【正文】 數(shù)據(jù)測(cè)試與分析 ………………………………………………………...12 第五章 軟件設(shè)計(jì) .……………………………………………………………… .13 軟件流程圖 ………………………………………………………………..13 結(jié)束語(yǔ) ……………………………………………………………………………… 14 參考文獻(xiàn) ………………………………………………… ………………………… 15 附錄一 ……………………………………………………………………………… 16 附錄二 ……………………………………………………………………………… 18 附錄三 ……………………………………………………………………………… 19 第一章 概述 1. 1 直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向 智能化 目前在研制高精度、高性能、多功能的測(cè)量控制儀表時(shí)，幾乎沒(méi)有不考慮采用微處理器的。該系統(tǒng)由整流濾波初步穩(wěn)壓部分、單片機(jī)控制部分、 DAC 和顯示部分組成，該穩(wěn)壓電源能連續(xù)步進(jìn)可調(diào)，并且可實(shí)時(shí)顯示，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)；穩(wěn)壓電源；連續(xù)步進(jìn)可調(diào)； DAC； Design of Intelligent Power Supply Based on MCU Xu Bin (College of Physics Science and Information Engineering,Jishou University,Jishou,Hunan 416000) Abstract This paper introduces a singlechip microputerbased Intelligent Power Supply Design program, its core technology through the MCU to control digitaltoanalog converters to change the voltage regulator module subsequent output. The system consists of rectifier filter preliminary regulator of the MCU control of the DAC and display ponents, the power supply can be continuously adjustable stepper, and can be realtime display, made up for the shortings of traditional voltage regulator power supply. Key words： MCU。以微處理器為主體取代傳統(tǒng)儀器儀表的常規(guī)電子線路，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能 化測(cè)量控制儀表”。系統(tǒng)的整個(gè)測(cè)量過(guò)程如鍵盤(pán)掃描、量程選擇、開(kāi)關(guān)啟動(dòng)閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用微控制器來(lái)控制操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的全部自動(dòng)化。智能化的直流穩(wěn)壓電源使用鍵盤(pán)代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中的切換開(kāi)關(guān)，操作人員只需通過(guò)鍵盤(pán)輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量功能。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)定時(shí)開(kāi)關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)等功能。 模塊化 電源的模塊化有兩方面的含義，其 一是指功率器件的模塊化 。極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 在我國(guó)，以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀(jì) 60 年代中期開(kāi)始形成，到了 90 年代以來(lái)，電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。但是我國(guó)電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在著很大的差距和不足 :在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開(kāi)發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為 1015 年，尤其在實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的智能化 、網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多。 系統(tǒng)研究方向 本系統(tǒng)研究的直流穩(wěn)壓電源主要是符合智能化 、數(shù)字化以及模塊化的特點(diǎn)。 第二章 設(shè)計(jì)原理 2. 1 設(shè)計(jì)原理 穩(wěn)壓電源基本原理 直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器 T、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖 所示。 