【正文】 3 AT89C51單片機原理及其介紹 4 數(shù)碼管動態(tài)顯示原理介紹 8 數(shù)模轉化電路原理介紹 11 電源變壓器原理介紹 15 整流電路原理介紹 15 濾波電路原理介紹 16 穩(wěn)壓電路原理介紹 18 保護電路原理介紹 193 可調直流穩(wěn)壓電源硬件電路設計 20 Protel 99SE 20 電源原理圖設計 22 開關電源電路設計 22 模數(shù)轉換電路設計 22 保護電路設計 23 單片機控制電路設計 24 數(shù)碼管顯示電路設計 24 電源硬件電路原理圖 254 可調直流穩(wěn)壓電源軟件設計 26 Keil編程軟件 26 C語言程序 26結論 30致謝 31參考文獻 32IV哈爾濱劍橋學院畢業(yè)設計基于單片機的可調直流穩(wěn)壓電源設計1 緒論 可調直流穩(wěn)壓電源國內發(fā)展現(xiàn)狀在我國，以電力電子學為核心技術的電源產業(yè)，從二十世紀四十年代中期開始形成，到了九十年代以來，電源產業(yè)進入快速發(fā)展時期。并且引入單片機控制，使其在功能上具有一定智能化，能夠滿足一般低限度場合的供電需要。本文運用了將單片機控制系統(tǒng)應用于開關穩(wěn)壓電源的方法和原理，提出的開關電源可調穩(wěn)壓輸出的觀點。技術條件與要求：、功能、程序設計。哈爾濱劍橋學院畢 業(yè) 設 計論文題目： 基于單片機的可調直流穩(wěn)壓電源設計 學 生： 李玉秋 指導教師： 劉媛媛 講師 專 業(yè)： 電子信息工程（電氣及其自動化）班 級： 09電氣4班 2013年 5 月哈爾濱劍橋學院畢 業(yè) 設 計 任 務 書題目名稱：基于單片機的可調直流穩(wěn)壓電源設計立題意義：可調穩(wěn)壓電源不僅具有開關電源體積小，損耗低的優(yōu)點，還具有線性電源輸出電壓紋波小，輸出特性好的優(yōu)點。、電壓調節(jié)方法、AD芯片和單片機的工作原理。、 ~15V步進調節(jié)。認為可以實現(xiàn)開關電源的數(shù)控調節(jié)，并通過分析穩(wěn)壓工作原理、電壓調節(jié)方法、AD芯片和單片機的工作原理， ~15V步進調節(jié)。具有一定的的研究意義及實用價值。一方面，電源產業(yè)規(guī)模的發(fā)展的發(fā)展在加快；另一方面，在國家自然科學基金的資助和創(chuàng)新意識指導下，我國電力電子技術的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎創(chuàng)新，電源產業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術難度較大，具有國際先進水平的產品，而且還產生了一大批具有代表性的研究成果和產品?，F(xiàn)在，正向著數(shù)字化、模塊化和綠色化等方向發(fā)展。同時，開關電源也在各種電子信息設備中，如計算機、充電電源等得到了廣泛的應用。當今電源技術融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學科領域。隨著計算機和通訊技術發(fā)展而為生活、提供更好的，更方便的設施就需要從數(shù)字電子技術入手，一切向數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。 本題采用單片機和其它元器件及外圍電路，開發(fā)一個數(shù)字式可調穩(wěn)壓電源。日常生活中也需要將交流電轉變成直流電，形成直流穩(wěn)壓電源。再經濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。其典型電路如下圖，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調節(jié)器，輸出電壓Uo的表達式為：Uo＝（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準電壓（）。調線方式保存RAM中的內容，但震蕩停止器工作并禁止其他所有部件工作到下一個硬件復位[4]。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內部無程序存儲器空間。AT89C51可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進鎖存器中，因為AT89C51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。AT89C51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍[5]。設計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。如果是使用8052或是8032的話，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。：INT0，外部中斷0輸入。：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出[7]。中7個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個賀點形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。圖上為共陰結構。共陰和共陽結構的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。如果是共陽LED顯示器，公共陽極接高電平，那么顯示“P”字符的字形代碼應為10001100（8CH）。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。數(shù)碼管動態(tài)顯示圖如圖25所示。由于所有的段選碼連在一起，所以同一瞬間只能顯示同一種字符。