基于单片机实现的程控电压源的硬件设计
电子信息专业论文 基于单片机的程控电源的设计
基于单片机的程控电源的设计摘要电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。
采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。
无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。
本设计是基于STC12 系列的单片机进行的程控电源硬件电路设计，采用的是STC12C5410AD 单片机替代常规51 单片机加AD 模块的新模式。
设计由主要控制模块、数控电源驱动模块、辅助电源模块、LCD 显示模块、按键操作模块五个模块组成。
本设计以直流电压源为核心，STC12C5410AD 单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0-25V，最大电流为1A，并可由液晶屏显示实际输出电压值。
本系统由单片机程控输出数字信号，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，输入电压、反馈电压、反馈电流由LCD液晶显示器显示。
最终可实现由LCD显示设置电压，及当前电压；通过加减键设置输出电压，步进0.1V，0-25V可调; 实时采样电流，并在LCD上显示出电流值。
本文详细的分析了该程控电源的工作过程。
关键词：程控电源，STC12C5410AD，LCD，AD，51单片机The Design of Programmable Power Supply based onSingle chip MicrocomputerABSTRACTPower supply complete the product design is the most basic of modern tools.Programmable power supply is in one of these new power supplies. Programmablepower supply with single-chip microprocessor control, advanced technology, allprogrammed, all key operations, small size, light weight, adjustable output parameters, easy to carry, both for the laboratory, you can also use the site. Its design system control module, NC power by driving module, auxiliary powermodule,display module, buttons were five modules adjust module. This design with dcvoltage source as the core, STC12C5410AD microcontroller, mainly through thekeyboard to set the controller dc power output voltage, setting stepping level can amountto 0.1 V, output voltagerange of 0-25V, maximum current 1A, and by the display on theLCD panel output voltage. The system is composed of single-chip microcomputerprogram-controlled output digital signal, and then after op-amp isolatingamplifier, control the output power tube, as the base of the base power tube voltageoutput different voltage changes, the input voltage，feedback voltage, feedback by LCDdisplay current. These designs ultimately realize functions: The system can use LCDdisplay Settings voltageand the current voltage. Through the addition and subtractionkey bindings output voltage, stepping 0.1V, 0-25V adjustable. The current real-timesampling is displayed on LCD and the current value. This paper analyzes in detail theworking process of the programmable power supply.Keywords :SPC power,STC12C5410AD,LCD,AD,MCS—51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.2 国内外研究现状、水平 (2)1.3 本课题的发展趋势 (2)2 程控电源系统基本理论 (3)2.1 程控电源的工作原理 (3)2.2 程控电源的设计指标 (3)2.3 程控电源的系统组成 (3)2.4 系统设计方案 (4)2.4.1 系统可行性分析 (4)2.4.2 设计方案比较 (4)3 系统硬件的设计与实现 (6)3.1 电路设计框图 (6)3.2 STC12C5410AD 单片机介绍 (6)3.2.1 STC12C5410AD 单片机特点 (6)3.2.2 STC12C5410AD 工作类型 (8)3.2.3 STC12C5410AD 的晶振及其连接方法 (9)3.3 数字控制部分 (10)3.3.1 复位电路 (10)3.3.2 晶振电路 (10)3.3.3 键盘电路 (11)3.3.4 主控系统的整体结构 (12)3.4 数控电源驱动电路以及其反馈模块 (13)3.4.1 数控电源驱动电路连接 (13)3.4.2 电压采样电路 (14)3.4.3 电流采样电路 (14)3.5 显示电路的设计 (15)3.5.1 LCD 液晶显示器简介 (15)3.5.2 显示电路 (15)3.6 电源的设计 (16)4 软件设计 (18)4.1 主程序流程图 (18)4.2 键盘扫描流程图 (19)4.3 定时中断流程图 (20)总结............................................................................. 错误!未定义书签。
毕业设计基于51单片机的程控直流电压源设计[管理资料]
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目录1 引言 0设计要求 (1)方案论证 (1)2 单片机和D/A转换器 (2)AT89C51单片机 (2)Ｄ／ＡC0808 (5)LED数码 (7)3 电路原理与硬件实现 (8)单片机最小系统及端口连接 (8)原理介绍 (9)硬件调试 (13)4 软件程序设计 (13)开发工具介绍 (13)软件流程图 (17)软件调试 (18)结束语 (18)致谢 (18)参考文献 (18)附录 (18)基于51单片机的程控直流电压源摘要：本设计是以ATM89C51单片机为控制核心的开关电源，具有输出电压可调，电压数字显示的功能。
具体阐述了开关电源的基本原理及工作过程，电源各硬件模块的设计及软件设计。
该电源硬件模块包括输入整流和滤波模块、单片机供电电源模块、D/A转换模块及LED 显示模块。
关键词：稳压电源；单片机89C51；D/A转换1 引言随着电力电子技术的迅速发展，直流电源应用非常广泛，其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。
直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。
传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
其良好的性价比更能为人们所接受，因此，具有一定的设计价值。
从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流|直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
