基于单片机的可调电源设计说明

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基于单片机的可调电源设计 系部：信息与控制工程学院 专业：计算机科学与技术 学号：11520208 ：帅 教师：付春秀 课程设计任务书 一、设计题目：单片机的可调电源设计 二、设计目的 1. 掌握STC89C52协同的设计方法； 2. 掌握单片机的编程方法； 3. 熟练利用KELL软件进行软件仿真编程及程序下载的方法； 4. 掌握可调电源设计、AD转换电路的原理及方法，显示电路和AC到DC硬件电路的设计方法。 三、设计任务及要求 设计可调电源，通过单片机可以知道电源的电压值。可调电源具有以下基本功能： 1. 具有实时显示电源值； 2. 要求误差在5%之； 四、设计时间及进度安排 设计时间共三周（2014.03.03~2014.03.21），具体安排如下： 周设计 设计容 设计时间

第一周 了解可调电源设计的原理，设计单片机最小系统和外围电路的原理图，学习单片机开发软件的使用。 2014.03.03 ~ 2014.03.07 第二周 按照电路图焊接电路板，学习单片机对各个模块的编程驱动方法以及掌握各种利用KELL进行编程，学习编程调试和整合方法 2014.03.10 ~ 2014.03.14 第三周 软件下载并调试程序实现系统的基本功能，完成并提交硬件设计作品及硬件课程设计说明书，课程设计答辩 2014.03.17 ~ 2014.03.21 五、指导教师评语及学生成绩

指导教师评语：

年 月 日 成绩 指导教师签字： 目录 1. 前言 2. 设计任务及要求 2.1 设计目的 2.2 设计任务 2.3 设计要求 3. 系统硬件介绍 3.1 单片机STC89C52简介 3.2 稳压调节模块 3.3 串口通信模块 3.4 数模转换模块 3.5 液晶显示模块 4. 系统软件介绍 4.1 Autium Designer 09软件介绍 4.2 Autium Designer 09界面及功能简述 4.3 KELL软件的使用 4.4 5. 软件编程及调试 5.1 软件设计 5.2 主程序流程 1. 前言 单片机又称垫片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的将：一块芯片集成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机自20世纪70年代以来，一极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广发展很快。单片机的体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，加个人低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。例如：80C51系列单片机已有十多年的生命期，如今扔保持者上升的趋势，就充分证明了这一点。单片机一起一系列优点，近几年得到迅猛发展和打规推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统，智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品等，并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制，自动化系统等。而美国公司ATMEL公司开发活生产了新型的8位单片机AT89系列单片机，它不但有一般MCS—51单片机的所有特性，而且还拥有一些独特的有点，此次设计中所用到的89C52单片机就是其中的一种。 单片机部也有和电脑功能类似的模块，比如CPU、存、并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，用它来做一些类似控制电路的不负杂电路。我们现在用的全自动滚轮洗衣机，排烟罩VCD等家电里可以看到它的身影。单片机是靠程序实现功能的，并且可以修改，通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能。 2. 课程设计的目的 课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计学生使学生获得以下几方面能力，为毕业设计奠定基础。 1. 进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能； 2. 培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力； 3. 培养学生的团队协作精神、创新意识，严肃认真的治学态度和严谨的工作作风。 3. 系统硬件介绍 3.1 单片机STC89C52

89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。89C52置8位中央处理单元、256字节部数据存储器RAM、8k片程序存储器（ROM）32个双向 输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。

主要功能特性

· 标准MCS-51核和指令系统 · 片8kROM（可扩充64kB外部存储器） · 32个双向I/O口 · 256x8bit部RAM（可扩充64kB外部存储器） · 3个16位可编程定时/计数器 · 时钟频率3.5-12/24/33MHz · 向上或向下定时计数器 · 改进型快速编程脉冲算法 · 6个中断源 · 5.0V工作电压 · 全双工串行通信口 · 布尔处理器 —帧错误侦测 · 4层优先级中断结构 —自动地址识别 · 兼容TTL和CMOS逻辑电平 · 空闲和掉电节省模式 · PDIP(40)和PLCC(44)封装形式

管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外 部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口作为AT89C51的一些特殊功能口，管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

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基于单片机控制的开关电源设计

基于单片机控制的开关电源设计

摘要:开关电源是当代电子科技技术的产物，用于达到输出电压的稳定，开关电源主要是通过改变脉宽调制（PWM）进行输出电压的改变。

它是一种电力电子装置，广泛应用于各种电子设备、工业、通信、航天航空以及军事等领域。

具有输出电压稳定、噪音小、小型化和轻型化等特点。

为了设计并实现一个单片机控制的开关电源，可以通过软件编程让单片机输出一个PWM 波形给双运算放大电路，双运算放大电路对PWM波形进行变换调压，反馈到DC-DC降压电路进行降压和稳压后输出所需要的电压。

