【正文】 數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。10%時(shí)，輸出電壓在313v可調(diào)；實(shí)現(xiàn)了0~13V可調(diào)，且紋波不大于10mV；實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)功能電平切換功能（3V、5V、6V、9V、12V），設(shè)定后按鍵可鎖定實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)功能顯示設(shè)定電壓和測(cè)量電壓，通過四位數(shù)碼管已實(shí)現(xiàn) 擴(kuò)展要求部分?jǐn)U展要求實(shí)現(xiàn)情況輸出電壓0~13V可調(diào)實(shí)現(xiàn)掉電后可記憶上一次的設(shè)定值通過24C02芯片以實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能兩級(jí)過流保護(hù)功能，當(dāng)電流超過額定值的20%達(dá)5秒時(shí)，電路作斷開操作；當(dāng)電流超過額定值的50%時(shí)，電路立即斷開。 24C02讀寫程序流程圖如下圖所示。并在每次顯示之前將數(shù)據(jù)送入24C02中，并從24C02中讀取所要顯示的電壓。在按下確定鍵后再按一次s4則為鎖定，此時(shí)再按s1，s2，s3鍵均無效，知道再次按下s4鍵解鎖。增加到13V時(shí)開始減小，并在減小到0V時(shí)漸次增大。按下s4為確定鍵，數(shù)碼管顯示為電路輸出電壓。當(dāng)?shù)谝淮伟聪骆I一（即s1）時(shí)，進(jìn)入設(shè)置步進(jìn)初值的模式，數(shù)碼管顯示設(shè)置的初始步進(jìn)值（用s2和s3分別控制步進(jìn)初值的增減），按下s4為確定鍵，此時(shí)數(shù)碼管顯示為電路輸出電壓。判斷，立刻進(jìn)行初始化判斷，進(jìn)入中斷，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，并在5秒后進(jìn)行初始化。直到被下一次設(shè)置電壓打斷。根據(jù)鍵盤的不同輸入，按下確定鍵后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的應(yīng)用程序。1． 主控程序主控程序首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，然后顯示電路中的輸出電壓，初始應(yīng)為0V。該部分電路的電路圖，如圖所示：該部分電路通過控制AT89S51芯片的IO口實(shí)現(xiàn)電路的各項(xiàng)控制功能。所以此處電路的設(shè)計(jì)，更加地人性化。5．掉電鎖存電路該處電路使用了M24C02BN6芯片實(shí)現(xiàn)掉電的鎖存功能。并用三極管實(shí)現(xiàn)電路電流的放大小效果。通過數(shù)碼管的時(shí)時(shí)檢測(cè)來知道電路電壓輸出的大小。K1實(shí)現(xiàn)設(shè)置功能，即通過此按鍵可以實(shí)現(xiàn)電平快速切換功能（3V，5V，6V，9V，12V），K2實(shí)現(xiàn)調(diào)控增加電壓的功能，K3實(shí)現(xiàn)調(diào)控減小電壓的功能，K4實(shí)現(xiàn)按鍵鎖定和解鎖的功能，防止誤觸造成不便。 MHz，電源輸出電壓Uo的取樣信號(hào)從IN0輸入，芯片的I／O時(shí)鐘端、數(shù)據(jù)輸入端、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出端、,，然后經(jīng)單片機(jī)處理后從P0口輸出，在經(jīng)芯片MC74HC573N驅(qū)動(dòng)后送入數(shù)碼管，通過數(shù)碼管顯示輸出電壓。1LSBmax，同時(shí)帶有轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出EOC，并可單、雙極性輸出。 當(dāng)輸出電壓經(jīng)R13限流和R14取樣后，即可送入TLC24531進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。因此，該DAC的轉(zhuǎn)換分辨率為10／(281)= V，即CPU輸出給DAC的數(shù)據(jù)變化為1 Bit， V。該電路的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路是由DAC083兩級(jí)低漂移的運(yùn)放μA714和VREF電路組成。當(dāng)Io，VR9=R9Io≥1= V，此時(shí)Q2導(dǎo)通，并對(duì)調(diào)整管Q3的基極分流，使TIP41的導(dǎo)通電阻增大，輸出電壓降低，從而達(dá)到過流保護(hù)的目的。NE5534和3及取樣電路構(gòu)成的負(fù)反饋電路可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的(穩(wěn)壓)。由于DAC0832是8位的D／A轉(zhuǎn)換器，故有255步進(jìn)。設(shè)計(jì)時(shí)可由RR11A、R12組成分壓取樣電路，并要求R10／(R11A+R12)=1／4，即當(dāng)輸出電壓存在△UO= V時(shí)，△Ua= V，這與DAC的輸出(10／255==1LSB)變化一致。：這部分電路是實(shí)現(xiàn)電壓放大的電路。由于該電路的芯片發(fā)熱較大，一般要加上合適的散熱片散熱保護(hù)電路。78系列的三端穩(wěn)壓器能夠輸出正的電壓。該電源電路采用了四個(gè)三端集成穩(wěn)壓器來為電路輸出電路所需要的各種電壓。U0為經(jīng)過變壓器變壓后的輸出電壓。一般分為半波整流/全波整流/橋式整流/被壓整流等，而橋堆就是用在橋式整流中的。電路如圖所示： 整流濾波電路該整流濾波電路中，220V 的市電輸入到電路中，經(jīng)過一個(gè)整流橋堆整流電路系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)原理圖，如圖所示：+ 市電輸入變壓整流電壓調(diào)整及過流保護(hù)系統(tǒng)電源+5v+24+15比較放大DA轉(zhuǎn)換取樣AT89S51鍵盤取樣顯示AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)： 1．整流、濾波電路設(shè)計(jì)。因?yàn)?8XX系列的芯片能滿足我們的四個(gè)固定電壓的輸出。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。比如 把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過LM117/LM317的極限就行。