设计的直流稳压电源主要有单片机系统、键盘、数码管显示器、D/A转换电路、直流稳压电路部分组成，数控电源采用按键盘输入数据，单片机通过D/A，控制驱动模块输出一个稳定电压。
工作过程中，稳压电源的电压值由单片机输出，驱动LED显示，由键盘控制进行动态逻辑切换。
以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计，电源采用数字调节、输出精度高，特别适用于各种有较高精度要求的场合。
基于单片机的可控直流稳压电源设计——硬件毕业设计论文
ABSTRACT
This design is the significance of the research and design studies SCM controllable power supply for the future development of the presentation from this study is controllable power in the field of development and prospects, then there are some questions about the existence of controllable power and technology The drawbacks of these issues now to make the appropriate design, this paper points to design and overcurrent protection following modules, the main power modules, voltage regulator circuit module, voltage / current collection. Set on the keyboard of a progressive class 0.1 fixed voltage, the output voltage range of 5-15V, the maximum current flowing through the circuit is 1A, the system has a protection circuit (protection circuit) This is for fear circuit overcurrent The burning of the circuit is large, when the current value is large when the switch will automatically disconnect, and sound an alarm over the same alarm. System voltage collected by A / D converter input to the microcontroller, the output displayed on four digital. PID operation through the microcontroller to control the PWM duty cycle of adjustment control switch-off time to output different voltages. Reliability program is made in the system of data analysis and the stability of the output voltage to judgment.彈贸摄尔霁毙攬ital controlling power suppl
基于单片机的数控电压源设计
4.2.1 过流保护功能的重要性 ............................................................................... 16 4.2.2 过流保护功能的实现方法 ............................................................................ 16 4.2.3 电磁继电器的驱动方法 ................................................................................ 17 4.3 本章小结 ................................................................................................................... 17 第五章 电路测试结果及性能分析 ....................................................................................... 18 5.1 电路测试结果 ........................................................................................................... 18 5.2 电路性能分析 ........................................................................................................... 18 5.3 本章小结 ................................................................................................................... 19 结论 ......................................................................................................................................... 20 参考文献 ................................................................................................................................. 21 致谢 ......................................................................................................................................... 23 附录一 部分程序代码 ........................................................................................................... 24 附录二 整机电路原理图 ....................................................................................................... 30 附录三 整机实物图 ............................................................................................................... 32
基于单片机的数控主直流稳压电源的设计(含程序)
毕业设计论文基于单片机的数控直流稳压电源的设计指导老师姓名：专业名称：应用电子技术班级学号：论文提交日期： 2011年12月 16日论文答辩日期： 2011年12月 17日毕业设计论文单片机的数控直流稳压电源的设计摘要传统应用技术，由于功率器件性能的限制使开关电源性能的影响减至最小，为解决普通电源精度不高的问题，设计出性能优良的开关电源，十分必要。
本文介绍一种以STC12C5A60S2单片机为核心的数控直流稳压电源的设计。
该电路详细论述了本系统的总体结构、硬件和软件的设计。
采用STC系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值，经集成运放放大和射极输出器输出，间接地改变输出电压的大小，设计出一种输出电压在 0～12V 之间并以0. 1V 为步进值，进行电压精确调整的数控直流稳压电源电路,并具有输出精度高和液晶显示直观等特点。
