【正文】 ...1 直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向 ................................................1 數(shù)字化...............................................................2 模塊化...............................................................2 綠色化...............................................................2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ..........................................................2 系統(tǒng)研究方向 ..........................................................32 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................3 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.........................................................3 設(shè)計(jì)任務(wù).............................................................3 設(shè)計(jì)要求.............................................................3 設(shè)計(jì)原理...............................................................3 總體設(shè)計(jì)方案.........................................................3 方案的比較與論證.....................................................4 系統(tǒng)原理框圖 ..........................................................5 穩(wěn)壓電源基本原理 ......................................................53 主要器件介紹 ............................................................5 AT89C51 簡(jiǎn)介 ...........................................................6 DAC0832 工作原理 .......................................................7 ADC0804 工作原理 .......................................................9 LCD1602 顯示原理 ......................................................10 LCD1602 的基本參數(shù)及引腳功能........................................10IV LCD1602 的指令說明及時(shí)序............................................114 硬件電路 ..............................................................12 電源主回路............................................................12 輔助電源 .............................................................13 單片機(jī)控制與顯示存儲(chǔ) .................................................14 數(shù)模轉(zhuǎn)換 DAC0832......................................................15 模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC0804......................................................165 軟件設(shè)計(jì) ...............................................................16 開發(fā)工具介紹 .........................................................16 軟件流程圖 ...........................................................16 仿真測(cè)試 .............................................................17結(jié)束語(yǔ) ...................................................................19致 謝 ...................................................................20參考文獻(xiàn) .................................................................21附錄一 電路總原理圖 ......................................................22附錄二 源程序 ............................................................231基于數(shù)控線性穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)引 言電源是一切電力電子設(shè)備的動(dòng)力源，被形象地譽(yù)為“電路的心臟” ，隨著高科技的發(fā)展，各種高科技產(chǎn)品更是對(duì)電源的技術(shù)性能指標(biāo)要求越來越高。輸入模塊的按鍵按下之后，對(duì)單片機(jī)就有了一個(gè)輸入，單片機(jī)將輸入的數(shù)字一方面給顯示模塊，讓它們?cè)?LCD 上顯示出來；另一部分輸給 DAC0832，讓它轉(zhuǎn)化為模擬量電流輸出，通過運(yùn)算放大器將這模擬量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓，這電壓經(jīng)過 TL084 放大后通過調(diào)整管 8050 來控制功率管 2N3055 的大電流輸出，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的控制。江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜合畢業(yè)實(shí)踐說明書（論文）標(biāo)題：數(shù)控線性穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 系 別： 電子工程系 專 業(yè)： 應(yīng)用電子 學(xué) 號(hào)： 0810501131 姓 名： 尤 娟 指導(dǎo)教師： 徐利紅 12022 年 5 月 10 日I摘 要本系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心，由 D/A 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換模塊、A/D 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、按鍵、LCD 液晶顯示模塊等模塊組成一個(gè)數(shù)控穩(wěn)壓電源。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了輸出電壓范圍 0～+ V，步進(jìn) ，紋波不大于 100mV；輸出電流 2A；當(dāng)前輸出電壓電流值通過 LCD 顯示；由“＋” 、 “－”兩鍵控制輸出電壓步進(jìn)增減 。ADC0804 的取樣電壓由電源輸出電路的電流取樣電阻分壓取得，并由運(yùn)放 TL084 按一定倍數(shù)放大后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器件 ADC0804，在把轉(zhuǎn)換結(jié)果送至單片機(jī)的 Pl 口，再由程序?qū)?shù)據(jù)處理后送LCDl602 顯示當(dāng)前電流。線性穩(wěn)壓電源廣泛的應(yīng)用于電子電路中， 雖然各種新型的穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)層出不窮，如開關(guān)穩(wěn)壓電路，但線性穩(wěn)壓電源的低噪聲特點(diǎn)始終是無(wú)法代替的。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(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能化測(cè)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(dòng)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(cè)量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動(dòng)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(cè)量過程的全部自動(dòng)化。系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)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(cè)量功能。(4)網(wǎng)絡(luò)管理能力。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)定時(shí)開關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)等功能。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。 模塊化電源的模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化。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，即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如工 EC555, IEC917,IECI000 等。 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀在我國(guó)，以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀(jì) 60 年代中期開始形成，到了 90 年代以來，電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。另一方面，在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識(shí)指導(dǎo)下，我國(guó)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(guó)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。但是我國(guó)3電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在著很大的差距和不足:在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為 1015 年，尤其在實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多。國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源雖然也在向數(shù)字化方向發(fā)展，但多限于對(duì)輸出顯示實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示，或?qū)崿F(xiàn)多組數(shù)值預(yù)置。 系統(tǒng)研究方向本系統(tǒng)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(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)步進(jìn)數(shù)字化調(diào)節(jié)。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)任務(wù)(1)設(shè)計(jì)一臺(tái)微機(jī)控制的數(shù)控直流電壓源，為電子設(shè)備供電；(2)在設(shè)計(jì)過程中，使用仿真軟件（例如 PROTUES 等）進(jìn)行仿真調(diào)試；(3)用計(jì)算機(jī)繪制所有的電路圖和印刷電路圖 設(shè)計(jì)要求(1) 輸出電壓：0～25V 可調(diào)，步進(jìn) ；(2) 輸出電流 I=2A；(3) 波紋有效值100mV ；(4) 操作方便、可維護(hù)性高；5．整機(jī)安全可靠。方案二：采用 51 系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，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。采用軟件方法來解決數(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)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用 51 系列單片機(jī)為主控制器，通過鍵盤來設(shè)置直流電源的輸出電壓，設(shè)置步進(jìn)等級(jí)可達(dá) ，并可由 LCD1602 顯示輸出電壓值和當(dāng)前電流值。 方案的比較與論證數(shù)控部分方案一采用中、小規(guī)模器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的芯片很多，造成控制電路內(nèi)部接口信號(hào)繁瑣，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差。輸出部分方案一采用線性調(diào)壓電源，以改變其基準(zhǔn)電壓的方式使輸出不僅增加/減少，這樣不能