【文章內容簡介】 。 24 電路數(shù)據(jù) 的測試 25 軟件的調試 26 第 7 章 數(shù)控電壓源 的 使用說明 27 結論 28 參考文獻 29 致謝 30 附錄 1 整機電路原理圖 31 附錄 2 元器件清單 32 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 V 附錄 3 源程序 清單 33 （ 1）主程序的源程序 清單 33 （ 2）外 中斷 1子程序的源程序 清單 35 （ 3） 顯示子程序的源程序 清單 36 （ 4） 鍵掃子程序的源程序 清單 37 （ 5） 延時及啟動 0832 子程序的源程序 清單 38 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒 論 研究背景及意義 數(shù)控直流 電 壓 源是電子技術常用的設備之一 ， 廣泛的應用于教學、科研等領域。傳統(tǒng)的多功能 數(shù)控直流 電 壓 源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復雜度高。普通 數(shù)控直流 電源品種很多 ， 但均存在以下二個問題 : 1)輸出電壓是通過粗調 (波段開關 )及細調 (電位器 )來調節(jié) 。 這樣 ， 當輸出電壓需要精確輸出 ， 或需要在一個小范圍內改變時 (如 ～ )， 困難就較大。另外 ， 隨著使用時間的增加 ， 波段開關及電位器難免接觸不良 ， 對輸出會有影響。 2)穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 ， 對過載進行限流或截流型保護 ， 電路構成復雜 ， 穩(wěn)壓精度也不高。 在家用電器和其他各類電子設備中 ， 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 的交流電網供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾 除 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 數(shù)控直流 電 壓 源通常采用電位器和波段開關來實現(xiàn)電壓的調節(jié) ， 并由電壓表指示電壓值的大小 。 因此 ， 電壓的調整精度不高 ， 讀數(shù)欠直觀 ， 電位器也易磨損 ，而基于單片機控制的 數(shù)控直流 電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。 隨著科學技術的不斷發(fā)展 ， 特別是計算機技術的突飛猛進 ， 現(xiàn)代工業(yè)應用的工控產品均需要有低紋波、寬調整范圍的高壓電源 ， 特別是在一些高能物理領域 ， 急需電腦或單片機控制的低紋波、寬調整范圍的電源。 國內外研究現(xiàn)狀 從上世紀九十年代末起，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)通訊設備的技術更新推動電源行業(yè)中直流 /直流電源轉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)開始轉向到 20世紀末更為先進的第四代分布式供電結構以及中間母線結構，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 期 ，半導體生產商們就開發(fā)出了 數(shù)控電壓源 管理技術，而在當時，這種方案的性價比與當時廣泛使用的模擬控制方案相比處 于 劣勢，因而無法被廣泛采湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 2 用。 由于板載電源管理的更廣泛應用和行業(yè)能源節(jié)約和運行最優(yōu)化的關注，電源行業(yè)和半導體生產商們便開始共同開發(fā)這種名為“ 數(shù)控電壓源 ”的新產品。 現(xiàn)今隨著直流電源技術的飛躍發(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 。 本次畢業(yè) 設計 設計 的 數(shù)控直流 電源主要由單片機系統(tǒng)、鍵盤、數(shù)碼管顯示器、 D/A轉換電路、 穩(wěn)壓 電路等幾部分組成。單片機系統(tǒng)選用 89S52 型號單片機 ， 采用 獨立式鍵盤 及 LM350 作穩(wěn)壓器件 。 