【正文】 中文摘要 1 畢業(yè)設(shè)計 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源 摘要 本 設(shè)計 以直流電壓源為核心， AT89C51單片機為主控制器，通過 按 鍵來設(shè)置直流電源的輸出電壓，設(shè)置步進(jìn)等級可達(dá) ，輸出電壓范圍為 0— ，最大電流為 1000mA，并可由 LED 數(shù)碼顯示管 顯示實際輸出電壓值。系統(tǒng)有過流保護(hù)電路，當(dāng)輸出電流過大時功率管自動截至。本 設(shè)計 由單片機程控輸出數(shù)字信號，經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換器（ DAC0832）輸出模擬量，再經(jīng)過運算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電壓。實際測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)實際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定 度小功率恒壓源的領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞： 數(shù) 字 控 制 。直流穩(wěn)壓電源 。單片機 Abstract II Abstract This system to dc voltage source as the core, mainly AT89C51SCM, through the keyboard controller to install dc power supply output voltage, setting stepping class can output voltage, the range of V, the maximum current1000mA for, and can show the actual pipe by digital output voltage values. This system consists of microcontroller program output digital signal, through D/A converter (DAC0832) output analog amplifier, through isolating amplifier output power, control of base, with the power to change the passive tube voltage output of different voltage. Test results show that this system application in need of high stability of small power constantvoltage source fields. Keywords: Digital control； Regular power supply of direct current；Singlechip microputer 目錄 III 目錄 摘要 ………………………………… …………… ………… ………………… ..… … 1 ABSTRACT…………………………………………………… … ……………… ...Ⅱ 目錄 …………………………………………………… ……… ……………… .… … Ⅲ 第一章 引言 ……………………………… ………………… … ……………… ..… 1 設(shè)計 背景 和意義 …………………………………………… .…………… … … 1 設(shè)計 任務(wù)要求 ………………………………………………… .… …………… 2 第二章 方案設(shè)計與論證 ……………………………… ……… … …………… .. 8 方案比較 …………………………………… ………… …… … … … …… … .9 設(shè)計思想 …………………………………………………… …… …………… . 4 第三章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 ……… ……………………………………… …………… … 5 系統(tǒng) 硬件原理框圖 ………………… ………………………… … ………… .… 5 單片機最小系統(tǒng) …… …………………………………… … …… ……… … .… 5 單片機 ………………………………………………………………… 5 按鍵電路 ……………………………………………………………… 8 時鐘電路和復(fù)位電路 …………………………… … …… ………… 8 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 ……………………………………………… … …………… .… 9 DAC0832 芯片 …………………………………… ………………….. 9 四運放放大器 LM324……………………………………………… .11 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 ……………………………………………………… … 12 數(shù)字顯示 電路 …………………………………………… … … …… .…… .. 12 放大與功率輸出模塊 ………………… …………… ………… … …… ..…… . 14 直流穩(wěn)壓電源電路 ……………………………………… …… ……… .… ...… 14 第四章 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 ………………………… ……… …… …… ……… .… .…… .16 程序流程圖 ………………………………………… ……………… ..… … … 16 源程序 ………………………………… …………… …………… .… … … … … 17 第五章 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 ………………………………………… … ………… … 23 系統(tǒng) 仿真 ………………………… ……… …… …………… … … ...…… ..… 23 仿真 電壓顯示 …………………………………… …… ……… …… .… .… … 24 系統(tǒng) 調(diào)試 …………………………………… …… ……… … …… … .… .…… 25 調(diào)試結(jié)果 ………………………………… ……… ……… … …… … .… .…… 26 目錄 IV 總結(jié) ……………… ……… ..………………… …… .……………… … … … .…… .… 30 參考文獻(xiàn) …………………………………………………… …… ……………… … 31 致謝 …………………………………………………… ……… … ……………… … 32 附錄 …………… .…………………………………………… …… ……………… … 33第三章 硬件設(shè)計 5 第一章 引言 背景 和意義 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)壓電源功能簡單、難控制、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 , 但均存在以下二個問題 : 穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型 穩(wěn)壓電路，對過載進(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。 輸出電壓是通過粗調(diào) (波段開關(guān) ) 及細(xì)調(diào) (電位器 )來調(diào)節(jié)。這樣 , 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出 ， 或需要在一個小范圍內(nèi)改變時 (如 1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。另外 , 隨著使用時間的增加，波段開關(guān)及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響。 在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實際生活中，都是由 220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過變壓、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。 傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié) ， 并由電壓表指示電壓值的大小 。 因此，電壓的調(diào)整精度不高 ， 讀數(shù)欠直觀，電位器也易磨損 。 而基于單片機控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。 幾乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源，因此直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用非常的廣泛。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計算機技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源 ，而 在一些高能物理領(lǐng)域 ，更是 急需電腦或單片機控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。 直流穩(wěn)壓電源的電路形式有很多種 ,有串聯(lián)型、開關(guān)型、集成電路、穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源等等。在電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源的故障率是最高的（長期工作在大電流和大電壓下 ,電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電源中，通過整流、濾波電路所獲得的直流第三章 硬件設(shè)計 6 電源的電壓往往是不穩(wěn)定的。輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載電流變化時也會隨之有所改變。電子設(shè)備 電源電壓的不穩(wěn)定 ,將會引起很多問題，比如：測量儀器的準(zhǔn)確度降低，交流放大器的噪聲增大，直流放大器的零點漂移等等。設(shè)計出質(zhì)量優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子線路的要求。因此 ,直流穩(wěn)壓電源的研究就頗為重要。目前產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電源的方法大致分為兩種 :一種是模擬方法，另一種是數(shù)字方法。前者的電路均采用模擬電路控制，而后者則是通過數(shù)字電路進(jìn)行自動控制。直流穩(wěn)壓電源朝著數(shù)字化方向發(fā)展。因此對于數(shù)控恒壓源的研究是必要的。 從上世紀(jì)九十年代末起，隨著對系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動電源行業(yè)中 直流 /直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在 80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向到 20 世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流 /直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。早在90 年代中，半導(dǎo)體生產(chǎn)商們就開發(fā)出了數(shù)控電源管理技術(shù)，而在當(dāng)時，這種方案的性價比與當(dāng)時廣泛使用的模擬控制方案相比處與劣勢，因而無法被廣泛采用。由于板載電源管理的更廣泛應(yīng)用和行業(yè)能源節(jié)約和運行最優(yōu)化的關(guān)注，電源行業(yè)和半導(dǎo)體生產(chǎn)商們便開始共同開發(fā)這種名為 “ 數(shù)控電源 ” 的新產(chǎn)品。 現(xiàn)今隨著直流電源技術(shù)的飛躍發(fā)展，整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機控制，從而使直流電源智能化，具有遙測、遙信、遙控的三遙功能，基本實現(xiàn)了直流電源的無人值守。 目前 , 國外直流穩(wěn)壓電源已朝著多功能和數(shù)字化的方向發(fā)展。 M atthew 等提出了采用多路 D246。A 分別設(shè)定多路輸出電壓，以及以多路 A 246。D進(jìn)行輸出檢測的微機數(shù)控電源。隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展 ,對電源可靠性、輸出精度和穩(wěn)定性要求越來越高 ,利用 D/ A 轉(zhuǎn)換器