基于单片机的数控直流稳压电源
基于单片机的数控直流电源的设计
信 息 通 信
仆 ＯＲＭ＿ Ａ ＴＩ ｏＮ ＆ Ｃ ０Ｍ ＾ Ｉ Ｉ ＣＡＴ １ ０ＮＳ
２０１ ５
（ 总第 １ ５ ４期）
（ Ｓ ｕ ｍ ．Ｎ ｏ １ ５ ４ ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基于单片机 的数控直流 电源 的设计
杨 蕊
（ 陕西科技 大学镐 京学院 。 陕西 西安 ７ １ ２ ０ ４ ６ ）
过各个功能模块划分软件 设计部分 。输 出电压范 围 ０ Ｖ ～ ＋
１ ２ Ｖ， 步进为 ０ ． １ ｖ； 输 出电压值 由 Ｌ Ｅ Ｄ所 显示； 由键盘分别控 制输 出电压并与实 际值大 小做对 比。
当系统上 电， 立 即进 行初 始化， 分别是端 口初始化 ， Ｄ ／ Ａ、 Ａ ／ Ｄ初始化 ， 定时器 初始化 ； 然后系统默认 电压 ， 默认 电流 。 基 本思路 ： 按键扫描 一 Ｄ ／ Ａ转换 、 电压／ 电流数值显示 一 读 Ａ／ Ｄ 转换并比较纠正电压／ 电流数值显示一 按键扫描， 按前述循环。
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ６ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ ． １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ５） １ ０ ． ０ ２ ５ ７ ． ０ ２
１设计 方 案
此直流稳压 电源通 过按键对输 出电压进行步进 为 ０ ． １的 数字 化调节， 最终输 出电压通过 七段 数码 管显示出。 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 通过 Ｉ ／ Ｏ口进行对系统的控制； 自产 的电压能够对系统产生所
示屏显示 电压值和 ＡＤ检测实际输 出值 。
２ Ｌ Ｍ３ ２ ４四运 放 的应 用
由于Ｌ Ｍ３ ２ ４四运放电路具有电源电压范围宽， 静态功耗小， 可单 电源使用 ， 价格低廉等优点， 因此被广泛应用在各种 电路 中。 （ １ ） 电压 采 样 电 路 。
基于51单片机的数控直流稳压电源设计
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。
本文介绍了利用D/A转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略。
它与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低，输出电压在1-10V之间连续可调，其输出电压大小以0.5V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。
该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。
关键词：稳压电源、单片微型机；数控直流、D/A转换；第一章绪论 (3)1.1数控直流稳压电源的产生背景 (3)1.2系统开发的意义 (4)1.3系统主要功能 (5)1.4研究中拟解决的主要问题 ............................................. 错误!未定义书签。
第二章系统总体方案设计 ......................................................... 错误!未定义书签。
2.1系统概述.......................................................................... 错误!未定义书签。
2.2系统整体概述.................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.1控制部分................................................................ 错误!未定义书签。
2.2.2显示部分................................................................ 错误!未定义书签。
arduino单片机数控直流稳压电源毕业设计
arduino单片机数控直流稳压电源毕业设计
Arduino单片机数控直流稳压电源毕业设计
毕业设计的主题是设计一个基于Arduino单片机的数控直流稳压电源。
该电源可以通过Arduino控制，实现对输出电压的精确调节和稳定。
以下是该毕业设计的主要内容和步骤：
1. 确定设计需求：确定电源的输入电压范围、输出电压范围、输出电流能力和精度要求等。
2. 选取电源模块：选择合适的直流电源模块，以提供稳定的、可调节的输出电压。
3. 连接Arduino控制器：将Arduino单片机与电源模块连接，确保能够通过Arduino控制电源的开关和输出电压。
4. 开发控制程序：使用Arduino编程语言，开发控制程序来实现对电源的控制和输出电压的调节。
