【正文】 ......... 18 ............................................................................................................ 19 鍵盤模塊 ................................................................................................................... 19 .................................................................................................. 20 ................................................................. 20 件設(shè)計(jì)思路 ................................................................................................................ 20 系統(tǒng)軟件流程 ............................................................................................................ 20 ............................................................. 21 .................................................................................................................... 21 ............................................................................................................ 21 硬件測(cè)試 ...................................................................................................... 22 系統(tǒng)整體測(cè)試 ................................................................................................... 22 6 單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾說(shuō)明 ........................................................... 23 總 結(jié) ............................................................................ 25 致謝 ............................................................................ 26 參考文獻(xiàn) ......................................................................... 27 廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 前言 研究背景及意義 電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。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)的電力電子理論開始建立。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開關(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。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控 產(chǎn)品均耑要有低紋波、寬調(diào)整范的高 壓 電源，而在一些高能物理領(lǐng)域，更是急耑電腦 或申片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范闈的電源。就是在實(shí)驗(yàn)開始前對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 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。目前在電力電子器件方面，幾乎 都為旋紐開關(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]。 輸出 大 大電壓 :15V 輸出電流 :500mA 廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 電 壓 步進(jìn) : 電 壓 分辨率 : 論文的總體結(jié)構(gòu) 第一部分簡(jiǎn)要介紹課題的背景、意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹本文的主要研究?jī)?nèi)容， 包括實(shí)現(xiàn)的 FI標(biāo)、功能的完備和性能指 標(biāo)。 有限按鍵操作方便，顯示界面。但用數(shù)字量控制的作用更加明顯。 主控單片機(jī) AT89C51 單片機(jī) AT89C51 簡(jiǎn) 介 AT89C51是美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)和輸出管腳，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元 。 AT89C51接口設(shè)計(jì) 如圖 64所示，課題設(shè)計(jì)用 51系列單片機(jī)來(lái)對(duì)硬件控制，其中 P0口對(duì)應(yīng)數(shù)碼顯示接口與 D/A轉(zhuǎn)化模塊的輸入接口， P1 口對(duì)應(yīng)鍵盤接口與外接計(jì)算機(jī)控制， P2 口對(duì)應(yīng) A/D 轉(zhuǎn)化的輸出接口和ULN2020的輸入端。 數(shù)碼管 LED串口顯示模塊通常有兩種顯示方法 :動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)掃描用分時(shí)的方法去輪流控制各個(gè)顯示的 COM端，使各個(gè)顯示器輪流亮?？烧{(diào)整輸出電壓低到 ,保證 輸出電流。 LM317有三廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 個(gè)引腳 .一個(gè)輸入一個(gè)輸山一個(gè)電壓調(diào)節(jié)。 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832是采用 CMOS工藝制 成的單 片直流輸出型 8位數(shù) /模轉(zhuǎn)換器。 Iout1:電流輸出線。運(yùn)放的反饋 電阻 可 通過(guò) RFB 端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。 317系列穩(wěn)壓塊的型號(hào)很多：例如 LM317HVH、W317L 等。由于 317 穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家 不同、型號(hào)不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于 5mA。該方法適合于 ~15V，或電壓更高的穩(wěn)壓器，但它不適合于超低壓固定穩(wěn)壓器或可調(diào)穩(wěn)壓器。是一種效價(jià)較高的方法。前者顯示亮度高，制作成木低，適合做遠(yuǎn)距離顯示， 但 由于其耗電較大，所用端 口 隨顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)增加而增加。 廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 612 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 木設(shè)計(jì)的數(shù)控直流電源是由 STC89C52 為主控模塊， DAC0832 為 數(shù)模轉(zhuǎn)換器， ADC0832 為 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，三端穩(wěn)可調(diào) LM317 為控制輸出芯片，鍵盤模塊由 兩 個(gè)獨(dú)立按鍵組成；系統(tǒng)主要由微控制器模塊、穩(wěn)控制模塊、顯示模塊 、鍵 盤模塊、電源模塊構(gòu)成， 具 有可步進(jìn)調(diào)整、輸出的 電 壓 信號(hào) 同步 顯示功能 。然后，將 hex 文件加載到 ISIS 7 Professional仿真軟件中。 