【正文】 據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。它的應(yīng)用將會克服大功率電源的制造、運輸及維修等困難，而且和傳統(tǒng)可控硅電源相比節(jié)電20%~30%節(jié)能優(yōu)勢，奠定了它將是未來大功率直流電源的首選。并且，在當今科技快速發(fā)展過程中，模塊化是直流電源的發(fā)展趨勢，并聯(lián)運行是電源產(chǎn)品大容量化的一個有效手段，可以通過設(shè)計N+1冗余電源系統(tǒng)，實現(xiàn)容量擴展，提高電源系統(tǒng)的可靠性、可用性，縮短維修、維護時間，從而是企業(yè)產(chǎn)生更大的效益。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對物質(zhì)需求也越來越高，特別是一些高新技術(shù)產(chǎn)品。 國內(nèi)外發(fā)展情況從十九世紀90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)中直流/直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。因此，電壓的調(diào)整精度不高，度數(shù)欠直觀，電位器易磨損。濾波器用于濾去整流輸出電壓的紋波，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代替，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要滯留穩(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，有縮小了其體積，使家用電器小型化。但在實際生活中，都是220V的交流電網(wǎng)供電。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(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。這樣，當輸出電壓需要精確輸出，或許要在一個小范圍內(nèi)改變時，困難就較大。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。直流穩(wěn)壓電源是常用的儀器設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子試驗員、電子設(shè)計人員及電路開發(fā)部門進行實驗操作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。 課題背景電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門很強的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。自從人類有了電之后，各行各業(yè)都因為有了電而飛速發(fā)展，并出現(xiàn)了無數(shù)新型產(chǎn)業(yè)，直至今日，電已經(jīng)在我們的日常生活中不可或缺。目 錄 第1章 緒論 1 課題背景 1 課題意義 1 國內(nèi)外發(fā)展情況 2 單片機簡介 2 課題內(nèi)容及目標 4第2章 數(shù)控直流電源的總體方案設(shè)計 6 方案設(shè)計與論證 6 數(shù)控直流電源的硬件設(shè)計 7 數(shù)控直流電源的軟件設(shè)計 7 可行性與性價比分析 8第3章 數(shù)控直流電源的硬件設(shè)計 9 單片機相關(guān)電路 9 AT89C52單片機介紹 9 AT89C52的引腳功能說明 11 復(fù)位電路 12 時鐘電路 13 鍵盤電路 14 顯示電路 15 D/A轉(zhuǎn)換電路 16 放大電路 17第4章 數(shù)控直流電源的軟件設(shè)計 19 主程序設(shè)計 19 子程序設(shè)計 19 鍵盤子程序設(shè)計 19 LCD顯示子程序設(shè)計 20 D/A轉(zhuǎn)換器子程序設(shè)計 22第5章 系統(tǒng)調(diào)試與分析 24 proteus介紹 24 數(shù)控直流電源硬件調(diào)試的問題及解決 26 數(shù)控直流電源軟件調(diào)試的問題及解決 26 數(shù)控直流電源軟硬件聯(lián)調(diào) 28 數(shù)控直流電源的調(diào)試結(jié)果及分析 28 調(diào)試故障及解決方案 28 仿真測試結(jié)果 29第6章 結(jié) 論 30結(jié)束語 31致 謝 32參考文獻 33附錄Ⅰ 元器件清單 34附錄Ⅱ 整體電路圖 35附錄Ⅲ 程序清單 3644第1章 緒論沒有電科學(xué)技術(shù)就不能前進。 DC power supply。關(guān)鍵詞：單片機；數(shù)控；直流電源；D/A轉(zhuǎn)換器；AbstractDigital DC power supply is one of the devices monly used in electronic technology, widely used in teaching and research traditional multiDC power supply features a simple, difficult to control, reliability, low interference, low precision and large volume, high microcontrollerbased digital DC power supply can be a better solution than the traditional power supply paper designs a regulator range 3 ~ 12V DC power supply of the NC.This paper discusses the core chip based on 51 numerical control DC power controller design principles and implementation power supply has a voltage can be preset, you can adjust the output voltage step paper introduces the system design, mainly by the control module, D / A converter module, display module, the keyboard module, amplifier module of five parts, with AT89C52 microcontroller as control unit, the keyboard is used to preset voltage, step adjustmentto digitalanalog converter DAC0832 output reference voltage control chip output voltage amplitude, with LCD display preset voltage numerical control DC power supply has a simple structure, principles of clarity, the application of relatively strong, costeffective features.Keywords: SCM。