【正文】 說，就少花錢，從可靠性上來說，就少了一個(gè)出故障的環(huán)節(jié)，相對來說就提高了可靠性。 2． 2． 1 電路的選擇 電路的選擇是一個(gè)十分重要的工作，電路選擇的好，就對以后的工作打下了很好基礎(chǔ)。二是對穩(wěn)壓電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，即選擇并計(jì)算取樣電路，基準(zhǔn)電壓，比較放大器及調(diào)整元件。不同的技術(shù)要求可以采用不同的結(jié)構(gòu)電 路，在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下，電路是越簡單越好，這樣可以提高可靠性，降低成本，也容易制作。 2． 2 直流線性穩(wěn)壓 電源設(shè)計(jì)的一般方法 在進(jìn)行串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)的指標(biāo)和要桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 7 求對電路的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇，然后對個(gè)元器件的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最后在根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)提出的質(zhì)量指標(biāo)，如穩(wěn)壓系數(shù)，輸出電阻等對電路進(jìn)行驗(yàn)算和核實(shí)。調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)的叫并聯(lián)式或支流式穩(wěn)壓器，它通過改變調(diào)整元件流過電流的多少來適應(yīng)輸入電網(wǎng)電壓的變化及負(fù)載電流的變化，以保持輸出電壓的穩(wěn)定，這種的效率底。反饋調(diào)整穩(wěn)壓型是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，把輸出電壓的變化量經(jīng)過取樣比較放大，在反饋給控制調(diào)整元件，使輸出電壓得到補(bǔ)償而接近原值以達(dá)穩(wěn)壓的目的。 (9)響應(yīng)時(shí)間 所謂響應(yīng)時(shí)間，是指負(fù)載電流突然變化時(shí)，穩(wěn)壓器的輸出電壓從變化到新的穩(wěn)定值之間的一段時(shí)間，在直流穩(wěn)壓器中，是用在矩形波負(fù)載電流時(shí)輸出電壓波形表示的稱之為過度特性。 (7)溫度漂移和溫度系數(shù) 環(huán)境溫度的變化影響元器件的參數(shù)變化，從而引起穩(wěn)壓器輸出電壓變化，稱之為溫度漂移，常用溫度系數(shù)表示漂移大小。 (5)輸出電阻 在額定電壓下，由于負(fù)載電流變化引起輸出電壓 的變化 R=△ U/△ I。 (3)電壓穩(wěn)定度 負(fù)載電流保持為額定范圍內(nèi)的任何值，輸入電壓在規(guī)定范圍內(nèi)所引起的輸出電壓相對變化量 。 (2)電網(wǎng)調(diào)整率 它表示輸入電網(wǎng)電壓由額定值變化177。絕對穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不變時(shí)穩(wěn)壓電源輸出直流變化量 oU? 與輸入電網(wǎng)電壓變化量 iU? 比， K= oU? / iU? ，它表示輸入電網(wǎng)電壓變化引起多大的輸出變化。 2． 1． 3 穩(wěn)定電源的技術(shù)指標(biāo) 衡量一臺穩(wěn)定電源好壞如何，一方面要從功能的角度看即容量（輸出電壓和輸出電流），調(diào)節(jié)范圍，效率 高低等人們稱之為使用指標(biāo)，另從外形的體積重量等直觀外形看，稱之為非電氣指標(biāo)，更重要的是看質(zhì)量高低，即輸出量的穩(wěn)定度，它的定量描述稱之為質(zhì)量指標(biāo)。 ⑶， 是由電源本身的原因造成的，構(gòu)成穩(wěn)定電源元器件質(zhì)量的好 壞也是一個(gè)很重要的原因，參數(shù)的時(shí)好時(shí)壞就不能有效的調(diào)節(jié)前面的兩種情況。 ⑵ ，供電對象引起的，如負(fù)載短路，負(fù)載電流很大，其輸出電壓近似為零，時(shí)間長了會(huì)燒壞電源，如負(fù)載開路沒電流流過，輸出電壓會(huì)升高。產(chǎn)生不穩(wěn)定的原因如下： ⑴ ，電網(wǎng)輸入電壓的不穩(wěn)定性。并非絕對不變。 10%，否則將不能正常工作或損壞。 2． 1． 1 問題的提出 穩(wěn)壓電源是各種電子電路的動(dòng)力源，被稱為電路的心臟，所有的用電設(shè)備都對電源有一定的要求。其詳細(xì)介紹如下所述。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 5 2． 方案產(chǎn)生 方案產(chǎn)生是基于任務(wù)解析和基本原理的剖析， 是整個(gè)設(shè)計(jì)和論文的核心。 ④ 、設(shè)計(jì)說明書采用 Microsoft Office Word 2020 軟件排版并打印后裝訂成冊，設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容與排板格式按學(xué)院統(tǒng)一要求?？赡艹霈F(xiàn)的 BCD 碼命令有四種： 00H、 03H、 05H 和 10H，將分別控制電源輸出 0V、 3V、 5V 和 10V 電壓。進(jìn)行軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。電路采用 Protel99se 軟件輔助設(shè)計(jì)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 4 1 任務(wù)分析 設(shè)計(jì) 任務(wù)分析 如下： ① 、學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，深入了解單片機(jī)的片內(nèi)異步串行通信接口的編程方法，掌握直流穩(wěn)壓電源的數(shù)字控制原理和設(shè)計(jì)方法。這樣在實(shí)際需要和 其它 高新技術(shù)的促使下，便誕生了一些新型的電源，如數(shù)控電源等。在現(xiàn)代諸多電子設(shè)備中，對電源的 功 率 要 求不高，但對性能指標(biāo)要求很高，最嚴(yán)格的是穩(wěn)定性。單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為電源技術(shù)的發(fā)展提供了不可估量的空間。 35 參考文獻(xiàn) 34 結(jié)論 33 系統(tǒng)改進(jìn)方案 33 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 2 軟件調(diào)試 32 硬件電路試驗(yàn)與裝調(diào) 30 4 系統(tǒng)調(diào)試 28 上位機(jī)程序 流程圖 28 程序流程框圖 25 軟件設(shè)計(jì) 18 串口通信模塊的設(shè)計(jì) 18 線性穩(wěn)壓輸出模塊設(shè)計(jì) 8 線性穩(wěn)壓輸出的構(gòu)思與形成 7 確定基準(zhǔn)電壓 6 取樣電阻的計(jì)算 5 確定對整流濾波電路的要求 4 電路選擇 4 直流線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的一般方法 3 穩(wěn)壓電源的分類 3 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo) 3 問題的提出 3 直流線性穩(wěn)壓電源概述 1 1 任務(wù)分析 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 1 目 錄 引言 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 2 2 方案產(chǎn)生 3 引起電源輸出不穩(wěn)定的因素 5 選擇調(diào)整管 7 設(shè)計(jì)比較放大器 8 方案模塊的構(gòu)思與形成 8 串口通信模塊的構(gòu)思與形成 14 3 詳細(xì)設(shè)計(jì) 18 電路設(shè)計(jì) 21 輔助電源模塊設(shè)計(jì) 22 總電路圖 32 線性穩(wěn)壓試驗(yàn) 32 數(shù)字調(diào)控試驗(yàn) 33 硬件組裝與調(diào)試 33 串口模塊信的調(diào)試 33 軟硬件聯(lián)調(diào) 36 致謝 37 附錄 38 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 3 引 言 電源是各種電子設(shè)備的動(dòng)力源 ,被形象地譽(yù)為電路的“心臟 ” 。它不僅使電源的調(diào)節(jié)有別 于 傳統(tǒng)意義上的電位器調(diào)節(jié)法，而且可以精確的預(yù)置電壓。同時(shí)還要求具有過熱 、 過壓、 短路保護(hù)以及軟啟動(dòng)等更優(yōu)異的性能 ，而且 還能夠在惡劣的環(huán)境中工作。本設(shè)計(jì)就是對這種電源設(shè)計(jì)的一種嘗試和探討。 ② 、分析直流穩(wěn)壓電源的數(shù)字控制原理，分析單片機(jī)異步串行通信的工作原理，設(shè)計(jì)并制作具有異步串行接口的單片機(jī)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路。設(shè)計(jì)數(shù)控直流穩(wěn)壓源中單片機(jī)的控制程序流程圖和程序代碼。 ③ 、數(shù)控電源的異步串行接口符合 RS232 規(guī)范，串行數(shù)據(jù)波特率為 4800 ，數(shù)據(jù)格式為 10 位（ 1bit+8bit+1bit ），每個(gè)串行數(shù)據(jù)為 1 字節(jié)壓縮 BCD 碼的命令。輸出電壓精度為 5%，電源輸出電流最大為 50mA。