【正文】 ..................................................................................3第二章 主要元器件介紹 ........................................4 AT89C51 單片機(jī) .........................................................................................................4 DAC0832 芯片 .............................................................................................................6 數(shù)碼管顯示原理 ..........................................................................................................8 ADC0809 芯片介紹 ...................................................................................................10 TD07(OP07) 低噪聲高精度運(yùn)算放大器介 ..............................................................12 74LS164 芯片介紹 .....................................................................................................12第三章 設(shè)計(jì)原理與硬件電路 ...................................14 智能穩(wěn)壓電源的整體電路框圖 ................................................................................14 內(nèi)部電路及原理分析 ................................................................................................14第四章 穩(wěn)壓電源的軟件設(shè)計(jì) ...................................24 軟件流程圖的設(shè)計(jì) ....................................................................................................24 程序運(yùn)行原理 ............................................................................................................24第五章 結(jié)論 .................................................28 數(shù)據(jù)測試與分析 ........................................................................................................28 結(jié)論 ............................................................................................................................28致 謝 .......................................................30參考文獻(xiàn) ....................................................31附錄 ........................................................32摘 要眾所周知，許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)都離不開電，并且在這些實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會對通電時(shí)間、電壓高低、電流大小以及動態(tài)指標(biāo)有著特殊的要求，因此，如果實(shí)驗(yàn)電源不僅具有良好的輸出質(zhì)量而且還具有多功能以及一定的智能化，那么就省去了許多不精確的人為操作，取而代之的是精確的微機(jī)控制，而我們所要做的就是在實(shí)驗(yàn)開始前對一些參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)。這將會給各個(gè)領(lǐng)域中的實(shí)驗(yàn)研究帶來不同程度的便捷與高效。 本文介紹了一種基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案，其核心技術(shù)是通過單片機(jī)控制數(shù)模轉(zhuǎn)換來改變其后的穩(wěn)壓電源模塊的輸出。 本設(shè)計(jì)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)。數(shù)字化主要是指系統(tǒng)輸出電壓通過 7 段數(shù)碼管顯示，并且可以通過按鍵對輸出電壓進(jìn)行連續(xù)步進(jìn)數(shù)字化調(diào)節(jié)。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，穩(wěn)壓電源， ADC ， DAC， 過壓過流檢測 AbstractAs is known to all, many scientific experiments need electricity, and all these experiments are usually in a special demand of live time, magnitude of voltage and current as well as dynamic index 。 This will provide the experimental in research fields with different degrees of convenience and efficiency。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。This research mainly aims at the dc voltage stabilizer with intelligent, digital and modular characteristics。 Digital mainly refers to the system output voltage by seven digital displayers, and give output voltage continuous stepping digital adjustment through the tube buttons。Key words： Single chip, Constant voltage power supply, ADC, DAC, Pressure flow testing第一章 前言 研究目的和意義直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的多功能直流穩(wěn)壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、受干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。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. 07V ) ，困難就較大。2) 穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路， 對過載進(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。但在實(shí)際生活中，都是由 220V 的交流電網(wǎng)供電。濾波器用于濾去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。 因此，電壓的調(diào)整精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位器也易磨損。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)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源，特別是在一些高能物理領(lǐng)域，急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。 直流穩(wěn)壓電源的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展方向 研究現(xiàn)狀從上世紀(jì)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(shè)備的技術(shù)更新推動電源行業(yè)中交流/ 直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。早在 90 年代中，半導(dǎo)體生產(chǎn)商們就開發(fā)出了數(shù)控電源管理技術(shù)，而在當(dāng)時(shí)，這種方案的性價(jià)比與當(dāng)時(shí)廣泛使用的模擬控制方案相比處與劣勢，因而無法被廣泛采用。 現(xiàn)今隨著直流電源技術(shù)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(jī)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(shí)現(xiàn)了直流電源的無人值守。一方面，電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快；另一方面，在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下，我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品；目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。目前國內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué)，主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件(PSD)來控制開關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)制化電壓單元達(dá)到數(shù)控的目的，但和國外的比較起來，效果不是很理想，還有很大的差距?？傮w說來，國內(nèi)直流穩(wěn)壓電源技術(shù)在實(shí)現(xiàn)智能化等方面相對落后，面對激烈的國際競爭，是個(gè)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。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)與測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能化測量控制儀表” 。直流穩(wěn)壓電源一方面為儀器儀表提供電能量，是儀器儀表的“動力源” ，另一面它本身就是儀器儀表，因此，它有可能而且應(yīng)當(dāng)智能化。系統(tǒng)的整個(gè)測量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動閉合、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控制操作，實(shí)現(xiàn)測量過程的全部自動化。系統(tǒng)能自動檢測出故障的部位甚至故障的原因。智能化的直流穩(wěn)壓電源使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中的切換開關(guān)，操作人員只需通過鍵盤輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測量功能。④網(wǎng)絡(luò)管理能力。數(shù)字化在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計(jì)和工作的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn)：便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力) 、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)，也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使出現(xiàn)單模塊故障，也不會影響系統(tǒng)的正常工作。20 世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，為 21 世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ) [1]。針對以上問題， 設(shè)計(jì)了一套以單片機(jī)為核心的智能化直流電源。同時(shí)穩(wěn)壓方法采用單片機(jī)閉環(huán)控制， 單片機(jī)通過 A/D 采樣輸出電壓， 與設(shè)定值進(jìn)行比較， 若有偏差則調(diào)整輸出， 越限則輸出報(bào)警信號。本設(shè)計(jì)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)。數(shù)字化主要是指系統(tǒng)輸出電壓通過 7 段數(shù)碼管顯示，并且可以通過按鍵對輸出電壓進(jìn)行連續(xù)步進(jìn)數(shù)字化調(diào)節(jié)。第二章 主要元器件介紹 AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)