文章介紹了系統(tǒng)的設(shè)計方案，主要由控制模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、放大模塊五部分構(gòu)成，以AT89C52單片機為控制單元，鍵盤用于對電壓的預(yù)置、步進調(diào)整，以數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出參考電壓控制輸出電壓的幅值，用LCD顯示預(yù)置電壓值。本文主要論述了一種基于51單片機為核心控制器的數(shù)控直流電源的設(shè)計原理和實現(xiàn)方法。而基于單片機的數(shù)控直流電源能較好的解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）基于D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)控直流電源的設(shè)計教 學(xué) 部 工學(xué)一部專 業(yè)自動化班 級B741302學(xué) 號B74130222姓 名孫亮指導(dǎo)教師王艷輝負責教師沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院2011年6月XXV摘 要數(shù)控直流電源是電子技術(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、可靠性低干擾大、精度低而且體積大、復(fù)雜度高。為此本文設(shè)計了調(diào)壓范圍為3~12V的數(shù)控直流電源。該電源具有電壓可預(yù)置、可步進調(diào)整輸出電壓的大小。該數(shù)控直流電源具有結(jié)構(gòu)簡單，原理清晰，應(yīng)用性比較強，性價比高的特點。 NC。 D/A converter。電源在日常生活、科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實踐中的任何部門都是非常重要的。人們生活水平的不斷提高，數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的的方便也是不可否定的，其中數(shù)控直流電源就是一個很好的典型例子，但人們對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)字化電子技術(shù)入手，一切向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。當今電源技術(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。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。普通的直流穩(wěn)壓電源品種有很多，但均存在以下二個問題：輸出電壓是通過粗調(diào)（波段開關(guān)）及細調(diào)（電位器）來調(diào)節(jié)。另外，隨著使用時間的增加，波段開關(guān)及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響。 課題意義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。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，并由電壓表指示電壓值的大小。而基于單片機控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。在上世紀80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向到上世紀末更為先進的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)及中間母線結(jié)構(gòu)，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。如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。如：揚州鼎華公司近些年來結(jié)合美國Sorensen Amrel等公司的先進技術(shù)，成功開發(fā)了單片機最大功率120KW以上的智能模塊電源采用電流型控制模式，集中式散熱技術(shù)，實時多任務(wù)監(jiān)控，具有高效、高可靠、超低輻射，維護快捷等優(yōu)點，機箱結(jié)構(gòu)緊湊，防腐與散熱也做了多方面的加強。 單片機簡介單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對體積要求嚴格的控制設(shè)備當中。單片機誕生于20世紀70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇：(1)在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。(4)在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。(6)在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用某些專用單片機設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如：音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。(7)單片機在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，ABS防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。本文就利用了單片機的特性設(shè)計了數(shù)控直流電源。 課題內(nèi)容及目標數(shù)控直流電源是以單片機為核心，采用D/A轉(zhuǎn)換器和放大器構(gòu)成的輸出可控制的直流穩(wěn)壓電源。該電路的硬件組成部分包括鍵盤電路、顯示電路、控制電路和放大電路四大部分。該系統(tǒng)的特征為：（1）以MCS51單片機為控制核心。輸出電壓的大小通過液晶顯示器LCD顯示。（4）LCD顯示設(shè)定電壓值。實現(xiàn)的途徑很多，可以用DAC的模擬輸出控制電源的基準電壓或分壓電阻，或者用其他更有效的方法，因此如何選擇簡單有效的方法是課題需要解決的首要問題。另外，根據(jù)要求電源還應(yīng)該可以通過按鍵選擇一些特殊功能。(3)性能指標 ①輸出最大電壓：12V②輸出最小電壓：3V③電壓步進：④有限按鍵操作方便，LCD顯示界面第2章 數(shù)控直流電源的總體方案設(shè)計本課題是利用單片機的控制功能設(shè)計了一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)控直流電源，實現(xiàn)了對電壓的步進和預(yù)置控制。 方案設(shè)計與論證根據(jù)設(shè)計要求：(1)最高輸出電壓12V，(2)最低輸出電壓3V。(4)有限按鍵操作方便，LCD顯示界面。（2）直觀的實驗效果。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計出以下三個方案：方案一：設(shè)計開關(guān)電源。它的功耗小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路形式靈活多樣，功耗小，效率高。但數(shù)字量控制的作用更加明顯。設(shè)計方案，其主要由控制模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、放大模塊五部分構(gòu)成。其系統(tǒng)框圖如圖1所