另外再用計(jì)算機(jī)繪制并打印出本課題的方案示意圖（用 AutoCAD 2020 或 CAXA 電子圖版 2020 軟件、 A1 幅面）、電路原理圖（用 Protel99se 軟件、 A3 幅面）、 PCB 工藝版圖（用 Protel99se 軟件、比例按 1:1 、 A4 幅面）、程序流程圖（用 AutoCAD 2020 或 CAXA 電子圖版 2020 軟件、 A2 幅面）。它包括直流線 性 穩(wěn)壓電源概述，直流線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的一般方法和方案模塊的構(gòu)思與形成。 2． 1 直流線穩(wěn)壓電源概述 直流線穩(wěn)壓電源概述包括問題的提出，引起穩(wěn)定電源不穩(wěn)定的主要因素，技術(shù)指標(biāo)和電源的分類。如電視機(jī)要求 220V 電網(wǎng)電壓變化不超過177。至于精密儀器，對電源電壓的要求就更為嚴(yán)格了，所謂“穩(wěn)定”是指電壓或電器的變化小到可允許 的范圍之內(nèi)。 2． 1． 2 引起穩(wěn)定電源不穩(wěn)定的主要因素 由前可知，穩(wěn)定電源輸出電壓或電流只是相對穩(wěn)定，不是絕對的穩(wěn)定，其變化小到可允許的范圍之內(nèi)的。電網(wǎng)供電有高峰和低谷之分，不可能始終穩(wěn)定。即使不是這兩種情況，負(fù)載電阻有很小的變化都會(huì)引起穩(wěn)定電源輸出電壓和電流的變化。元器件受溫度，濕度等環(huán)境的影響改變性能而影響穩(wěn)定電源，一般來說穩(wěn)定電源電路設(shè)計(jì)首先要考慮前兩種因素，并針對這兩種因素設(shè)計(jì)穩(wěn)定電源中的放大器的增益等，在元器件選擇時(shí)要重點(diǎn)考慮第二種情況，但在設(shè)計(jì)高精度的穩(wěn)定電源時(shí)，要高度重視第四個(gè)因素，因?yàn)樵诟呔确€(wěn)定電源的設(shè)計(jì)中，溫度系數(shù)，漂移這個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)就由這兩個(gè)因素決定。 (1)穩(wěn)壓系數(shù) 有絕對穩(wěn)壓系數(shù)和相對穩(wěn)壓系數(shù)之分。絕對 穩(wěn)壓系數(shù) K越小越好，桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 6 但在穩(wěn)定電源設(shè)計(jì)中更重相對穩(wěn)壓系數(shù)，它表示負(fù)載不變時(shí)，穩(wěn)壓器輸出直流電壓 oU 的相對變化量 oU? 與輸入電壓 iU? 的相對變化量 iU 之比即 S= oU? / oU / iU? / iU ，一般情況下，沒特別說明穩(wěn)壓系數(shù)，是指相對穩(wěn)壓系數(shù) S。 10%時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量，一般穩(wěn)壓電源電源電網(wǎng)調(diào)整率為等于或小于 1%， %， %。 (4)負(fù)載調(diào)整率（電流調(diào)整率） 在額定電網(wǎng)電壓下，負(fù)載電流從零到最大時(shí)，輸出電壓的最大的相對變化量 。 (6)紋波系數(shù)和紋波抑制比 在額定負(fù)載下，輸出紋波電壓的有效值 rmsU 與支流電壓 oU 之比γ = rmsU / oU 紋波抑制比是指在規(guī)定的紋波頻率下，輸出電壓中的紋波電壓 iU~ 與輸出電壓中的紋波電壓 oU~ 之比，即 oU~ / iU~ 。 (8)漂移 穩(wěn)壓器在輸入電壓，負(fù)載電流與環(huán)境溫度保持一定的情況下，元器件的不穩(wěn)定也會(huì)造成輸出電壓的變化，慢變化叫漂移，快變化叫噪聲 。 2． 1． 4 穩(wěn)壓電源的分類 按對 象分為直流和交流穩(wěn)壓器；按穩(wěn)壓方式分為參數(shù)穩(wěn)壓和反饋調(diào)整穩(wěn)壓器，參數(shù)穩(wěn)壓器主要利用元件的非線性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 以穩(wěn)壓器調(diào)整元件與負(fù)載的連接方式分為并聯(lián)和串聯(lián)型。調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)的叫串聯(lián)型穩(wěn)壓器，調(diào)整元件串接在輸入端 和輸出端之間，輸出電壓就是依靠調(diào)整元件改變自身的等效電阻來維持恒定 。在設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源時(shí)，一般要給定下面的技術(shù)指標(biāo)和要求：輸出電壓 Uo 及其調(diào)節(jié)范圍，輸出電流 Io及變化區(qū)域，紋波電壓，穩(wěn)壓系數(shù)和輸出電阻，輸入電壓變化范圍及有無保護(hù)電路等。設(shè)計(jì)計(jì)算只要有三方面的內(nèi)容，一是對整流濾波電路提出設(shè)計(jì)要求，如整流輸出電壓及電流等，并根據(jù)對它的要求和條件設(shè)計(jì)整流濾波電路。三是對穩(wěn)壓電路的技術(shù)性能進(jìn)行估算。否則，將是后患無窮，要么達(dá)不到指標(biāo)，要么浪費(fèi)太大，選擇