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。通常 LM117/LM317 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117/LM317 輸入端的連線超過 6 英寸（約 15 厘米）。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。LM117/LM317 。5% 。能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的電流 器件具有良好的溫度系數(shù) 本產(chǎn)品有多種電壓輸出值5V~24V，因此產(chǎn)品的應(yīng)用范圍很泛 可以運(yùn)用本地調(diào)節(jié)來消除噪聲影響，解決了與單點(diǎn)調(diào)節(jié)相關(guān)的分散問題 輸出電壓誤差精度分為177。 電源部分方案一：三端固定輸出電壓式穩(wěn)壓電源78XXXX系列 運(yùn)用其器件內(nèi)部電路來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù) 。用四位數(shù)碼管就可以實(shí)現(xiàn)。這次，我們選用了LED作為我們的顯示器。方案二 ：使用1602液晶顯示器。優(yōu)點(diǎn)：可是角度寬，價(jià)格便宜。這樣一來，我們實(shí)現(xiàn)一些功能就必須要加外圍電路了。低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十μA甚至更小（電流實(shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動(dòng)能力。而且，51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時(shí)，各I/O口均置高電平）。它不光能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理，如傳送、置位、清零、測(cè)試等，還能進(jìn)行位的邏輯運(yùn)算，其功能十分完備，使用起來得心應(yīng)手。51系列優(yōu)點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。具有在線調(diào)試及編程（ISP）功能。相對(duì)于51系列而言，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，它可以直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示且外電路簡(jiǎn)單。I/O腳增加了用于設(shè)置輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器（TRISn , 其中n對(duì)應(yīng)各口，如A、B、C、D、E等），從而解決了51系列I/O腳為高電平時(shí)同為輸入和輸出的狀態(tài)。PIC單片機(jī)系列是美國(guó)微芯公司（Microship）的產(chǎn)品，是當(dāng)前市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快的單片機(jī)之一。電路還設(shè)置了兩極過流保護(hù)的功能，從硬件和軟件兩方面結(jié)合，更加地安全可靠。本次我們所設(shè)計(jì)的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便，電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，其輸出電壓大小采用數(shù)字顯示，輸出電壓的大小調(diào)節(jié)通過“+”、“”兩鍵操做，控制可逆計(jì)數(shù)器分別作加、減計(jì)數(shù)，可逆計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制數(shù)字輸出分兩路運(yùn)行：一路用于驅(qū)動(dòng)數(shù)顯電路，指示電源輸出電壓的大小值；另一路進(jìn)入Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換電路，Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后經(jīng)過射極跟隨器控制調(diào)整輸出級(jí)輸出所需的穩(wěn)定電更能方便快捷地時(shí)時(shí)讀出電路電壓的變化，具有設(shè)計(jì)更加地趨向于人性化的特點(diǎn)。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。其中數(shù)控制直流穩(wěn)壓電源就是一個(gè)很好的典型例子,但人們對(duì)它的要求也越來越高,要為現(xiàn)代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手，一切向數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。數(shù)字化智能電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可靠性。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。 項(xiàng) 目 滿分 基本要求 設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析。三、 說明禁止直接使用220v直接電阻分壓的作法，注意用電安全。擴(kuò)展要求：1) 輸出電壓在013v可調(diào)；2) 額定電流為1A，且紋波不大于1mV；3) 掉電后可記憶上次的設(shè)定值；4) 兩級(jí)過流保護(hù)功能，當(dāng)電流超過額定值的20%達(dá)5秒時(shí)，電路作斷開操作；當(dāng)電流超過額定值的50%時(shí)，電路立即斷開。二、 設(shè)計(jì)要求基本要求：1) 當(dāng)輸入交流電壓為220v177。31　第八章　制作的心得體會(huì)1731 AT89S5232 TLC245333 DAC083234 NE553435 UA71436 24C02 37 74HC573 38 LM78XX系列 第七章 ＰＣＢ制板的一些問題13 41 程序設(shè)計(jì)思路 42 程序設(shè)計(jì)流程圖第五章 測(cè)試、及結(jié)果分析數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè) 計(jì) 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)要說明3第一章 摘要4第二章 方案論證與比較5第三章 主要電路單元設(shè)計(jì)7第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)16第六章 部分芯片資料簡(jiǎn)介39　附錄40　參考文獻(xiàn)69　 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)要說明A題 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源一、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源。