关键词STC；数控；稳压电源Abstract 毕业设计论文AbstractThe traditional application technology due to power the performance of the devices limit switch power supply to minimize the influence of performance ,to solve the problem of normal power supply …s low accuracy，design the good performance of switch power, is necessary. This paper introduces a STC12C5A60S2 numerical control dc voltage stabilizer.Furthermore，the paper elaborates this system overall the structure，the hardware and the softwaredesign．Based on STC12C5A60S2 series singlechip machine as the center, combined with digital reflect control technology, by changing the inside digital, via integrated operational and put some very output of output shot，change the voltage quality,in order to design a kind of output voltage in 0 ~ 12V and with 0.1 V for stepping value indirectly ,to adjust the regulated power supply .At last outputs are amplified by operational amplifier and circuit emitter output，it will indirectly alters output voltage．This source supply has the advantages of high accuracy on output and Liquid crystal display visual characteristic．Key WordsSTC; numerical—controlled; voltage-stabilized source毕业设计论文单片机的数控直流稳压电源的设计目录绪论 (1)第1章概述 (2)1.1系统研究方向 (2)1.2研究方法 (2)1.3研究步骤 (2)1.4设计要求 (3)1.5显示电路方案选择 (3)1.6系统框图图 (3)第2章原理设计 (4)2.1基准电压电路的设计 (4)2.2显示电路的设计 (4)2.3按键电路设计 (5)2.4运放电路的设计 (6)2.5电源电路的设计 (6)第三章主要器件介绍 (7)3.1 STC单片机 (7)3.2 DAC0832 (9)3.3 LCD1602 (11)3.4 键盘 (11)第4章软件设计 (13)4.1软件设计 (13)4.2软件设计流程图 (13)第5章调试过程 (14)5.1调试步骤及解决方法 (14)5.2数据测量 (14)第6章作品展示 (15)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录A程序 (20)附录B 原理图 (26)毕业设计论文基于单片机的数控直流稳压电源的设计绪论数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。
基于单片机的程控电源硬件设计
值， 在电路中 由 Ｒ Ｒ。 、 ｃ 组 合 而成 。２ ５ Ｖ 是 设 计 的 最 大
电路 的输 出 电 压 等 于 电 压 采 样 ， 从 而 改 变 输 出 电 压 的 作 用， ＮＰ Ｎ１和 Ｒｌ １形 成 过 电 流 保 护 电 路 电 压 输 出 的 一 部
电源 向小 型 化 和 微 型 化 方 向发 展 ， 为 电源 产 业 的发 展 提 供
了新 思 路 。
１ 硬 件 系统 总体 设 计
一
图 １ 程 控 电源 结 构
个 完 整 的 程 控 电 源 系 统 一 般包 括 数 字 控 制 模 块 、 数
控 电源 驱 动 模 块 、 电压 采 样 和 电 流 采样 模块 、 显示 模 块 、 电
规 基 础 模 块 的基 础 上 添加 了 Ａ／ Ｄ 模 块 。 电路 主 要 由数 字 控 制 模 块 、 数 控 电 源驱 动 电路 及 反 馈 模 块 、 Ｉ Ｃ Ｄ 显 示模 块 等 组 成 。该 设 计 的 基本 思路 是 将 嵌 入 式 系统 作 为主 要 控 制 系统 构 成 控 制 模 块 ， 然后利 用按键操作模 块设置 电源的输 出
（ 武 汉工程 大 学 材料 科 学与 工程 学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５ ）
摘 要 ： 随 着微 波技 术 的 应 用越 来越 广 泛 ， 工 艺 要 求 也 越 来越 高 ， 大功 率 稳 定 微 波 电 源应 运 而 生 。介 绍 了一 种 利 用 单
一
图 ２
数 控 电 源 驱 动 电 路
个 运 算 放 大 器 电路 ， 以非 反 相 输 入 电 压 （ ０ ～５ Ｖ） ５
基于单片机的程控电源硬件设计_曲子君
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子 技 术 与 软件 工 程 2 0 14 ] 陈 成 义 基 于 A T 8 9 s 5 1 单片 机的 程 控 电 源 开关 设计田 电 子制 [ 5
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作
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15 0
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在 实 际工作 中 存 在 着一 个 时钟脉 冲 时钟脉 冲 的 提 供 方 式 有 两 种 第 一 外 部 时 钟 方 式 由外 部 电 路 来 获 得 脉 冲 第 二 内 部时 钟方 式 通过 利 用 晶 振 向 ST C 12 C 54 1 0 内部 电路 中产 生 时 钟 脉 冲 在 内 部 时 钟 方 式 中 陶 瓷 滤 波 器 可 以代 替 石 英 晶 ST C 12C 5 体 2 M H 频率 的 晶 体振 荡 器 l O 单 片 机 晶 振选 择 1 4 ] [ 时 钟周 期为 l u s2 2 2 控制 模块 基 于 单 片 机 的 程 控 电 源 的 数 控 模 块 中 主 要 以 ST C 12 C 54 0 A D 单片 机 为 主要 的 线 路控 制系 统 在 该 控制系 统 1 中 主要 的 辅助 电 路 有 三 部 分 分 别 为 复 位 电 路 晶 振 电 路 以 及 键 盘 的 连 接 电 路 在 实 际 的 复位 电 路 中 通 过 电 阻 以 及 电 容 的 串 联 形 式 实 现 单 片 机 的 引 脚 复位 连 接 实 现 现 了 复 位 的原 理 是 指 当 引 脚 处于 高 电 平时 S T C 12 C 54 1 0 A D 单片机 处 于 一直 复位 状 态 当 引 脚 的 电 平 发 生 变 化 时 从 高 电 平 降 低 到 低 电平 状 态 中 则 单 片 机 从 0 0 0 O H 单 元 开 始 执 行 程 度 对 于 晶 振 电路 的工 作 原 理 进 行 研 究 在 其 内 部 采 用 时 钟 连 接 的 方 式来 实 现 S T C 1 2 C54 l OA D 单 片 机 只存 在 着 高 增 益 反 相 放 大 器 感 性 晶 体 振 荡 器 与 电 容 形 成 自 激电 路 并 向 单片 机 中 提供 震荡 时钟 在 键盘 电 路 中 对按 键 进行 编号 分别 为 l S 52 53 这 些按 键的 连接 端 口 分 别 为 P 3 2 P3 3 以 及 P3 4 S 处所 实 现 的 功 能 是 电 量 递加 O I V 在 2 在 l S 处 所 实 现 的 功 能 是 电 量 递 减 O I V 5 3 的 功 能 未 定 义 3[] 2 3 数控 电 源 驱动 模块 在数 控 电 源 驱 动 模 块 中 首 先 能 够 实 现 电 压 控 制 字 转 换 成 稳定 的 电压 在该 电源驱 动 模 块 中 参 考 电压 就 是 A D 转 换 中
基于单片机的数控电压源课程设计报告论文