在程序中，可以使用PID控制算法来实现输出电压的稳定控制。
5. 设计用户界面：为电源设计一个用户界面，可以通过LCD显示屏、按键或旋钮等与用户进行交互，并调节输出电压。
6. 测试和验证：对设计的电源进行测试和验证，确保其能够满足设计需求并稳定地输出所需的电压。
7. 编写文档和报告：撰写设计报告，包括电路图、程序代码、测试结果和分析等，并进行毕业设计答辩。
以上是一个大致的设计流程，具体的步骤和设计细节可能会根据项目需求和资源的可用性而有所不同。
基于单片机的数控直流稳压电源设计
第26卷 第1期《新疆师范大学学报》(自然科学版)Vol.26,No.1 2007年3月Journal of Xinjiang Normal University Mar.2007(Natural Sciences Edition)基于单片机的数控直流稳压电源设计刘楚湘1, 杜 勇1, 尤双枫2(1.新疆师范大学数理信息学院,新疆乌鲁木齐830054;2.新疆军区自动化工作站,新疆乌鲁木齐830042)3摘要:将单片机数字控制技术,有机地融入直流稳压电源的设计中,设计出一款数字化通用直流稳压电源。
该电源具有数码显示、数字输入调压、电压调节精度高的特点。
通过软件编程,易于实现功能的扩展。
关键词:直流稳压电源;单片机;数字闭环控制中图分类号: TN71019 文献标识码: A 文章编号: 1008296592(2007)20120050203直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备。
常见的直流稳压电源,大都采用串联反馈式稳压原理,通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。
由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄,使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。
目前,直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展,本文以单片机为核心,结合数字反馈控制技术,设计出一种输出电压在0～12V之间并以0.5V为步进值进行电压精确调整的数控直流稳压电源电路。
该电路具有电压调整简便,读数直观,电压输出稳定,便于智能化管理的特点,有效地克服了传统电源的不足。
1 系统功能系统电压调节范围为0～12V,最大输出电流2A,具有过载和短路保护功能。
数字显示有4位,其中1位功能显示,另3位显示输出电压以及电路参数设定值。
键盘设有4个键,功能选择键,步进增减键以及确认键。
功能选择键用于启动参数设定状态,步进增减键用于设定参数数值,确认键用于输入设定值电源开机设定值为前次使用值。
此时按键,则电压显示值出现闪烁现象,表示进入参数设定状态。
基于51单片机的数控可调直流稳压电源设计
１概述
稳压 电源是各类 电器必 不可 少的能 源 动力 ， 要求有较高 的稳定性和实用性【 １ ］ 。 利用 单片机对直流稳压电源进行控制 ， 可改善稳 压电源的性 能 ， 且使用方便灵活 ， 成 本较 低 ， 同时通过改进控制系统软件 ，扩展其功能 ， 可在不 增加硬件 开销 的壳体 下提高 电源 的 性价 比。本 文利用 ５ ｌ 单片机设计数控可调 的直流稳压电源 ， 通过系统设计实现数控直 流稳压电源的智 能化 、数字化 和模块化 ， 其 中智能 化主要表现 在系统有 可编程模 块能 对 系统进行智能控制 ； 数字化主要表现在系 统 输出 电压通过 Ｌ Ｃ Ｄ液 晶显示 ，并且能通 过 按键 对输 出电压 进行连续 步进数字 化调 节； 模块化主要表现在系统有各个相关模块 组成 ， 提高 了系统的可靠性。 ２ 系统要求与方案选 择
２ ． １ 系统 要 求
显 示 电 路 Ｉ ・ 堕 Ｄ 来自 Ａ 转 ． 换 ｌ Ｉ ｌ
’ ｒ
按键
茂 机 放大 电路
输 出
电 路
１ ｒ
｛ 变 压 器 ｝ ＿ － ◆ 整 流 滤 波卜 ＋ 。 褪 压 电 路 ｌ
图 １总体设计框图
第二个和第三个加减 １ Ｖ， 第 四个确认 输出。４ ＊ ４ 本文设 计的数控稳压 电源要求如下 ：当输入交 流电压为 ２ ２ ０ ｖ 和十位 电压 的加减 ， 的矩阵键 盘 ， 可 以设 置 ０ — ９和步进 ， 小数 点等按键 ， 可以快速 的输 时， 输出 电压连续可调 ； 使 用按 键调节电压 ， 在０ － ９ ． ９ Ｖ范 围内可调 ， 入 。但是 ４ ＊ ４ 键盘 占用的 Ｐ Ｃ Ｂ面积较 大 ， 增加 了 Ｐ Ｃ Ｂ的成本 ， 增加 调 整幅度为 ０ ． １ Ｖ ； 采用 ４ 按键方 式 ， 第一个 选择个位和十位 电压的 了 Ｐ Ｃ Ｂ的布线 难度 ， 并且得 占用 ８ 个单片机 Ｉ ／ ０口； 采用 ４ 按 键虽 加减 ， 第二 个和第三个加 减 １ ｖ， 第 四个确认输 出 ； 显 示设定 电压 和 不 能直接 输入 ０ — ９ ， 但 是可 以通过 “ ＋ ” 和“ 一 ” 来实现 ０ － ９数 字 的输 测量 电压 ， 显示精度为 ０ ． １ ｖ， 显 示方式 Ｌ Ｃ Ｄ液 晶显示 ； 利用单 片机 入， 这样只 占用 了 ５ 个单片机 Ｉ ／ Ｏ口， 节约 ３ 个Ｉ ／ Ｏ 口， 同时 Ｐ Ｃ Ｂ的 作为控制芯片 。 