【正文】 。 系統(tǒng)原理框圖第二節(jié) 總體電路圖設(shè)計(jì)原理系統(tǒng)以直流電壓源為核心，AT89S52單片機(jī)為主控制器，通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)置直流電源的輸出電壓，輸出電壓范圍為0—，最大電流為330mA，并可由液晶屏顯示實(shí)際輸出電壓值。第一節(jié) 總體方案框圖設(shè)計(jì)原理系統(tǒng)總體方案框圖如圖21所示:為了能夠使系統(tǒng)具備檢測(cè)實(shí)際輸出電壓值的大小，可以將輸出電壓經(jīng)過(guò)ADC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。程控電源既能方便輸入和選擇預(yù)設(shè)電壓值又具有較高精度和穩(wěn)定性，而且可以任意設(shè)定輸出電壓或電流，所有功能由面板上的鍵盤控制單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，給電路實(shí)驗(yàn)帶來(lái)極大的方便,提高了工作效率。因此對(duì)于數(shù)控恒壓源的研究是必要的。前者的電路均采用模擬電路控制，而后者則是通過(guò)數(shù)字電路進(jìn)行自動(dòng)控制。因此直流穩(wěn)壓電源的研究就頗為重要。電子設(shè)備電源電壓不穩(wěn)定,將會(huì)引的起很多問題。在電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源的故障率是最高的（長(zhǎng)期工作在大電流和大電壓下,電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電源中，通過(guò)整流、濾波電路所獲得的直流電源的電壓往往是不穩(wěn)定的。關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源　單片機(jī)　數(shù)字控制 目 錄第一章 緒言 4第二章 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理 5第一節(jié) 總體方案框圖設(shè)計(jì)原理 5第二節(jié) 總體電路圖設(shè)計(jì)原理 6第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 7第一節(jié) 穩(wěn)壓輸出部分 7第二節(jié) 數(shù)字控制部分 9第三節(jié) 串行接口 15第四節(jié) 并行接口 16第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 18第一節(jié) 系統(tǒng)總電路軟件實(shí)現(xiàn)流程圖設(shè)計(jì) 18第二節(jié) 系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì) 19第五章 電源測(cè)試結(jié)果與分析 43第一節(jié) 電壓測(cè)試數(shù)據(jù)與分析 43第二節(jié) 性能測(cè)試數(shù)據(jù)與分析 44結(jié) 束 語(yǔ) 45謝 辭 46參考文獻(xiàn) 47 第一章 緒言 幾乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源，因此直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用非常的廣泛。本系統(tǒng)由單片機(jī)程控輸出數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器（AD0832）輸出模擬量，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電壓。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。系統(tǒng)有過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)輸出電流過(guò)大時(shí)功率管自動(dòng)截至，而且有紅色指示燈發(fā)出警報(bào)。山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè)設(shè) 計(jì)（論 文） 論文題目： 基于數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 張華 學(xué)生姓名： 李維 學(xué) 號(hào): 4233090142 專 業(yè)： 電子信息工程 2012年05月15日山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 基于數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求： 設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為主控制器，通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)置直流電源的輸出電壓，分析了該系統(tǒng)的原理,闡述了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及工作流程,并給出了硬件和軟件設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器（AD0832）輸出模擬量，再經(jīng)運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電壓，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的系統(tǒng)仿真調(diào)試,驗(yàn)證了方案的可行性。 時(shí)間： 2012 年 2月10 日 至 2012年 5 月 13 日 共 9 周 學(xué)生姓名： 李維 學(xué) 號(hào)： 4233090142 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師： 張華 2012年5月15日摘 要本系統(tǒng)以直流電壓源為核心，AT89S52單片機(jī)為主控制器，通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)置直流電源的輸出電壓，輸出電壓范圍為0—，最大電流為330mA，并可由液晶屏顯示實(shí)際輸出電壓值。系統(tǒng)中的ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率恒壓源的領(lǐng)域。 直流穩(wěn)壓電源的電路形式有很多種，有串聯(lián)型、開關(guān)型、集成電路、穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源等等。輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)也會(huì)隨之有所改變。設(shè)計(jì)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子線路的要求。目前產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電源的方法大致分為兩種:一種是模擬方法，另一種是數(shù)字方法。直流穩(wěn)壓電源朝著數(shù)字化方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,對(duì)電源可靠性、輸出精度和穩(wěn)定性要求越來(lái)越高,利用D/ A 轉(zhuǎn)換器的高分辨率和單片機(jī)的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)程控電源就顯示出其優(yōu)越性。第二章 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理采用AT89S52單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過(guò)改變DAC0832的輸入數(shù)字量來(lái)改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來(lái)解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電壓的步進(jìn)控制，使系統(tǒng)硬件更加簡(jiǎn)潔，各類功能易于實(shí)現(xiàn)。圖21系統(tǒng)有過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)輸出電流過(guò)大時(shí)功率管自動(dòng)截至，而且有紅色指示燈發(fā)出警報(bào)。利用D/ A 轉(zhuǎn)換器的高分辨率和單片機(jī)的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)程控電源就顯示出其優(yōu)越性。系統(tǒng)總體電路圖如圖22所示:圖22 系統(tǒng)總體電路圖第三章 硬件電路設(shè)計(jì)第一節(jié) 穩(wěn)壓輸出部分一、穩(wěn)壓輸出原理與電路這部分將數(shù)控部分送來(lái)的電壓控制字轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定電壓輸出。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例。D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓DAOUT接到 U6A 的同向端，穩(wěn)壓電源的輸出經(jīng)R1R22組成的取樣電路分壓后送到運(yùn)放U6A的反向端，經(jīng)運(yùn)放比較放大后，驅(qū)動(dòng)調(diào)整管Q1。 穩(wěn)壓輸出部分的過(guò)流保護(hù)電路由R21和Q2組成。 圖31 穩(wěn)壓輸出部分二、穩(wěn)壓輸出部分仿真圖圖32 穩(wěn)壓電路仿真圖一般的直流穩(wěn)壓電源是用可變電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)，那么要在直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的話，實(shí)際上很簡(jiǎn)單，我們只要將可變電阻換成數(shù)字控制部分來(lái)代替，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)控恒壓源這一課題。如上圖32，很容易就驗(yàn)證了此穩(wěn)壓輸出電路的可靠。單片機(jī)控制部分控制部分是系統(tǒng)整機(jī)協(xié)調(diào)工作和智能化管理的核心部分，采用AT89S52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制功能是其關(guān)鍵，采用單片機(jī)不但方便監(jiān)控，并且大大減少硬件設(shè)計(jì)。二、D/A轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)設(shè)置D/A轉(zhuǎn)換接口，采用8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器DAC0832。 D/A轉(zhuǎn)換部分D/A轉(zhuǎn)換部分的輸出電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。8位字長(zhǎng)的D/A轉(zhuǎn)換器具有256種狀態(tài)。其時(shí)序圖如圖35：圖35　DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)序圖CLK為時(shí)鐘端，Data為輸入數(shù)據(jù)，LOAD為輸入控制信號(hào)。其電路圖如圖36所示：圖36 由于它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。ADC0832 具有以下特點(diǎn)：　　　　　　　　　　　　　　　　C~+70176。C ~+85176。芯片接口說(shuō)明：　　　　　　　　　　　　　　　　ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。通過(guò)DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。在第1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。其時(shí)序圖如圖37：當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。從第4個(gè)脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下沉輸出DATD0。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。電路原理如圖38所示。 鍵盤與顯示電路圖　　按鍵的具體意義如下表31示： 表31 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1234567890*ENTER可以顯示84行161