陕西理工学院课程设计课题：基于单片机直流电压源设计班级：电子103学生学号：1013014093学生：颂镭指导老师：王文洋1设计任务及要求02方案比较并确定12.1方案一:12.2方案二：22.3两种方案比较53．系统硬件设计结构框图53.1 8051简介63.2 主要特性63.3芯片引脚排列与名称74 键盘控制器MM74C92284.1 简介84.2 主要特性84.3芯片引脚排列与名称94.4 D/A转换器DAC083294.4.1简介94.4.2 主要特性94.4.3芯片引脚排列与名称105．硬件电路设计105.1 MM74C922接口电路105.2 DAC0832接口电路115.3 ADC0809接口电路125.4 LCD1602C接口电路135.5 可调稳压源电路145.6流稳压电路146．程序设计166.1主控程序166.2 D/A子程序166.3 A/D子程序176.4 键盘子程序181设计任务及要求1.设计任务: 设计制作具有一定电压围和功能的数控电源.原理如题目所示(1)基本要求:a 输出电压:围0~15V .步进 0.1V 纹波不大于10mvb 输出电流: 500mAc 输出电压由数码显示d 用”+”.”-”键控制输出电压进行增/减调整2方案比较并确定根据设计要求，小组成员拟列了2个方案，原理上基本能够实现要求2.1方案一:是以型号89C51单片机为控制核心进行设计的，通过按键进行控制，单片机控制数模转换芯片DAC0832，其输出0~7.5V 的电压，因为要求电压为0~15V 所以必须再经过放大器放大，并通过三端可调正稳压器进行稳压，输出一个较稳定的直流电压，并在数码管上显示出来，并时刻刷新调整电压后的幅值。
a..方框图如下：b..原理图如下：2.2方案二：是以单片机89C51为控制核心，外接按键进行控制，单片机控制8个继电器，且每个继电器串联一个一定阻值的电阻，电阻之间的关系为以2为参数的等比数列，继电器之间为并联形式。
单片机程控电压源的硬件设计
单片机程控电压源的硬件设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为＋1.4V～+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM350的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词：数控，步进，三端可调稳压器目录目录 (2)第1章绪论 (3)第2章数控电压源的方案介绍 (5)2.1 数控电压源的方案论证 (5)2.2 方案比较 (7)2.2.1 数控部分的比较 (7)2.2.2 输出部分的比较 (7)2.2.3 显示部分的比较 (7)第3章数控电压源的工作原理 (8)3.1整机电路框图 (8)3.2工作原理 (8)3.2.1 DA转换电路工作原理 (8)3.2.2 电压调整电路工作原理 (9)3.2.3 数值计算 (10)第4章单元电路工作原理 (11)4.1时钟电路 (11)4.2复位电路 (11)4.3键盘接口电路 (12)4.3.1 键盘电路 (12)4.3.2 键盘电路工作原理 (13)4.4显示接口电路 (13)4.4.1 显示电路原理 (13)4.4.2 LED显示方式 (14)4.4.3 显示电路原理图 (15)4.5D/A转换电路 (15)4.6电源电路 (15)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (16)4.6.2电源电路原理图 (16)4.7所用主要芯片 (17)4.7.1 单片机AT89S52 (17)4.7.2 芯片DAC0832 (18)4.7.3 LM350 (19)4.7.4 集成运放UA741 (21)结论 (23)致谢 (24)附录 (25)第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。
电子信息专业论文 基于单片机的程控电源的设计
基于单片机的程控电源的设计摘要电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。
采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。
无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。
本设计是基于STC12 系列的单片机进行的程控电源硬件电路设计，采用的是STC12C5410AD 单片机替代常规51 单片机加AD 模块的新模式。
设计由主要控制模块、数控电源驱动模块、辅助电源模块、LCD 显示模块、按键操作模块五个模块组成。
本设计以直流电压源为核心，STC12C5410AD 单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0-25V，最大电流为1A，并可由液晶屏显示实际输出电压值。
本系统由单片机程控输出数字信号，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，输入电压、反馈电压、反馈电流由LCD液晶显示器显示。
最终可实现由LCD显示设置电压，及当前电压；通过加减键设置输出电压，步进0.1V，0-25V可调; 实时采样电流，并在LCD上显示出电流值。
本文详细的分析了该程控电源的工作过程。
关键词：程控电源，STC12C5410AD，LCD，AD，51单片机The Design of Programmable Power Supply based onSingle chip MicrocomputerABSTRACTPower supply complete the product design is the most basic of modern tools.Programmable power supply is in one of these new power supplies. Programmablepower supply with single-chip microprocessor control, advanced technology, allprogrammed, all key operations, small size, light weight, adjustable output parameters, easy to carry, both for the laboratory, you can also use the site. Its design system control module, NC power by driving module, auxiliary powermodule,display module, buttons were five modules adjust module. This design with dcvoltage source as the core, STC12C5410AD microcontroller, mainly through thekeyboard to set the controller dc power output voltage, setting stepping level can amountto 0.1 V, output voltagerange of 0-25V, maximum current 1A, and by the display on theLCD panel output voltage. The system is composed of single-chip microcomputerprogram-controlled output digital signal, and then after op-amp isolatingamplifier, control the output power tube, as the base of the base power tube voltageoutput different voltage changes, the input voltage，feedback voltage, feedback by LCDdisplay current. These designs ultimately realize functions: The system can use LCDdisplay Settings voltageand the current voltage. Through the addition and subtractionkey bindings output voltage, stepping 0.1V, 0-25V adjustable. The current real-timesampling is displayed on LCD and the current value. This paper analyzes in detail theworking process of the programmable power supply.Keywords :SPC power,STC12C5410AD,LCD,AD,MCS—51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.2 