面积和成本也进一步缩小 。综上所述 ， 本文选择方案二。 ２ ． ２方案选择 ２ ． ２ ． ４控制 电路芯片的选 择 ２ ． ２ ． １ Ｄ Ａ的选择 本设计 以 ５ ｌ 单片机为核心 ，因为它能实现对其他外 部电路实 方 案一 ：８位 Ｄ Ａ Ｃ ０ ８ ３ ２芯片 ；方案二 ： ｌ ０位 Ｄ Ａ， Ｔ Ｌ Ｃ ５ ６ １ ５芯 现简单 的控制 ， 使其电路相较于使用模拟器件连接更 为简单 。 片 ；方 案 三 ：采 用 内 部 自带 基准 源 的 ｌ ２ 位Ｄ Ａ ， Ｍ Ａ Ｘ ５ ３ １ 芯片。 ３ 系统设计思路及原理 Ｄ Ａ Ｃ ０ ８ ３ ２ 芯片其 价格低廉 、 接 口简单 、 转换控制容易 ， 早 已在单 片机 ３ ． １系统框 图结构的设计 应用系统 中得到广泛 的应用 ； Ｔ Ｌ Ｃ ５ ６ １ ５芯片为 ｌ ０位 Ｄ Ａ，虽然输 出 本设计包括硬件 、 软件两 部分 。硬件设 计主要包括单 片机 最小 精度高 ， 但接 口稍复杂 ， 同时该 Ｄ Ａ芯片价格 昂贵 ； ＭＡ Ｘ ５ ３ １ 芯 片内 系统模块 、 变压器 、 稳压 电路 、 放大电路 、 Ｄ ／ Ａ转换 、 显示 电路几个部 部 自带 ２ ． ０ ４ ８ Ｖ基准源 ， 输 出精 度高。综 合考虑成本等因素 ， 本文选 分组成 的稳压电源。 软件设计主要包括初始化程序 、 中断程序 、 按键 择Ｄ Ａ Ｃ ０ ８ ３ ２芯片 ， 即方案～。 扫描控制程序。系统 的框 图结构如图 １ 所示 。 ２ ． ２ ． ２ 显 示 电路 的选 择 ３ ． ２ 系统工作原理 方案一 ： 采用 四位共 阳极数码管显示 ， 动态扫描显 示方 式 ； 方案 如 图１ 所示 ， 该稳压 电源 系统最终 要实现电压准确且稳定 的输 二： 采 用液晶显示屏 Ｌ Ｃ Ｄ显示。四位共 阳极数码管成本低廉 ， 但显 出。 具体设计思路 ： 外接 ２ ２ ０ Ｖ的交流电源经过整流滤波后得到稳定 示灵活性及可调性较差 ， 硬件驱动 电路复杂 ； 而液 晶显示屏 Ｌ Ｃ Ｄ显 的给上述各 部分单元提供工作 电源 ， 其 中整 流电路是利用二极 管的 示 方便 清晰 ， 可变性和可调性突 出， 与单 片机硬件 电路 的连 接简单 ， 单 向导电性将正 负变化 的交流电压变为单 向脉动电压的电路 。 在交 程序设 计也较为灵 活 ， 成为单片机输 出显示 的首选 。随着其成本 的 流 电源 的作用下 ， 整流二极 管周 期性地导通和截止 ， 使 负载得到脉 不断降低 ， 模块化程度不断提高 ， 应用领域 Ｅ ｔ 益增 多。综上 所述 ， 本 动直流电。 在电源的正半周 ， 二级管导通 ， 使负载上的电流与电压波 文选择 方案二。 形形状完全相 同 ； 在电源 电压 的负半周 ， 二极管处于反 向截止状态 ， ２ ． ２ ． ３输入按键 的选择 承受电源负半周 电压 ， 负载电压几乎 为零 。然后再利用独立键盘给 方 案一 ： 采用 ４ ＊ ４键盘 ； 方案二 ： 采用 ４按键 ， 第一个选择 个位 单片机设定 预输 出值 ， 并通过 Ｄ Ａ Ｃ ０ ８ ３ ２芯片转化为模拟量 ， 再 经过
基于单片机的数控直流稳压电源设计
基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展，电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中，直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点，被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计，但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心，通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计，基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点：单片机具有强大的计算和处理能力，能够实现复杂的控制算法，从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能，具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计，降低成本，提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成，包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现，包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现，包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展，电力电子技术广泛应用于各个行业和领域，直流稳压电源作为其中的关键组成部分，其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现，其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低，难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术，实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求，通过编程灵活调整输出电压和电流的大小，提高了电源的适应性和灵活性。