输出电压可以通过按键调节，调节范围在0至25V，电压调节幅度为0.5V，由液晶显示屏实时显示。

单片机控制开关电源，实现电源的智能化，具有输出电压范围大、电压可调和输出电压实时显等优点。

关键字：开关电源,单片机,PWM波形,调节，智能化第一章概述开关电源是改变开关管的通断的时间比较来控制输出电压的大小的电力电子器件。

随着世界科技的快速发展，开关电源成为了人们生命中不可缺少的必需品，其应用于工业、农业、通信、航空和计算机等领域，具有高效率转换、重量小、小体积和高精度等特点。

传统的开关电源系统存在调整之繁琐，电路很繁琐，可靠性低等问题，本文通过对单片机进行编程实现开关电源的有效输出，具体是将常用电源220V交流电通入变压器转换成24V的交流电，经过整流电路得到直流信号，通过电容滤波得到相对干净的直流电分别接入两个LM2596S-ADJ芯片，一个是构成DC-DC降压型电路，一个是构成5V稳压电路，前者是控制输出电压的，后者是给单片机和液晶显示屏供电的。

输出电压的大小由PWM控制，将PWM 波形送到PWM调压电路，进行稳压和调压，并反馈到DC-DC降压电路后输出。

按键能控制输出电压的大小，输出电压能在0-25V范围里可连续调节，步加步减在0.5V，复位按键可以是输出电压恢复到5V，并由液晶显示屏显示。

单片机控制开关电源，具有灵活性好的优势，可根据设计人员的想法进行设计。

基于单片机的开关电源的设计

基于单片机的开关电源的设计

UO=1.25V(1+RW/R1) (2)式
调整端1的电流极小，所以流过R1和RW的电流几乎相等(几mA电流)。通过改变电位器RW的阻值就能改变输出电压UO。此外为了保证LM317的输出功率及正常工作，还需要添加散热片，二极管D5的作用是防止输出短路。
由上面的介绍中可知，只要改变管脚1的电压，就可以实现输出可调。电位器RW固定在一个值后，通过单片机预置电压，经过D/A转化和运算放大器的电压放大达到对控制端的电压预置。所以由1脚作为控制电压的输入端，接控制部分电路。
调压原理：
D6
32
LW317
1R1D5
UIC Uo
C1Co
C2RW
图2.3 稳压调压电路原理说明图
图2.3为稳压调压电路原理说明图。LM317的2脚于1脚之间的电压恒定为恒定值1.25V，所以由固定电阻R1（应小于240Ω）与电位器RW组成取样分压电路，同时也可以作为调节输出电压，输出电压如(1)式。
图2.1 基于单片机控制的数控直流电源系统原理图
其基本工作原理为：电压通过键盘预置后由单片机控制并调节输出电压，输出电压经过A/D采样校正后送数码管显示。
基于单片机的数字控制直流电源的制作需要考虑以下两个问题：一是制作成本及工艺。在现在的商业化中，产品的成本和工艺往往是倍受重视的，它直接决定了产品的销售和发展；二是电源的输出功率以及精确度。在很多实验和领域中都需要用到精确度很高的电源，另外在民用上也需要可调节的电源。在下面的方案设计中将主要对两种数控直流电源作详细介绍和论证。
使用LM317可调稳压器作为主要的稳压器件，一方面可以降低制作成本，另一方面使得电路的设计更简单，更使用。但和开关电源相比，线性电源的效率较低，这是由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点，调整管在发热的同时会给系统带来热噪声影响。另外，采用调整管的电源，其电源功耗都较小。当然在实际应用中可以加入扩流电路使得电源的输出功率有所提高，可以为小功率电器及设备提供可靠的电源。同时可以通过使用温度传感器校正由于调整管的发热导致的电压偏差，使得电压输出与预置电压相符合。
基于单片机的数字可调稳压电源

基于单片机的数字可调稳压电源

毕业设计 [论文]题目：基于单片机的数字可调稳压电源系别：电气与电子工程系专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师：毕业设计（论文）任务书题目基于单片机的数字式可调稳压电源系别电气与电子工程专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师发放日期2011-3-8注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。

成绩评定·毕业设计（论文）成绩评定·答辩小组评定意见·一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。

二、评分（按下表要求评定）答辩小组成员签字年月日毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。

2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。

3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。

4、答辩中要有专人作好答辩记录。

·指导教师评定意见·一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）：签字：年月日二、对毕业设计（论文）评分[按下表要求综合评定]。

（1）理工科评分表（2）文科评分表指导教师签字：年月摘要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。

单片机控制的可调直流稳压电源的设计与制作(毕业设计).

单片机控制的可调直流稳压电源的设计与制作(毕业设计).

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。