6 單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾說(shuō)明 單 片機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，工業(yè)場(chǎng)所不僅有弱點(diǎn)設(shè)備，而且有強(qiáng)電設(shè)備；不僅有數(shù)字電路，而且有許多模擬電路，形成一個(gè)強(qiáng)電與弱電、數(shù)字與模擬共存的局面，單片機(jī)系統(tǒng)面臨嚴(yán)重的干擾。 4采用軟件抗干擾技術(shù)： 盡管采取了硬件抗干擾措施，但由于干擾信號(hào)產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，且具有很大的隨機(jī)性，難免保證系統(tǒng)完全不受干擾。折線，減少高頻噪聲發(fā)射。 切斷干擾傳播路徑的常用措施如下： 充分 考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響。 如強(qiáng)、弱信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)。實(shí)際描述 的這些技術(shù)與其說(shuō)是技術(shù)，不如說(shuō)是思想，只有讓這些思想貫穿電路設(shè)計(jì)始終，才能做到真正的抗干擾設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)： 1.“ +”、“ — ”按鍵顯示電源的值。但是黃 XX老師仍然細(xì)心地糾正論文中的錯(cuò)誤。另外還要特別感謝隔壁班的幾個(gè)同學(xué)，在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予了我很大的幫助和支持，才能讓我的設(shè)計(jì)進(jìn)行的相當(dāng)順利 。 黃 XX 老師一絲不茍，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)、生活中的榜樣，不僅授我以文，更教我做人，使我終身受益。所以在這里首先要感謝黃磊老師，他在百忙之中抽空給我指導(dǎo)寫畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)中我用簡(jiǎn)短的匯編程序在 LED 顯示屏 實(shí)現(xiàn)加減電源值的顯示。大功率器件盡可能放在電路板邊緣。 晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)，晶振外殼接地并固定。所謂輻射干擾是指通過(guò)空間輻射傳播到敏感器件的干擾，有電磁感應(yīng)耦合和輻射耦合等。注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，合影響濾波效果。 ： 硬件抗干擾技術(shù)是設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)首選的抗干擾措施，它能有效地抑制干擾源，阻斷干擾傳輸通道。 數(shù)控電源的最終輸出 電壓 沒(méi)有達(dá)到步進(jìn)為 ，檢查三端穩(wěn)壓器 LM317性 能的好壞和是否有誤差；如果 LM317 性能 良 好，需耍協(xié)調(diào)前面三個(gè) 步 驟的調(diào)試，使最終的輸出電壓達(dá)到要求。 KEYSET鍵是設(shè)定電壓鍵， KEYCFM為標(biāo)定電壓鍵， KEYUP增電壓鍵，步增值為 ， KEYDOWN為步減電壓鍵，步減值為 。 圖 324 電源模塊 鍵盤模塊 對(duì)于鍵盤只要兩項(xiàng)功能“↑ ” “ ↓ ” ,通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)步進(jìn) ，默認(rèn)設(shè)置為 0V，在此基礎(chǔ)上步進(jìn)或步減，實(shí)現(xiàn)在 0～ 15V 內(nèi)的連續(xù)可調(diào)，如圖 612 所示。 這樣就可以用低分辨率的 D/A芯片，實(shí)現(xiàn)高分辨率輸出，其精度高，控制方便。 DAC0832 芯片是市面常見的八位 D/A 轉(zhuǎn)換器，價(jià)格便宜，也是大家熟悉的常用芯片。這些器件的內(nèi)部參考電壓為 ，并且如果不使用電位偏置，那么它們的輸出電壓也無(wú)法低于該值。其次是 317 穩(wěn)壓塊都有一個(gè)最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。還可以把調(diào)整端接到一個(gè)可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出。所以這個(gè) 芯片 的應(yīng)用很廣泛 ,關(guān)于 DAC0832應(yīng)用的一些重要資料見下圖： D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用 電流 形式輸出。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。15V) 低功耗電流，適合于 電池 供電 圖 251 lm358運(yùn)放引腳圖 低輸入偏流 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 差模輸入電壓范圍寬，等于 電源 電壓范圍 輸出電壓擺幅大 (0 至 ) Lm358 高精度運(yùn)算放大器具有極低的輸 入失調(diào) 電 壓， 極低的失 調(diào)電壓溫漂，非常低 的輸入 噪聲電壓幅度及長(zhǎng)期穩(wěn)定等特點(diǎn)。調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn) 壓 器好。 動(dòng)態(tài)掃描 方法是用其接口電路把所有顯示器的 8個(gè)筆畫字段（ a— g和 dp）同名端連在一起，而每個(gè)顯示器的公共極各自獨(dú)立的接受 I/O線控制。雖只能顯示非常有限的符號(hào)和數(shù)碼字，但是在本設(shè)計(jì)中完全滿足顯示需要，且編程簡(jiǎn)便，可節(jié)約大量時(shí)間。 VCC (40腳）和 VSS (20腳）為供電端口，分別接 +5V電源的正負(fù)端。Lcd1602 示電路，顯示 四 位數(shù)，分別組成 顯示電路的十位、個(gè)位、 小 數(shù)點(diǎn) 兩 位。它的功耗小，效率高，穩(wěn)壓范岡寬，電路形式靈活多樣， 功耗小，效率高。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 方案設(shè)計(jì)與論證 、 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求： 最高輸山電壓 I5V， 輸山電流 500mA。另外，根據(jù)要求電源還應(yīng)該可以通過(guò)按鍵選擇一些特殊的功能。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、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 ，功率密度達(dá)到每立方英寸 50W 的數(shù)控電源。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。 數(shù)控電源技術(shù) 電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。智能化與高可靠性 。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、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 ，功率密度達(dá)到每立方英寸 50W的數(shù)控電源。只有滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場(chǎng)。 digital to analog converter。該電源控制電路選用 89C51 單片機(jī)控制主電路采用串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓技術(shù)具有線路簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、穩(wěn)定性好、效率高等特點(diǎn)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。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)。利用數(shù)控電源，可以達(dá)到每步 的精度，輸出電壓范圍 0~，電流可以達(dá)到 500mA。 廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 80 年代，出現(xiàn)了一種叫作開關(guān)式穩(wěn)壓電源，這種電源是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)，通過(guò)控制開關(guān)的占空比調(diào)整輸出電壓。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。 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。 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。 第二部分提出了數(shù)控直流電源的總的設(shè)計(jì)思路和兒種實(shí)現(xiàn)