同时，数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能，有效提高了电源的安全性和可靠性。
基于单片机的直流稳压电源
学生毕业设计（论文）报告系别：电子与电气工程学院专业：应用电子技术班号：应电1毕业设计（论文）任务书专业应用电子技术班级应电姓名一、课题名称：基于单片机的直流稳压电源二、主要技术指标：(1) 交流输入电压198<u<242V 50Hz(2) 直流输入电流I =1A(3) 直流输出电压14.25V<U<15.75V(4) 交流纹波< 5mVDAC的主要技术指标：（1）分辨率：分辨率用输入二进制的有效比特数表示（2）转换速度：用完成一次转换所需的时间来衡量（3）转换精度：转换精度是指输出模拟电压的实际值与理论值之间的值三、工作内容和要求：本课题设计一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。
该电源采用键盘，对输出电压及报警阈值进行设置，输出由单片机通过D/A，控制驱动模块输出一个稳定电压。
工作过程中，稳压电源的工作状态(输出电压、电流等各种工作状态)均由单片机输出驱动LED显示，多种显示模式间，由键盘控制进行动态逻辑切换。
课题要求为：（1）硬件电路的设计(采用Protel99SE 画原理图) （2）系统软件的设计（对各部分程序进行编译且画出流程图、原理图）(3)系统调试及误差分析：输出误差≤0.1 V 额定输出电流≥500mA四、主要参考文献：[1]陈其纯.电子线路[M].北京: 高等教育出版社，2006[2]童诗白,华成英,模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社，2001[3]李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础（第3版）[M]. 北京: 北京航空大学出版社，2006.7[4]吴清平，张慧敏，沈凯，夏莹，王迅.电子技术与项目训练——模拟部分[M].常州信息职业技术学院，2009学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告基于单片机的直流稳压电源目录摘要Abstract前言第1章概述 (1)1.1直流稳压电源的基本介绍 (1)1.2直流稳压电源的发展过程 (1)1.3研究背景及其意义 (2)1.4 直流稳压电源的优点 (2)1.5 直流稳压电源的技术指标 (3)1.6系统研究方向 (3)第2章系统硬件电路的设计 (4)2.1 系统总体结构 (4)2.2 AT89S51最小系统.................................................................. . (5)2.3单元电路设计与分析 (6)2.3.1电源电路 (6)2.3.2键盘接口电路 (8)2.3.3 D/A转换电路 (9)2.3.4稳压输出电路 (11)2.4 LED显示电路 (12)2.4.1数码管显示简介 (12)2.4.2数码管编码表 (13)2.5系统总电路图 (13)第3章系统软件设计 (14)3.1 主程序 (14)3.2 过流保护程序 (15)3.3键盘子程序 (16)3.4软件部分 (16)第4章总体调试 (17)4.1系统调试 (17)4.1.1系统测试 (17)4.1.2 系统误差分析 (17)第5章结束语 (18)5.1 总结 (18)5.2 展望 (19)参考文献答谢辞附录1 （总程序）附录2（系统总原理图）附录3（Proteus软件仿真图）直流稳压电源是最常用的仪器设备，在科研及实验中都是必不可少的。
基于单片机的数控直流稳压电源设计
基于单片机的数控直流稳压电源设计2011年09月26日11:36 本站整理作者：秩名用户评论（0）关键字：稳压电源(110)单片机(1452)随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，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，新型的电源电路拓扑和新型的控制技术，可使功率开关工作在零电压或零电流状态，为了提高开关电源工作效率，设计出性能优良的开关电源，十分必要。
1、几种数控直流稳压电源设计方案比较1.1几种设计方案电路原理方案1 : 采用模拟的分立元件，利用纯硬件来实现功能，通过电源变压器、整流滤波电路以及稳压电路，实现稳压电源稳定输出±5 V、±12 V、±15 V并能可调输出0~ 30 V电压，见图1所示。
