【正文】 LM358 簡(jiǎn)介 ................................................................................................ 19 LM358 特點(diǎn) ................................................................................................ 20 6 控制﹑顯示和鍵盤(pán)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ....................................................................... 21 控制模塊的分析 .................................................................................................. 21 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ................................................................................................. 21 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ................................................................................. 23 AT89C51 單片機(jī)的性能參數(shù)： ................................................................. 23 AT89C51 內(nèi)存空間 .................................................................................... 24 AT89C51 單片機(jī)的功能特性概述 ............................................................. 24 AT89C51 接口設(shè)計(jì) ..................................................................................... 27 外接 MAX202 的應(yīng)用 ................................................................................ 28 串口通信總線接口 RS232（ 9 芯）簡(jiǎn)介 .................................................. 28 顯示模塊 .............................................................................................................. 29 數(shù)碼顯示輸出部分 ..................................................................................... 29 74HC373 簡(jiǎn)介 ............................................................................................. 31 ULN2021 簡(jiǎn)介 ............................................................................................ 32 鍵盤(pán)模塊 .............................................................................................................. 34 7 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 35 開(kāi)發(fā)工具介紹 ...................................................................................................... 35 軟件設(shè)計(jì)的概述 .................................................................................................. 35 8 單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾說(shuō)明和電路的實(shí)際調(diào)試 ............................................................... 40 單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾說(shuō)明 ...................................................................................... 40 顯示模塊和鍵盤(pán)的調(diào)試 ...................................................................................... 42 升壓模塊的調(diào)試 .................................................................................................. 42 串聯(lián)線性穩(wěn)壓模塊的調(diào)試 .................................................................................. 43 AD/DA 模塊的調(diào)試 ............................................................................................. 43 9 設(shè)計(jì)總結(jié)和展望 ........................................................................................................... 44 設(shè)計(jì)總結(jié) .............................................................................................................. 44 展望 ...................................................................................................................... 45 致 謝 ................................................................................................................................. 46 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 47 附錄 A 源代碼 .................................................................................................................. 48 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 緒論 電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門(mén)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。 眾所周知，許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)都離不開(kāi)電 源 ，并且在這些實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)對(duì)通電時(shí)間、電壓高低、電流大小以及動(dòng)態(tài)指標(biāo)有著特殊的要求，因此，如果實(shí)驗(yàn)電源不 僅 具有良好的輸出質(zhì)量而且還具有多功能以及一定的智能化，那么就省去了許多不精確的人為操作，取而代之的是精確的微機(jī)控制，而我們所要做的 就是 顯示輸出電壓、電流，預(yù)置輸出電壓值等功能。就是在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。這將會(huì)給各個(gè)領(lǐng)域中的實(shí)驗(yàn)研究帶來(lái)不同程 度的便捷與高效。因此，直流電源今后的發(fā)展目標(biāo)之一就是不僅要在性能上做到效率高、噪聲低、高次諧波低、既節(jié)能又不干擾環(huán)境，還要在功能上力求實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、多功能化與智能化。 直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一 ,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的多功能直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、 比較 難 于 控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多 , 但均存在以下二個(gè)問(wèn)題 : 1) 輸出電壓是通過(guò)粗調(diào) (波段開(kāi)關(guān) ) 及細(xì)調(diào) (電位器 )來(lái)調(diào)節(jié)。這樣 , 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí) (如 1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。另外 , 隨著使用時(shí)間的增加 , 波段開(kāi)關(guān)及電位器難免接觸不良 , 對(duì)輸出會(huì)有影響。 2) 穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 , 對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù) , 電路構(gòu)成復(fù)雜 ,穩(wěn)壓精度也不高。 在家用電器和其他各類(lèi)電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由 220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來(lái)替代，則可縮小直流電源的體 積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。 隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時(shí)產(chǎn)生的誤差，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的精確度。電源在使用時(shí)會(huì)造成很多不良后果，世界各國(guó)紛紛對(duì)電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿(mǎn)足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿(mǎn)足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。數(shù)控電源是從80 年代才真正的發(fā)展起來(lái)的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。 電力電子技術(shù)是電能的最 佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。 這些理論為其后來(lái)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時(shí)間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī) 技術(shù) 及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控 制理論的不斷發(fā)展，各種類(lèi)型專(zhuān)用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，到90 年代，己出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到 的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸 50W的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩 [1]。 數(shù)字化智能電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高 了 生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可 維護(hù)性。 在一些測(cè)試設(shè)備中需要 數(shù) 控直流穩(wěn)壓電源，以便在測(cè)試過(guò)程中按測(cè)試要求隨時(shí)改變輸出電壓。在普通可調(diào)直流穩(wěn)壓電源中，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器去改變?nèi)与妷褐?，從而獲得不同的輸出電壓。在 數(shù) 控直流穩(wěn)壓電源中，通過(guò)改變基準(zhǔn)電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓?；鶞?zhǔn)電壓由電壓輸出型 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出，故基準(zhǔn)電壓可以隨時(shí)改變。穩(wěn)壓電源輸出的電壓值 然后 再通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。這樣在校正輸出電壓時(shí)，只需用高精度電壓表，測(cè)出當(dāng)前實(shí)際輸出的電壓值，通過(guò) PC機(jī)串口發(fā)送給 數(shù) 控電壓源便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正。數(shù) 控電壓源輸出電壓的大小可通過(guò) PC 機(jī)串口發(fā)送命令和參數(shù) 來(lái) 改變 ， 即可 數(shù) 控。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 1 直流穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電源的分類(lèi)方法繁多，按輸出電源的類(lèi)型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源；按電路類(lèi)型分有簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源等等。其劃分如圖 11 所示： 圖 11 直流穩(wěn)壓電源的劃分種類(lèi) 穩(wěn)壓 電源 直流穩(wěn)壓電源 交流穩(wěn)壓電源 化學(xué)電 源 線性穩(wěn)壓電源 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 參數(shù)調(diào)整型 自耦調(diào)整型