国内外研究现状、水平 (2)1.3 本课题的发展趋势 (2)2 程控电源系统基本理论 (3)2.1 程控电源的工作原理 (3)2.2 程控电源的设计指标 (3)2.3 程控电源的系统组成 (3)2.4 系统设计方案 (4)2.4.1 系统可行性分析 (4)2.4.2 设计方案比较 (4)3 系统硬件的设计与实现 (6)3.1 电路设计框图 (6)3.2 STC12C5410AD 单片机介绍 (6)3.2.1 STC12C5410AD 单片机特点 (6)3.2.2 STC12C5410AD 工作类型 (8)3.2.3 STC12C5410AD 的晶振及其连接方法 (9)3.3 数字控制部分 (10)3.3.1 复位电路 (10)3.3.2 晶振电路 (10)3.3.3 键盘电路 (11)3.3.4 主控系统的整体结构 (12)3.4 数控电源驱动电路以及其反馈模块 (13)3.4.1 数控电源驱动电路连接 (13)3.4.2 电压采样电路 (14)3.4.3 电流采样电路 (14)3.5 显示电路的设计 (15)3.5.1 LCD 液晶显示器简介 (15)3.5.2 显示电路 (15)3.6 电源的设计 (16)4 软件设计 (18)4.1 主程序流程图 (18)4.2 键盘扫描流程图 (19)4.3 定时中断流程图 (20)总结............................................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机的可控直流稳压电源设计——硬件毕业设计论文
Design of a digital controlling power suppl
based on MCU(hardware design)
Du Yu Cheng
2015年6月1日
摘要
本设计是研究单片机的可控电源的研究和设计对未来发展的意义，从本次研究来说介绍的是可控电源领域的发展和前景，再就是关于可控电源存在的一些问题和技术上的弊端，现在就对于这些问题做出相应的设计方案，本篇论文分以下几个模块，主电源电源模块，稳压电路模块、电压/电流采集的设计和过流保护。在键盘上设置一个进步等级为0.1的固定电压，输出电压值范围在5-15V,流过电路的最大电流为1A,本系统有一个保护电路(过流保护电路）这是为了怕电路电流过大的是烧毁电路，当电流值很大的时候，开关就会自动断开，同时同过报警器发出报警声。系统采集的电压通过A/D转换器输入至单片机，输出显示到四位数码管上。再通过单片机PID运算，从而控制PWM波占空比调节控制开关管的通断时间来输出不同的电压。方案的可靠性是由对系统中数据的分析和对电压输出的稳定来判定的。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
从现在来看世界上对电力电子技术的发展和研发，有着重要的开发意义，在航空航天、计算机、通讯、医疗仪器等领域有着重大的用处。开关电源能把电网提供的强电和弱电,变成各式各样的电气设备和仪器提供所需要稳定的强电和弱电,稳压电流在设备中至关重要。是一个设备的运输系统。就从目前的电源来看，存在输出电压和电流不稳定、精度不稳定等的问题,就这些问题，设计出一款新的高性能的开关电源非常的重要。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
关键字：电源； 数字控制； 单片机； PWM
ABSTRACT
This design is the significance of the research and design studies SCM controllable power supply for the future development of the presentation from this study is controllable power in the field of development and prospects, then there are some questions about the existence of controllable power and technology The drawbacks of these issues now to make the appropriate design, this paper points to design and overcurrent protection following modules, the main power modules, voltage regulator circuit module, voltage / current collection. Set on the keyboard of a progressive class 0.1 fixed voltage, the output voltage range of 5-15V, the maximum current flowing through the circuit is 1A, the system has a protection circuit (protection circuit) This is for fear circuit overcurrent The burning of the circuit is large, when the current value is large when the switch will automatically disconnect, and sound an alarm over the same alarm. System voltage collected by A / D converter input to the microcontroller, the output displayed on four digital. PID operation through the microcontroller to control the PWM duty cycle of adjustment control switch-off time to output different voltages. Reliability program is made in the system of data analysis and the stability of the output voltage to judgment.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
基于单片机的程控电压源设计
基于单片机的程控电压源设计
现代电子设备中，程控电压源是一个非常重要的模块，它可以提供稳定可调的直流电压输出，广泛应用于各种电子系统中。
本文将介绍基于单片机的程控电压源设计，探讨其原理、实现方法以及应用场景。
一、设计原理
基于单片机的程控电压源设计，主要涉及到单片机控制模拟电路输出稳定的直流电压。
通常情况下，电压源的输出电压可以通过单片机的模数转换器（ADC）获取外部电压值，再通过数模转换器（DAC）输出控制信号控制电压源的输出电压。
通过单片机的程序控制，可以实现电压源的精确调节和稳定输出。
二、实现方法
在实际设计中，可以选择一款性能稳定可靠的单片机作为控制核心，如STC系列单片机。
通过外部电路连接ADC和DAC，获取电压输入和输出信号。
根据设计要求，编写单片机程序进行控制，实现电压源的精确调节和稳定输出。
同时，可以添加过压、过流保护电路，确保电路安全可靠。
三、应用场景
基于单片机的程控电压源设计在实际应用中具有广泛的场景，如电
子设备测试、实验室研究、电子制造等领域。
在电子设备测试中，程控电压源可以提供各种电压输出，满足不同设备的电压需求；在实验室研究中，可以通过程控电压源实现对电路的精确调节和测试；在电子制造中，程控电压源可以用于生产线上的电路测试和调试，提高生产效率和产品质量。
基于单片机的程控电压源设计是一种灵活可靠的电路设计方案，可以满足各种电子系统对电压稳定性和精确性的要求。
通过合理的设计和实现方法，可以实现电压源的高效控制和稳定输出，为电子设备的研发和生产提供有力支持。
希望本文对读者对基于单片机的程控电压源设计有所启发和帮助。
基于单片机控制的程控稳压直流电源的设计