但由于模拟分立元件的分散性较大，各电阻电容之间的影响较大，因此所设计的指标不高、不符合设计要求、且使用的器件较多、连接复杂、灵活性差、功耗也大，同时焊点和线路较多，使成品的稳定性和精度受到影响。
图1 方案1电路原理方案2 : 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驱动数码管显示输出电压值，为了使系统工作正常，必须保证双计数器同步工作。
图2 方案2电路原理方案3 : 此方案不同于方案1之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，另一方面其输出作为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。
图3 方案3电路原理方案4 : 此方案采用51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，从而使开关控制电源输出电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。
为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，经过ADC0809进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理。
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案
电源电路设计
1 2 3
输入电源选择
220V交流市电。
变压与整流
通过变压器将220V交流市电降压至合适的低压 交流电，再经过桥式整流电路转换为脉动直流电 。
滤波与稳压
采用电容滤波电路将脉动直流电平滑为纹波较小 的直流电，再通过稳压芯片（如LM78XX）实现 电压的稳定输出。
数控接口电路设计
DA转换芯片
04
系统测试与性能分析
测试环境与方法
测试环境
为了确保测试的准确性和可靠性，测试 环境应保持恒定，包括温度、湿度等环 境因素的控制。
VS
测试方法
采用黑盒测试、白盒测试等多种测试方法 ，确保系统的稳定性和性能得到全面评估 。
硬件性能测试
电源输出电压稳定性
在不同负载条件下测试电源输出电压的稳定性，确保其在允许范 围内波动。
采用DAC0832等DA转换芯片，将单片机输出的数字信号转 换为模拟信号，以实现对电源输出的精确控制。
接口电路
设计单片机与DA转换芯片之间的接口电路，包括地址总线、 数据总线和控制总线，确保数据的可靠传输。
保护电路设计
01
过流保护
通过检测电源输出电流，当电流超过设定值时，触发过流保护电路，迅
速切断电源输出，避免设备损坏。
基于该设计的改进与拓展方向
智能化控制
引入更先进的控制算法，实现电源的智能化控制，提高响应速度 和稳定性。
多路输出
设计多路输出的数控直流稳压电源，满足更多应用场景的需求。
高效能转换
提高电源的转换效率，降低能耗，实现绿色环保。
未来发展趋势与前景展望
集成化
随着技术的发展，数控直流稳压电源 将越来越集成化，体积更小，重量更 轻，便于携带和应用。
基于单片机的数控电源
（1）如何实现对电源的输出控制。
系统设计的目的是要用单片机来替代传统直流稳压电源中手动旋转电位器，实现输出电压在电源量程围步进可调，精度要求高。实现的途径很多，可以用键盘控制液晶显示，配以软件设置实现0.1V的步进，通过DAC的模拟输出控制电源输出，或者用其它更有效的方法，因此如何选择简单有效的方法是本课题需要解决的首要问题。
1 绪论
在现在的生活中，我们常常会用到各种电源，电源技术服务于各行各业。直流稳压电源是电子技术中常用设备，广泛应用于实验、教学、科研等领域。数控电源一般采用单ห้องสมุดไป่ตู้机系统来构成。单片机数控电源是以单片机为控制核心，配以相应的外围电路和功能软件，实现具有一定电压调节功能的电源，该设计包含硬件部分和软件部分，对硬件和软件合理的调配和使用，从而实现数控电源的设计。
1.2 国外研究现状
在我国，以电子学为核心技术的电源产业，从二十世纪60年代中期到了90年代以来，电源产业进入快速发展时期，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业向更高灵活性和智能化方向发展。一方面，电源产业规模的发展在加快；另一方面，在国家资助和创新意识带领下，我国电力电子技术的研究从吸收消化和一般跟踪发展到前沿跟踪和基础创新，电源产业界涌现了一些技术难度较大，具有国际先进水平的产品，而且还产生了一大批具有代表性的研究成果和产品；目前国还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究或基础创新研究。但是我国直流稳压电源产业与发达国家相比，存在着很大的差距和不足，在电源产品的可靠性、开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、持续创新能力等方面有很大差距，尤其在实现直流稳压电源的智能化、网络化方面的研究不是很多。国厂家生产的直流稳压电源虽然也在向数字化方向发展，但多限于对输出显示实现数码显示，或实现多组数值预置。总体说来，国直流稳压电源制造技术在实现智能化等方面相对落后，面对激烈的国际竞争，是个严重的挑战。