再將顯示的數(shù)字“5”延時5~10ms，以造成視覺暫留效果；。 數(shù)模轉化電路原理介紹TLC1543美國TI司生產的多通道、低價格的模數(shù)轉換器。其中A0～A10（1～9 、112腳）為11 個模擬輸入端，REF+（14腳，通常為VCC）和REF（13腳，通常為地）為基準電壓正負端，CS（15腳）為片選端，在CS端的一個下降沿變化將復位內部計數(shù)器并控制和使能ADDRESS、I/O CLOCK （18腳）和DATA OUT（16腳）。芯片內部有一個14通道多路選擇器，可選擇11個模擬輸入通道或3個內部自測電壓中的任意一個進行測試。1LSB不可調整誤差）和低噪聲的特點。CS為高電平時，I/O CLOCK、ADDRESS被禁止，同時DATA OUT為高阻狀態(tài)。I/O CLOCK從CPU 接收10時鐘長度的時鐘序列。CS上升沿終止這個過程并在規(guī)定的延遲時間內使DATA OUT引腳返回到高阻狀態(tài)，經過兩個系統(tǒng)時鐘周期后禁止I/O CLOCK和ADDRESS端。TLC1543芯片的三個輸入端和一個輸出端與51 系列單片機的I/O口可直接連接，具體連接方式可參見表22。在本文后的程序中對此有詳細的說明[10]。在整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，PC機除了處理各種采樣數(shù)據(jù)外，還負責對前臺單片機系統(tǒng)進行管理，如故障診斷，參數(shù)設置等等。 鑒于目前國內采用的通信電源均為負電壓，而TLC1543模擬通道輸入只能為正電壓，因此48V 直流電壓在送到A/D轉換器前除了要分壓外，還需將負電壓轉換為正電壓。 TLC1543與89C51接口程序應完全依照TLC1543的工作時序編寫，主要CONVETER 子程序組成。變壓器是一種靜止電機，根據(jù)電磁感應的原理，能夠將一種電壓的電能轉換為另一種電壓的電能，以滿足不同負荷的需要。 整流電路原理介紹整流電路的任務是將交流電變換成直流電。~20V~220V圖2—10 單相橋式整流電路單相橋式整流電路如圖210所示。負載RL上又得到半波電壓。單相橋式整流濾波電路波形圖如圖211所示。采用一只容量較大的電解質電容器，所以要注意其極性，其正極要接電路高電位端，負端要接電路低電位端。由于電容C1并聯(lián)在負載電阻R1上，所以電容C1兩端的電壓Uc就是負載的電壓U0，交流電壓U的波形；假設，電路接通時，恰恰在電壓U由負到正過零的時刻，這時二極管開始導通，電壓U通過二極管向電容C1充電，由于二極管的正向電阻很小，所以充電時間常數(shù)很小，電壓Uc將隨著電壓U按正弦規(guī)律逐漸升高，當U增大到最大值時，Uc也隨之上升到最大值。直到UUc以后，二極管才又導通，電容C1由放電狀態(tài)重新變?yōu)槌潆姞顟B(tài)，Uc又隨著U上升。由于電容C1與負載電阻R1并聯(lián)，C1的容量愈大，整流后所得的脈動電流交流分量的頻率愈高，則電容C1的容抗愈小，而電阻R1 的阻值與頻率無關，因此，脈動電流中的交流成分主要通過電容C1而被旁路，R1上的電流和電壓便較為平直了。集成穩(wěn)壓電路如圖214所示。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。當取樣電流比較小的時候，這兩種取樣方法都是可取的。圖2—15 保護電路3 可調直流穩(wěn)壓電源硬件電路設計 Protel 99SE Protel 99SE是ProklTechnology公司開發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設計軟件。其中Advanced Schematic由兩部分組成：電路圖編輯器（Schematic）和元件庫編輯器（Schematic Library）。接下來就可以進行局部的連線了。還有一種情況是各種元件分散在各個公司的元件庫中，不便與使用，所以要把常用元件集中到一個元件庫中，這就要自己動手制作，將經常用到的元件復制到這個元件庫中，方便以后的使用。（2）不同設計文件之間拷貝模塊時，操作如下：先選中要拷貝的部分－》拷貝，鼠標變成十字線后在選定的區(qū)域中間點擊左鍵－》切換到另一個設計文件，粘貼即完成了操作。接下來就可以進行局部的連線了。該直流穩(wěn)壓電源主要由四部分組成：開關電源電路、模數(shù)轉換電路、單片機控制電路、數(shù)碼管顯示電路和保護電路。電路中采用發(fā)光二極管作為電源指示燈，交流220v降壓后經過整流橋整流輸出直流電壓作為開關變換電路的輸入電壓，78L05穩(wěn)壓輸出5v給單片機提供電源。其中A0~A10是11路輸入，VCC和GND分別是電源引腳，REF+和REF分別是參考電源的正負引腳，I/O Clock 是芯片的時鐘端，Adress 是地址選擇端，Data Out是數(shù)據(jù)輸出端，這三根引腳分別接到CPU的三個I/O端即可。也可將R2換成一個穩(wěn)壓管，限流更為精確。圖3—6 單片機接口電路圖 數(shù)碼管顯示電路設計顯示電路如下圖所示，數(shù)碼管段碼接單機的P0口，位碼接單片機的P10—P13口。C語言是一種計算機程序設計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。因此，在本系統(tǒng)中，考慮到匯編語言的這些缺點，采用了C語言作為軟件設計語言。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍?；趩纹瑱C的直流可調電源的設計程序：33includeinclude define uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine _Nop() _nop_()define nop() _nop_()uchar ge=0,shi=0,bai=0,qian=0。sbit W1=P