目录摘要 (i)Abstract (ii)1 引言 (1)2 系统分析 (1)3 方框框图 (2)4 系统设计 (3)4.1 稳压输出部分 (3)4.1.1 稳压输出原理………………………………………………………4.1.2 稳压输出部分仿真图………………………………………………..4.2 数字控制部分 (3)4.2.1 单片机部分……………………………………………………………..4.2.2 D/A转换部分…………………………………………………………..4.2.3 A/D转换部分…………………………………………………………4.3 键盘部分 (9)4.4 显示部分……………………………………………………………………..4.4.1 串行部分………………………………………………………………4.4.2 并行部分……………………………………………………………….5 电路流程图 (12)6电源测试结果 (13)6.1电压测试 (14)6.2性能测试 (14)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)一引言几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源，因此直流稳压电源的应用非常的广泛。
直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。
在电子设备中，直流稳压电源的故障率是最高的（长期工作在大电流和大电压下,电子元器件很容易损坏）但在直流稳压电源中，通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的。
输出电压在电网电压波动或负载电流变化时也会随之有所改变。
电子设备电源电压的不稳定,将会引起很多问题。
设计出质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子线路的要求。
因此,直流稳压电源的研究就颇为重要。
目前产生直流稳压电源的方法大致分为两种:一种是模拟方法，另一种是数字方法。
前者的电路均采用模拟电路控制，而后者则是通过数字电路进行自动控制。
直流稳压电源朝着数字化方向发展。
因此对于数控恒压源的研究是必要的。
单片机程控电压源的硬件设计说明
单片机程控电压源的硬件设计说明单片机程控电压源是一种能够根据单片机程序进行电压输出调节的电源设备。
它可以根据单片机的输出信号来控制输出电压的大小和稳定度。
在工业自动化、仪器仪表和电子实验等领域中有着广泛的应用。
本文将介绍单片机程控电压源的硬件设计说明。
一、功能需求分析：1.输出电压范围：为满足不同应用场景的需求，电压输出范围可根据实际情况设计，通常为可调范围。
2.输出电压分辨率：根据实际需求确定，较高的分辨率可提供更精细的电压调节。
3.输出电压稳定度：在不同负载情况下，电压稳定度应能保持在一定的范围内。
4.漏电保护：在负载发生漏电时，能够及时检测到并切断电源，保护使用者的安全。
5.过载保护：当负载超过额定功率时，能够及时切断电源，防止设备过载损坏。
6.温度保护：当设备温度过高时，能够及时降低输出功率或切断电源，保护设备的正常运行。
二、硬件设计方案：1.选择合适的主控芯片：主控芯片是整个单片机程控电压源的核心部件，可以选择一些功耗较低、性能稳定的单片机芯片，如STM32系列的芯片。
2.模拟电路设计：(1)电源输入电路：设计用于将交流电转换为稳定的直流电源，可以采用整流、滤波和稳压电路等。
(2)电压调节电路：通过对输出电压进行采样和比较，通过调节输出信号的占空比来实现电压的稳定控制。
(3)过载保护电路：通过对负载电流进行检测来实现过载保护的功能，在负载电流超过设定值时切断电源。
(4)漏电保护电路：可以采用漏电保护插座或者漏电保护开关进行漏电保护。
(5)温度保护电路：通过温度传感器进行温度检测，当温度超过设定值时，切断输出电源或者降低输出功率。
三、电路图设计：在电路图设计中，需要按照硬件设计方案进行相应的连接和布线，并注意电路的可靠性和稳定性。
同时，还需要进行相关的保护措施设计，如短路保护、过载保护和漏电保护等。
四、元器件选择和布局：1.元器件选择：根据硬件设计方案，选择合适的电阻、电容、二极管、传感器等元器件，保证它们的性能和质量满足要求。
程控开关电源基于单片机控制的分析
程控开关电源基于单片机控制的分析摘要：利用单片机控制开关电源是一种很好的控制方式，人们一直以来都在追求一种更为合理的解决方案。
传统的用单片机调整输出电压的方式一般是引用PWM和PFM两种波形控制技术来进行软件编程，在具体实现的过程中很复杂。
在本文中，提出了一种新的利用单片机对直流开关稳压电源进行控制的方式，相较于传统的解决方案，该方案更加的简单，可靠性更高。
关键词：单片机；程控开关电源；控制常见的利用单片机控制开关电源的解决方案主要是：一，模数混合，智能控制和智能检测的任务由单片机来承担，用一般的开关电源控制模式来控制电源。
电源的基准电压可以由单片机的一个输出电压来承担，PWM产生的电路还需要具备功率开关。
采用这种方式只是单纯的将原来的基准电压用单片机来替代，输出电压通过用按键输入电源电压值来改变，这样在电源的反馈环中并没有加入单片机。
二，AD用单片机进行扩展，电源的输出电流和电压要进行不断的检测，逆变器通过设定值和电源输出电压的差来进行控制，功率场效应管的关断时间和导通可以通过功率场的改变来稳定输出电压。
输出电压的调整可以通过单片机技术来实现，但是在实施方案的过程中，需要使用PWM和PFM两种波形控制技术来进行软件编程，技术相对很复杂。
在本文中提出的用单片机对直流开关稳压电源进行控制的方式，是PWM波的产生通过单片机来完成，电源输出电压通过AD转换芯片来进行不断的循环检测，然后比较设定值与电源输出电压的差，对单片机输出PWM波所占空比进行直接的控制调解，这样才能使得电源输出电压的稳压得以实现。
[1]通过对PWM脉冲宽度的改变来实现对输出电压的调整。
相较于常用的两种解决方案，该种方法更加简单，同时可靠性也更高。
1设计电源系统1.1设计电源硬件结构程控开关电源基于单片机控制系统如下图1所示，对于该系统来说，它主要包括两部分：一是，控制电路，二是，主电路。
1.2设计单片机系统电路电源设计的核心是设计单片机系统电路，同时需要考虑到控制能力和运算能力及设计成本等，在本文中选用的是STC89C52单片机，它的性价比较高，将其作为核心控制器的系统电路如下图2所示。
基于单片机的程控电源
工 业 技 术63科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.35.063基于单片机的程控电源钟佳霖（济南大学自动化与电气工程学院 山东济南 250022）摘 要:随着科技的发展，越来越多的电子产品进入了人们的生活。
这些电子产品对供电质量的要求是非常严格的，而且不同设备的电压不同。
本设计就是满足以上需求的一款基于STC12C5A系列单片机的程控电源。
电源由主控，显示模块，按键模块等部分组成。
用户可通过按键调节输出电压。
单片机控制DA电路输出模拟量，再经过放大反馈滤波等过程得到稳定的输出电压。
关键词:电子技术 74HC595 DA转换 程控电源中图分类号:TP368 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)12(b)-0063-021 设计背景及意义如今越来越多的电子产品进入了人们的生活，但是这些电子产品对供电的要求是非常严格的。
供电电压如果小于额定电压，该电子产品就不能达到正常的工作状态，不能达到人们的要求。
如果大于额定电压，产品的寿命会降低，甚至可能当场烧掉。
不同的电子产品额定电压的大小不同，所以一种可以调节输出电压大小的电源是人们迫切需要的。
电源作为电子设备的供电装置，对于电子产品不可或缺。
电源不仅可以用来给电子设备供电，而且可以给不同电压的充电电池充电。
大容量电池作为一种电源越来越多用在电动车等设备中，而它的充电也需要稳定的电源，如果电源不匹配，很容易发生危险。
在如此大的市场下，可调节电源应运而生。
本设计属于程控可调节电源，是通过单片机程序控制输出电压的电源。
其有易于控制，可靠性高，成本较低且显示直观的特点。
用户只需设定想要的输出电压即可。
输出电路的连接有放大与反馈部分，提高了输出电压的稳定性。
该电源利用数码管显示实时的输出电压，使用户方便的知道此时此刻电源的输出状态。
2 总体方案本设计可以输出0～15V的直流电，电压可以0.2V的分辨率连续调节。
基于单片机的程控电源显示控制电路设计
基于单片机的程控电源显示控制电路设计摘要：程控电源广泛地应用在工业控制和科学研究的各个领域，有着广阔的市场前景。
程控电源一般由主控系统、功率系统和显示控制系统三部分组成。
本文以单片机为控制器，设计了能够实时显示和控制电源输出的程控电源显示控制系统硬件电路。
关键词:程控电源;显示控制;单片机引言：如今越来越多的电子产品进入了人们的生活，但是这些电子产品对供电的要求是非常严格的。
供电电压如果小于额定电压，该电子产品就不能达到正常的工作状态，不能达到人们的要求。
如果大于额定电压，产品的寿命会降低，甚至可能当场烧掉。
不同的电子产品额定电压的大小不同，所以一种可以调节输出电压大小的电源是人们迫切需要的。
1 硬件设计系统硬件结构主要包括单片机、通信电路、旋转编码器电路、开关电路和数码管电路等，如图1所示。
程控电源显示控制电路在主控系统的控制下，需要能实现以下功能:可以实时显示电源的电压和电流值;可以手动调节电压和电流值;可以手动设置电源功能按键可以指示电源状态信息。