基于单片机的数控直流稳压电源的设计与实现与实现毕业设计
1?引言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。
普?通直...1 引言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。
普通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：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1.02~1．03V)，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。
常常通过硬件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。
本文设计与实现了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。
2 系统硬件设计与实现2.1 系统总体结构本系统是以AT89S51 单片机为核心控制器，具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和预置的电压信号可同时显示的数控直流电源，其硬件原理方框图如图1 所示。
系统由AT889S51 控制电路、键盘电路、电源电路、D/A 电路、功放电路、短路保护及报警电路、稳压输出电路、LED 显示电路八部分组成。
系统通过“开关”、“+”、“-”三个按键来控制预置电压的升降，并通过数码管显示。
AT89S51 单片机送出相应的数字信号，在D/A 转换之后输出电流，经集成运放LM358 转换、三极管放大、RC 网络滤波，最终稳定。
同时由LED 数码管显示输出电压；由数字电压表测量实测值。
2.2 数控部分主要由AT89S51 最小系统控制，它要完成键盘控制、预置电压显示控制、短路保护控制及报警控制等功能。
AT89S51 最小系统如图2 所示。
2.2.1 键盘接口电路键盘接口电路如图 3 所示。
键盘设计与实现由三个按键控制即：“开关”键、“+”键、“-”键，并外接三个上拉电阻控制键盘去抖。
基于单片机的数控直流稳压电源
基于单片机的数控直流稳压电源在电子设备中，直流稳压电源是非常重要的一部分，它能够为其他电路、芯片或者整个系统提供稳定可靠的电源供应。
而基于单片机的数控直流稳压电源技术则能够在一定程度上提升电源的稳定性和可调性，本文将介绍基于单片机的数控直流稳压电源的原理和设计。
1. 引言直流稳压电源在各种电子设备中都起着至关重要的作用。
传统的直流稳压电源主要采用稳压二极管、稳压管等元件，无法实现精准的控制和调节。
而基于单片机的数控直流稳压电源通过单片机的控制和监测，能够实现电源输出的精确控制和稳定性。
2. 设计原理基于单片机的数控直流稳压电源采用了反馈控制的原理，通过单片机对电源输出进行监测和调节。
其基本原理如下：首先，将输入交流电源经过整流和滤波，得到稳定的直流电压。
然后，通过单片机的模数转换功能，将电源输出电压转换为数字信号。
单片机通过比较这个数字信号与设定值，计算出控制电源输出的PWM 信号。
接下来，PWM信号经过数模转换后，通过放大电路驱动功率开关管。
功率开关管的导通与截止控制决定了电源的输出电压。
单片机通过不断调整PWM信号的占空比，实现对电源输出电压的精确调节。
同时，通过单片机监测电源输出电压的实际值，并与设定值进行比较，若存在偏差，则单片机通过反馈控制的方式调整PWM信号，使电源输出电压保持在设定值附近，从而实现直流稳压电源的功能。
3. 设计步骤基于单片机的数控直流稳压电源的设计步骤如下：3.1 硬件设计根据需要设计输出电压范围和电流容量，选取适当的元器件。
包括整流滤波电路、模数转换电路、功率开关管和放大电路等。
3.2 软件设计编写单片机的控制程序，实现电源输出的精确控制和稳定性。
包括模数转换、PWM控制和反馈控制等功能。
3.3 系统集成将硬件电路和单片机控制程序进行集成，进行系统调试和优化。
通过实验和测试，不断优化电源的稳定性和可调性。
4. 应用示例基于单片机的数控直流稳压电源的应用非常广泛。
例如，可以应用于实验室、工业自动化、通信设备等领域。
基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作
基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作【摘要】设计制作了一种以STC12C5A32S2单片机为核心的新型直流数控稳压电源，采用降压型斩波电路输出0～10V的可调电压并通过LED数码管显示，输出电压经过单片机A/D采样配合PWM控制斩波电路实现稳压。
【关键词】单片机；PWM；数控；稳压电源引言电源是一切电子设备必不可少的部分，在电子技术领域，经常需要提供稳定的直流电能，因此直流稳压电源技术显得十分重要。
传统的稳压电源采用机械式电位器调节输出电压，由于电位器阻值的变化呈非线性，且机械式触点随着使用时间的增加会出现接触不良，从而影响电源输出精度。