課題研究方法 隨 著時代的發(fā)展，數(shù)字電子技術已經普及到我們生活 、 工作 、 科研 等 各個領域，本文將介紹一種數(shù)控 直流 電源，本電源由電源 電路 、顯示電路、控制電路、數(shù)模轉換電路 四部分組成 。 準確說就是 電源電路 提供各個芯片電源、數(shù)碼管、放大器所需電壓 ，顯示電路用于顯示電源輸出電壓的大小 ， 同時分析了數(shù)字技術和模擬技術相互轉換的概念。與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比具有操作方便，電源穩(wěn)定性高以及其輸出電壓大小采用數(shù)碼顯示的特點。 數(shù)控 電 壓 源是最常用的儀器設備 ， 在科研及實驗中都是必不可少的。 目前所使用的直流可調電源中，幾乎都為旋紐開關調節(jié)電壓，調節(jié)精度不高， 而且經常跳變，使用麻煩。利用數(shù)控電 壓 源，可以達到每步 的精度，輸出電壓范圍 至 ，電流可以達到 3A。 針對以上問題 ， 本課題 設計了 一種以單片機為核心的 數(shù)控式 高精度簡易直流電源的設計 ， 該電源采用數(shù)字調節(jié)、閉環(huán)實時監(jiān)控、輸出精度高 ， 特別適用于各種有較高精度要求的場合。 其設計方法是 由單片機通過 D/A， 控制驅動模塊輸出一個穩(wěn)定電壓 ， 同時穩(wěn)壓方法采用 三端可調穩(wěn)壓管進行調整 ， 輸出電壓 通過電阻反饋給運放 ， 與設定值進行比較 ， 若有偏差則調整輸出。工作過程中 ， 單片機輸出驅動 LED顯示 ， 通過 鍵盤 可設置和調整電壓值 。 該電路 具有 設計簡單 ， 應用廣泛，精度較高等特點 。 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 3 第 2 章 數(shù)控電 壓 源 的 方案介紹 數(shù)控電 壓 源的 方案論證 目前 數(shù)控電壓源 已廣泛使用 ， 要實現(xiàn)目標其方案比較多，主要有以下幾種方案： 方案一 ：采用單片機的數(shù)控電 壓 源的設計 采用常用的 52芯片作為控制器， P0 口和 DAC0832 的數(shù)據(jù)口直接相連， DA 的 CS 和XFER 連接后接 ， 2WR 和 1WR 接 單片機的 WR 端 ，讓 DA 工作在單緩沖方式下。 DA的 8 腳接參考電壓， DA 的基準電壓接 5V 電源 ，所以在 DAC 的 8 腳輸出電壓的分辨率為 5V/256 約等于 ，也就是說 DA輸入數(shù)據(jù)端每增加 1，電壓增加 。 通過運放 LM324 將 DA的輸出電流轉化為電壓，再通過運放 UA741 將電壓反相并放大。最后經LM350 調整輸出電壓并穩(wěn)壓。 其硬件框圖如圖 所示： 圖 方案一 硬件框圖 方案 二 ：采用調整管的雙計數(shù)器的數(shù)控電 壓 源的設計 [8] 此方案采用傳統(tǒng)的調整管方案，主要特點在于使用一套雙計數(shù)器完成系統(tǒng)的控制功能，其中二進制計數(shù)器的輸出經過 D/A 變換后去控制誤差放大的基準電壓，以控制輸出步進。十進制計數(shù)器通過譯碼后數(shù)碼管顯示輸出電壓值，為了使系統(tǒng)工作正常，必須保證雙十計數(shù)器同步工作。其硬件框圖如圖 所示： 鍵 盤數(shù)碼顯示8952單片機電壓預置D / A 轉換 電壓調整輸出湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計 4 圖 方案二硬件框圖 方案 三 ：采用調整管的十進制計數(shù)器的 數(shù)控電壓源 的設計 [8] 此方案不同于方案之二處在于使用一套十進制計數(shù)器，一方面完成電壓的譯碼顯示，另一方面其作為 EPROM 的地址輸入，而由 EPROM 的輸出經 D/A 變換 后 控制誤差放大的基準電壓來實現(xiàn)輸出步進 ， 只使用了一套計數(shù)器，回避了方案二中必須保證雙計數(shù)器同步的問題，但由于控制數(shù)據(jù)燒錄在 EPROM 中，使系統(tǒng)設計靈活性降低。其硬件框圖如圖 所示： 圖 方案三硬件框圖 整流濾波電路調整管 過流保護電源誤差放大二進制計數(shù)器十進制計數(shù)器時鐘, 控制D / A 轉換電壓預置步進加步進減譯碼顯示+12V12V+5V輸出整流濾波電路調整管 過流保護誤差放大