图1 系统硬件结构图1.1 单片机本文选用数字信号控制器(DSC)dsPIC30F6014A作为主控制器，该系列芯片拥有16位闪存单片机丰富的外围设备和快速中断的响应能力，又兼具数字信号处理器(DSP)强大的计算能力和数据吞吐能力，是电机和电源控制理想的低成本解决方案。
1.2 通信电路通信电路完成显示控制电路和电源主控电路之间数据和指令交互的工作，由单片机串口外设和MAX232ESE通信芯片实现。
程控电源有本地和远程两种工作模式。
在本地模式下，通信电路将手动设置的数据发送给主控系统;而在远程模式下，通信电路需要实时接收主控系统的指令和数据。
1.3 数码管电路数码管电路完成电源输出或设置的电压、电流、地址和过压等值的显示，由单片机控制一个8路缓冲器SN74HC244N动态扫描驱动两个4位8段式共阴极数码管实现。
数码管有静态驱动和动态驱动两种硬件连接方式，动态驱动方式相对占用I/O资源较少，通过适当调整驱动电流大小、扫描频率和延时时间，可以实现很好的显示效果。
基于单片机的程控直流稳压电源的设计
基于单片机的数控直流稳压电源的设计郝薏菲（渭南师范学院物理与电气工程学院电气工程及其自动化2010级1班）摘要：本篇论文所研究的是一种数控直流稳压电源,数控直流稳压电源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源。
该电源的功能由硬件和软件两方面来实现，利用D/A转换电路、辅助电源电路、稳压电路等电路组成数控稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略。
其输出电压在1.3-9.9V之间连续可调，其输出电压大小以0.1V 步进，输出电压的大小调节是通过“+”、“—”两个键操作的，而且可以根据实际要求组成具有不同的输出电压值的稳压源电路。
在软件方面使用选用AY89C51单片机进行语言编程。
通过控制稳压电路部分的基准电压的输出与调整，同时实现高精度的输出电压。
关键词：直流稳压电源；整流；数控；D/A转换引言在当代这样一个经济与科技迅速发展的社会中，电源起到了至关重要的作用。
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。
当今的电源技术不仅融合了电子、电气、控制理论、系统集成、材料等诸多学科领域。
随着电力电子技术的迅速发展，直流电源的应用也非常广泛，直流电源的好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。
电子设备都需要良好而又稳定的电源，而外部提供的能源大多数为交流电源，电源设备就承担着把交流电源转换为电子设备所需要的各种类别的直流电源的任务，转换后的直流电源应该具有良好的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持稳定的输出电压。
传统的多功能直流稳压电源的功能具有以下不足：简单、难以控制、可靠性较低、干扰大、精度低、体积大、复杂度高。
而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
数控电源既能方便的输入和选择预设的电压值又具有较高精确度和稳定性，而且可以任意设定输出电压或电流，可以由面板上的键盘来控制单片机实现所有功能，给电路实验带来极大的方便从而提高了工作效率，也保护了电子设备。
基于单片机程控精密直流电源的设计
矿业职业技术学院毕业课题（设计）题目基于单片机程控精密直流电源的设计摘要随着电子信息产业的迅速发展，推动了电源行业朝着更高灵活性和智能化的方向发展。
稳压直流电源在各种电子产品和电子实验中都扮演着越来越重要的角色。
本文设计了一款稳定性好、精度高、输出可程控的线性直流电源。
该电源功能实现设计包含硬件部分和软件部分两大块。
其中硬件部分由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、保护电路、程控电路、显示电路以及支持单片机运行的电路。
交流电网的220V流入变压器变压后，经过整流、滤波电路成为近似的直流电压，再通过稳压电路获得稳定的直流输出。
整个设计是一个模块化的设计方法，每个模块电路功能的基础上，综合考虑，选择最佳的组合来实现设计的目的。
此方案的控制部分采用8031单片机，输出部分也不再采用传统的调整管方式，而是在D/A转换之后，经过稳定的功率放大而得到。
因为使用了单片机，整个系统可编程，使得系统的灵活性大大增加。
该直流稳压电源输出范围0V—10V的直流电压，输出分辨率为0.01V，采用键盘预置电压值的控制方式，输出电压的实际值与计算编程得出的理论值之误差的绝对值不超过0.05V。
本设计具有线路简单、响应迅速、稳定性好等特点，由于采用直接对输出电压进行采样并显示输出实际电压值，一旦系统工作异常，出现预置值与输出值偏差过大，用户可以根据该信息予以处理。
本文详细分析了电源的拓朴图及工作原理。
关键词 : 直流稳压电源；8031单片机；程控；精密；功率放大目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2研究目的和意义 (2)1.3 总体设计方案 (3)第二章系统硬件部分设计 (4)2.1 稳定电源模块 (4)2.2 整流电路…………………………………………………………………………………2.3 滤波电路…………………………………………………………………………………2.4 单片机最小控制模块……………………………………………………………………2.5 按键控制模块……………………………………………………………………………2.6 显示器模块………………………………………………………………………………2.7 D/A数模转换模块…………………………………………………………………………2.8 稳压控制模块………………………………………………………………………………第三章系统软件部分设计………………………………………………………………………3.1系统软件设计的原则………………………………………………………………………3.2 程序设计流程图……………………………………………………………………………3.3 按键设置流程图……………………………………………………………………………3.4 D/A转换流程图………………………………………………………………………………3.5显示模块流程图……………………………………………………………………………第四章结论………………………………………………………………………………………参看文献……………………………………………………………………………………………致谢………………………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………………绪论1.1 研究背景伴随着改革开放的步伐，我国的电子信息产业从90年代开始有了非常迅猛的发展。
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摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为＋1.4V～+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM350的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词：数控，步进，三端可调稳压器目录目录 (2)第1章绪论 (3)第2章数控电压源的方案介绍 (5)2.1 数控电压源的方案论证 (5)2.2 方案比较 (7)2.2.1 数控部分的比较 (7)2.2.2 输出部分的比较 (7)2.2.3 显示部分的比较 (7)第3章数控电压源的工作原理 (8)3.1整机电路框图 (8)3.2工作原理 (8)3.2.1 DA转换电路工作原理 (8)3.2.2 电压调整电路工作原理 (9)3.2.3 数值计算 (10)第4章单元电路工作原理 (11)4.1时钟电路 (11)4.2复位电路 (11)4.3键盘接口电路 (12)4.3.1 键盘电路 (12)4.3.2 键盘电路工作原理 (13)4.4显示接口电路 (13)4.4.1 显示电路原理 (13)4.4.2 LED显示方式 (14)4.4.3 显示电路原理图 (15)4.5D/A转换电路 (15)4.6电源电路 (15)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (16)4.6.2电源电路原理图 (16)4.7所用主要芯片 (17)4.7.1 单片机AT89S52 (17)4.7.2 芯片DAC0832 (18)4.7.3 LM350 (19)4.7.4 集成运放UA741 (21)结论 (23)致谢 (24)附录 (25)第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。