10%時(shí)，輸出電壓在313v可調(diào)；2) ，且紋波不大于10mV；3) 使用按鍵設(shè)定電壓，同時(shí)具有常用電平快速切換功能（3v、5v、6v、9v、12v），設(shè)定后按鍵可鎖定，防止誤觸；4) 顯示設(shè)定電壓和測(cè)量電壓。具有光提示（如LED）；5) 其他創(chuàng)新。四、 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 30完成第（1）項(xiàng) 15完成第（2）項(xiàng) 15完成第（3）項(xiàng) 15完成第（4）項(xiàng)15發(fā)揮部分 完成第（1）項(xiàng)15完成第（2）項(xiàng)15完成第（3）項(xiàng) 10完成第（4）項(xiàng) 10完成第（5）項(xiàng)10第一章 摘要 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)。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時(shí)產(chǎn)生的誤差，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的精確度。 隨著時(shí)代的發(fā)展，隨著人們生活水平的不斷提高，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，,數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一,它所給人帶來的方便也是不可否定的。數(shù)控電源技術(shù)從80年代至今已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。通過這次比賽學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，我們提出以AT89S51單片機(jī)為控制器，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相互裝換的概念設(shè)計(jì)直流數(shù)控可調(diào)穩(wěn)壓電源。而且，我們的設(shè)計(jì)基于比賽要求的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了掉電保護(hù)的功能，使用24C02鎖存數(shù)據(jù)，便于我們對(duì)前次使用電壓的了解。第二章 方案論證及比較 控制器部分 方案一：應(yīng)用PIC芯片作為控制器。PIC系列單片機(jī)的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補(bǔ)推挽輸出電路。當(dāng)置位1時(shí)為輸入狀態(tài)，且不管該腳呈高電平或低電平，對(duì)外均呈高阻狀態(tài)；置位0時(shí)為輸出狀態(tài)，不管該腳為何種電平，均呈低阻狀態(tài)，有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力，低電平吸入電流達(dá)25mA，高電平輸出電流可達(dá)20mA。它的A/D為10位，能滿足精度要求。方案二：應(yīng)用AT89S51作為控制器。它的處理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位。51系列的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。 PIC芯片的內(nèi)置很強(qiáng)大，但是一方面它的價(jià)格比較昂貴，另一方面，也是由于我們對(duì)PIC不大了解，沒有試驗(yàn)過，所以，我們選擇了51作為我們的控制器。 顯示部分 方案一 ：使用LED顯示。缺點(diǎn)：顯示的內(nèi)容少，介面呆板，而且占用較多的IO口資源。可視面積大，介面美觀，抗干擾能力強(qiáng)，調(diào)用方便簡(jiǎn)單，而且可以節(jié)省軟件中斷資源，應(yīng)用串行連接，節(jié)省I/O口資源。因?yàn)?602液晶顯示器相對(duì)來說比較昂貴，而且我們的顯示部分只是顯示電壓的輸出值。但是，使用LED占用了比較多的Ｉ／Ｏ資源。這使它的性能很穩(wěn)定。3%和177。方案二：LM117/LM317 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。LM117/LM317 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。LM117/LM317能夠有許多特殊的用法。當(dāng)然還要避免輸出端短路。 通過比較分析，此次我們選擇了78XX系列芯片來實(shí)現(xiàn)我們的電源輸出。第三章 主要電路單元的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由電源模塊、調(diào)壓模塊、D／A轉(zhuǎn)換模塊、顯示與鍵盤模塊組成。首先確定整流電路結(jié)構(gòu)為橋式電路，選用大的電解電容對(duì)輸入的電流進(jìn)行濾波處理。整流電路的任務(wù)是將電網(wǎng)供給的交流電變換成脈動(dòng)的直流電，通常利用二極管的單向?qū)щ娦詠韺?shí)現(xiàn)。通過整流橋堆后的電壓為U=U0*。經(jīng)過整流后的電壓用兩個(gè)電容實(shí)現(xiàn)濾波處理。一般三集成穩(wěn)壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，使電壓差保持在45V，即經(jīng)變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應(yīng)比穩(wěn)壓值高一些 。79系列的三端穩(wěn)壓器輸出是負(fù)電壓。芯片分三個(gè)引腳，輸入、輸出和接地，三個(gè)引腳不能接反，否則容易燒化電路。電路的比較放大采用運(yùn)放NE5534來設(shè)計(jì)，該器件具有共模抑制比高，響應(yīng)速度快和壓擺率高的特點(diǎn)。事實(shí)上，經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換以將電流轉(zhuǎn)換為電壓并進(jìn)行電壓放大后，即可將得到的10 V電壓送比較器NE54534的