本文采用内部具有A/D转换功能和PWM输出功能的单片机控制斩波电路，实现了数字化控制的直流稳压电源，具有调节方便、精度高、使用寿命长等优点。
1.系统功能2.系统硬件设计2.1 单片机主电路本系统采用STC12C5A32S2单片机为微处理器芯片，该单片机为增强型51系列单片机，执行一条单周期指令仅需1个时钟周期，且片内带有10位精度A/D 转换、定时器捕获比较阵列可实现8位精度PWM输出，因此采用该型号单片机可以方便实现对斩波电路的控制，同时单片机还负责LED数码管显示电路的扫描、键盘电路的扫描，协调各外围模块合理工作。
2.2 键盘电路键盘电路由三个微动开关组成，分别与单片机的P3.5、P3.6、P3.7 管脚连接，通过按下或释放微动开关使得与之相连接的I/O口电平发生变化，单片机通过查询方式获得该变化从而触发相应的程序动作。
2.3 LED数码管显示电路本系统使用四位共阳数码管显示设定的电压参数，数码管的8位笔段管脚依次与单片机的P0.0-P0.7连接，4个公共端通过三极管与单片机P2.4-P2.7相连，在实际运用中采用动态扫描方式依次点亮各位数码管，可大大提高I/O利用率。
2.4 降压型斩波电路本系统采用降压型斩波电路实现可调的输出电压，主要由三极管Q1、Q2，续流二极管D1，储能电感L1以及滤波电容组成。
基于单片机的数控稳压电源设计
ｊｒ
Ｓ２、Ｓ３按键原理图
Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ Ｓ２ ａｎｄ Ｓ３ ｂｕｔｔｏｎ
口
万方数据
Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
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２软件总体设计流程
该系统采用Ｋｅｉｌ Ｃ５１作为程序编译软件。它是 众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一．支持 众多不同公司的ＭＣＳ５１架构的芯片、集编辑、编 译、仿真等功能于一体，同时还支持ＰＬＭ、汇编和Ｃ 语言的程序设计。它的界面和常用的微软ＶＣ＋＋的 界面相似．界面友好，易学易用，在调试程序、软件 仿真方面也有很强大的功能［５］。 系统源程序用Ｃ语言编写．然后用Ｋｅｉｌ Ｃ５１将 源程序编译成目标文件即扩展名为．ｈｅｘ文件．再用 编程器将扩展名为．ｈｅｘ文件写入ＳＴＣｌ２Ｃ５Ａ３２ＡＤ 芯片。 软件系统由以下几个模块组成： 主函数模块 主函数先对系统初始化．开机时
Ｆｉｇ．２ １．２
Ｐ３．Ｏ Ｐ３．１ ｔ＇２．０．Ｐ２．７
数据 端口
Ｐ３．２
ＳＴＣｌ２Ｃ５Ａ３２ＡＤ Ｐ３．３
ＬＣＤ
Ｐ３．５ Ｐ３。６
Ｐ３．７
Ｐ０．３．ＰＯ．７
控制 端口
图２单片机控制电路图
Ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ－ｓｌｉｃｅ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ
图１
Ｆｉｇ．１
系统总体设计方案
图４
Ｆｉｇ．４
ＮＤ采样电路
ＳＴＣｌ２Ｃ５Ａ３２ＡＤ的复位引脚。实现系统复位功能。
ＶＣＣ
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＮＤ
１．４
ＬＣＤ显示模块 选用ＪＹＧｌ２８６４做ＬＣＤ显示模块．此模块能显
基于单片机的数控直流稳压电源的设计设计
基于单片机的数控直流稳压电源的设计设计数控直流稳压电源是一种能够为电子设备提供稳定直流电压的电源，可以用于实验室、生产线以及科研等领域。
本文将基于单片机对数控直流稳压电源进行设计。
1.设计目标设计一个数控直流稳压电源，具有以下特点：-输入电压范围广，能够适应各种电源电压。
-输出电压范围广，能够满足不同设备的需求。
-输出电压稳定性好，能够保持输出电压在设定值附近波动范围内。
-控制方式灵活，能够通过数控手段来调整输出电压。
2.硬件设计-电源输入部分：使用变压器降低输入电压，并通过整流电路将交流电转换为直流电。
-过滤电路：用电容器对直流电进行滤波，减小纹波。
-脉宽调制（PWM）控制器：使用单片机的PWM输出，控制开关管的导通时间，从而调整输出电压。
-反馈电路：采集输出电压并与设定值进行比较，通过PWM控制器调整开关管的导通时间，使输出电压稳定在设定值上。
3.软件设计-单片机程序设计：编写单片机程序，实现输入输出控制，包括读取输入电压、设定输出电压以及调整PWM输出。
-降压控制算法：根据输入输出电压以及电流等参数，通过控制PWM 输出的占空比，实现对输出电压的调整和稳定。
4.输出保护-过压保护：当输出电压超出设定范围时，通过单片机程序停止PWM 输出，避免对设备的损坏。
-过流保护：当输出电流超过额定值时，通过监测电流大小，控制PWM输出，避免过大电流对设备的损坏。
5.调试与测试-利用示波器等测试工具，对电源的输入输出进行测试，验证稳定性和精度。
-对于过压、过流等保护功能，进行测试验证其可靠性和及时性。
总结本设计基于单片机实现了数控直流稳压电源，能够根据输入和输出的要求，实现电压的调整和稳定。