圖 直流穩(wěn)壓電源框圖 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)方案 方案一：采用 LM78XX 系列三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，電路如圖 圖 三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路 方案二：采用 LM317 系列可調(diào)三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，電路如圖 圖 可調(diào)三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路 方案三：由運(yùn)放組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，電路如圖 圖 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 方案一與方案二都可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出，而且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但方案一電壓輸出固定，方案二雖然電壓可調(diào)但很難實(shí)現(xiàn)步進(jìn)調(diào)節(jié)。 圖 AT89C51 單 片 機(jī) 按鍵控制 電源電路 DAC 比較電路 取樣電路 顯示電路 調(diào)整電路 第三章 主要器件介紹 AT89C51 簡(jiǎn)介 本課題設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源的核心控制器件選用 AT89C51[1]。 圖 AT89C51引腳圖 AT89C51主要特性 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 32可編程 I/O線 低功耗的閑置和掉電模式 ILECSWR1WR2XFERLE1 LE2Iout1Iout2VrefRfbAGNDDGNDVCC DAC0832工作原理 直流穩(wěn)壓電源的數(shù)模轉(zhuǎn)換采用通用芯片 DAC0832。 圖 DAC0832原理框圖 當(dāng) WR2 和 XFER 同時(shí)有效時(shí)， 8 位 DAC 寄存器端為高電平“ 1”，此時(shí) DAC 寄存器的輸出端 Q 跟隨輸入端 D 也就是輸入寄 存器 Q 端的電平變化；反之，當(dāng)端為低電平“ 0”時(shí)，第一級(jí) 8位輸入寄存器 Q端的狀態(tài)則鎖存到第二級(jí) 8 位 DAC 寄存器中，以便第三級(jí) 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 圖 DAC單極性輸出電路 1 0 9 8 7 6g f G N D a b1 2 3 4 5dp.e d G N D c d pabcdefgD D+ 5V 數(shù)碼管顯示原理 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 輸出電壓采用 7 段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 （ a） 外型結(jié)構(gòu) （ b） 共陰極 （ c）共陽(yáng)極 圖 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼管工作原理 共陽(yáng)極數(shù)碼管的 8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻 數(shù)碼管字形編碼 要使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字或字符必須使段數(shù)據(jù)口輸出相應(yīng)的字形編碼。依此類推可求得數(shù)碼管字形編碼如表 所示。有了電荷，兩極板之間就有電壓 UC=Q/C。 圖 AT89C51主控電路 主控電路中包括 AT89C51 工作的基本電路：復(fù)位電路和晶振電路，還有兩個(gè)按鍵： +SW 鍵和 SW 鍵，這兩個(gè)按鍵用于控制輸出電壓的增加與減小。 6. 5 顯示電路 顯示電路是對(duì)系統(tǒng)輸出電壓進(jìn)行顯示，使得整個(gè)系統(tǒng)更加合理話，由于只顯示輸出的電壓，所以顯示器件采用數(shù)碼管，電路如圖 所示； 圖 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)據(jù)測(cè)試與分析 數(shù)據(jù)測(cè)試主要是測(cè)試輸出電壓與設(shè)定值之間的誤差。 第五章 軟件設(shè)計(jì) 軟件流程圖 系統(tǒng)軟件流程圖直觀的描述了如何實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)輸出電壓的調(diào)節(jié)。 參考文獻(xiàn) [1]張友德等 .單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 2020， 12～ 180． [2]童詩(shī)白 ,華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京：高等教育出版社 ,2020， 200～ 215. 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[10蔡明生 . 電子設(shè)計(jì) [M] . 北京 :高等教育教育出版社 ,2020， 57～ 214. 附錄一 系統(tǒng)源程序 ORG 30H START:MOV R1,64H ；輸出電壓初使化 MOV 40H,0 ；設(shè)定為 5V MOV 41H,5 MOV 42H,0 DL: JB ,DL1 ； +鍵按鍵處理 CALL DELAY CJNE R1,0F0H,DL3 JMP DL2 DL3: INC R1 ；輸出電壓增加 INC R1 INC 42H MOV R5,42H CJNE R5,0AH,DL2 MOV 42H,0 INC 41H MOV R5,41H CJNE R5,0AH,DL2 MOV 41H,0 INC 40H JMP DL2 DL1: JB ,DL2 ； 鍵按鍵處理 CALL DELAY CJNE R1,03CH,DL4 JMP DL2 DL4: DEC R1 ；輸出電壓減少 DEC R1 DEC 42H MOV R5,42H CJNE R5,0FFH,DL2 MOV 42H,9 DEC 41H MOV R5,41H CJNE R5,0FFH,DL2 MOV 41H,9 DEC 40H MOV R5,40H CJNE R5,0FFH,DL2 MOV 40H,0 DL2: MOV P0,R1 ；數(shù)據(jù)顯示 CALL DISP JMP DL DELAY:MOV R4,02H ； 延時(shí) DELAY3:MOV R3,0FFH DELAY1:MOV R2,04FH DELAY2:DJNZ R2,DELAY2 DJNZ R3,DELAY1 DJNZ R4,DELAY3 RET DISP: MOV P3,0F7H ；顯示子程序 MOV P2,3EH ；顯示單位 CALL DELA MOV DPTR,TAB ；顯示小