传统的多功能数控直流电压源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
普通数控直流电源品种很多，但均存在以下二个问题: 1)输出电压是通过粗调(波段开关)及细调(电位器)来调节。
这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时(如 1.05～1.07V)，困难就较大。
另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。
2)稳压方式均是采用串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。
在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
但在实际生活中，都是由220V的交流电网供电。
这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。
滤波器用于滤除整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。
传统的数控直流电压源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小。
因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损，而基于单片机控制的数控直流电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。
随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，特别是在一些高能物理领域，急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。
1.2 国内外研究现状从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。
早在90年代中期，半导体生产商们就开发出了数控电压源管理技术，而在当时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处于劣势，因而无法被广泛采用。
由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电压源”的新产品。
现今随着直流电源技术的飞跃发展，整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制，从而使直流电源智能化，具有遥测、遥信、遥控的三遥功能，基本实现了直流电源的无人值守。
本次毕业设计设计的数控直流电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、D/A 转换电路、稳压电路等几部分组成。
单片机系统选用89S52型号单片机，采用独立式键盘及LM350作稳压器件。
1.3 课题研究方法随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域，本文将介绍一种数控直流电源，本电源由电源电路、显示电路、控制电路、数模转换电路四部分组成。
准确说就是电源电路提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压，显示电路用于显示电源输出电压的大小，同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。
与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
数控电压源是最常用的仪器设备，在科研及实验中都是必不可少的。
目前所使用的直流可调电源中，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。
利用数控电压源，可以达到每步0.1V的精度，输出电压范围1.4V至9.9V，电流可以达到3A。
针对以上问题，本课题设计了一种以单片机为核心的数控式高精度简易直流电源的设计，该电源采用数字调节、闭环实时监控、输出精度高，特别适用于各种有较高精度要求的场合。
其设计方法是由单片机通过D/A，控制驱动模块输出一个稳定电压，同时稳压方法采用三端可调稳压管进行调整，输出电压通过电阻反馈给运放，与设定值进行比较，若有偏差则调整输出。
工作过程中，单片机输出驱动LED 显示，通过键盘可设置和调整电压值。
该电路具有设计简单，应用广泛，精度较高等特点。
第2章 数控电压源的方案介绍2.1 数控电压源的方案论证目前数控电压源已广泛使用，要实现目标其方案比较多，主要有以下几种方案：2.1.1 方案一：采用单片机的数控电压源的设计采用常用的52芯片作为控制器，P0口和DAC0832的数据口直接相连，DA 的CS 和XFER 连接后接P3.4，2WR 和1WR 接单片机的WR 端，让DA 工作在单缓冲方式下。
DA的8脚接参考电压，DA 的基准电压接5V 电源，所以在DAC 的8脚输出电压的分辨率为5V/256约等于0.02V ，也就是说DA 输入数据端每增加1，电压增加0.02V 。
通过运放LM324将DA 的输出电流转化为电压，再通过运放UA741将电压反相并放大。
最后经LM350调整输出电压并稳压。
其硬件框图如图2.1所示：图2.1 方案一硬件框图2.1.2 方案二：采用调整管的双计数器的数控电压源的设计此方案采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能，其中二进制计数器的输出经过D/A 变换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。
十进制计数器通过译码后数码管显示输出电压值，为了使系统工作正常，必须保证双十计数器同步工作。
其硬件框图如图2.2所示：图2.2 方案二硬件框图2.1.3 方案三：采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计此方案不同于方案之二处在于使用一套十进制计数器，一方面完成电压的译码显示，另一方面其作为EPROM 的地址输入，而由EPROM 的输出经D/A 变换后控制误差放大的基准电压来实现输出步进，只使用了一套计数器，回避了方案二中必须保证双计数器同步的问题，但由于控制数据烧录在EPROM 中，使系统设计灵活性降低。
其硬件框图如图2.3所示：图2.3 方案三硬件框图 整流滤波电路调整管过流保护误差放大十进制计数器EPROM D/A转换电压预置步进加步进减译码显示输出2.2 方案比较2.2.1 数控部分的比较方案二、三中采用中、小规模器件实现系统的数控部分，使用的芯片很多，造成控制电路内部接口信号繁琐，中间相互关联多，抗干扰能力差。
在方案一中采用了89S52单片机完成整个数控部分的功能，同时，89S52作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。
2.2.2 输出部分的比较方案二、三中采用线性调压电源，以改变其基准电压的方式使输出步进增加或减少，这不能不考虑整流滤波后的纹波对输出的影响，而方案一中使用运算放大器放大电压，由于运算放大器具有很大的电源电压抑制化，可以大大减少输出端的纹波电压。
2.2.3 显示部分的比较方案二、三中的显示输出是对电压的量化值直接进行译码显示输出，显示值为D/A 变化输入量，由于D/A变换与功率驱动电路引入的误差，显示值与电源实际输出值之间可能出现较大偏差，而方案一中采用三位一体的数码管直接对电压值进行显示。
总之，方案一的优点是具有精度高，使用方便，硬件电路简单等特点，它使用了单片机，使得进一步扩展功能较为方便；方案二、三的优点是电路结构简单，其缺点是使用比较复杂，精度没有那么高。
考虑到各种因素，本设计采用方案一。
第3章 数控电压源的工作原理3.1 整机电路框图数控电压源的电路框图如图3.1所示：图3.1 数控电压源电路框图3.2 工作原理本设计介绍了以89S52单片机为控制单元，以数模转换器DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块LM350的输出电压大小的数控电压源。
通过改变送给单片机的数字量而达到改变输出电压的方法。
通过三端稳压器LM350达到输出电压的稳定。
3.2.1 DA 转换电路工作原理本设计是采用DAC0832实现数据的数模转换，其数据口与P0口直接相连，DA 的CS 和XFER 连接后接P3.4，2WR 和1WR 接单片机的WR 端，让DA 工作在单缓冲方式下。
DA 的8脚接参考电压，为简化设计，在本次设计中的参考电压用5V 电压，所以在DAC 的8脚输出电压的分辨率为5V/256=0.0195 0.02V ，也就是说DA 输入数据端每增加1，电压增加0.02V 。