同时，通过保护电路、控制算法等设计，确保了电源的可靠性和安全性。
在实际应用中，可以根据具体需求进行扩展和优化，以满足更多应用场景的需求。
基于单片机的可调直流稳压电源设计
基于单⽚机的可调直流稳压电源设计毕业设计（论⽂）题⽬：基于单⽚机的可调直流稳压电源设计指导教师：职称：学⽣姓名：学号：专业：院（系）：完成时间：2012 年 5 ⽉ 20 ⽇基于单⽚机的可调直流稳压电源设计摘要本⽂介绍了⼀种基于单⽚机的直流稳压电源设计⽅案，该系统由初步整流稳压部分、单⽚机控制部分、DAC、稳压部分和显⽰部分组成。
该稳压电源可步进调节、实时显⽰，弥补了传统稳压电源的不⾜，其核⼼技术是通过单⽚机控制数模转换来改变其后稳压模块的输出。
利⽤单⽚机控制数模转换芯⽚DAC0832输出电压作为稳压电路的参考电压；稳压电路采⽤的是串联型稳压电路，单⽚机控制的DAC0832的输出电压具有⾼稳定性，参考电压稳定进⽽能够很好地保证输出端电压的稳定性；单⽚机通过键控改变DAC0832的输出电压，作为参考电压发⽣改变，稳压电路调整管的压降也会相应地发⽣变化，从⽽改变输出电压；另外，电路还设计了数码管显⽰电路，以增加稳压电源使⽤的直观性，配合键控电路使电源使⽤起来⾮常⽅便直观。
关键词单⽚机，稳压电源，连续步进可调，DACAbstract This article describes a DC voltage-stabilized power supply design scheme based on single-chip, preliminary rectifier voltage parts, the system by single-chip computer control part, DAC, voltage regulators and display components. The regulator can be adjusted stepped, real-time display, make up for the lack of traditional power supply, the core technology is controlled by single-chip digital-analog conversion to change the output of the voltage regulator module. Using single tablets machine control number die conversion chip DAC0832 output voltage as regulator circuit of reference voltage; regulator circuit used of is series type regulator circuit, single tablets machine control of DAC0832 of output voltage has high stability, reference voltage stability turn to is good to guarantee output end voltage of stability; single tablets machine by key control change DAC0832 of output voltage, as reference voltage occurs change, regulator circuit adjustment tube of pressure drop also will corresponding to occurs changes, to change output voltage; and circuit design of digital display circuits, to increase the voltage stabilizing power of intuitive, with the keyed circuit power is very easy and intuitive to use.Key word MCU, Regulated Power Supply, Stepping and adjustable row, DAC⽬录1 前⾔ (1)1.1研究⽬的及意义 (1)1.2直流稳压电源的发展⽅向 (2)1.3国内外发展状况 (3)1.4 系统研究⽅向及研究⽅法 (4)1.5论⽂构成及研究内容 (5)2 系统设计⽅案 (6)2.1常⽤稳压电源设计 (6)2.2基于单⽚机的稳压电源系统设计 (9)3 主要器件介绍 (11)3.1 AT89C51简介 (11)3.2 DAC0832⼯作原理 (12)3.3数码管显⽰原理 (14)4 硬件电路与数据测试 (19)4.1整流滤波、初步稳压 (19)4.2 AT89C51主控部分 (20)4.3 数模转换DAC0832 (20)4.4稳压部分 (21)4.5显⽰电路 (22)5 软件设计 (23)5.1 开发⼯具介绍 (23)5.2 软件流程图 (24)6 数据测试与结果分析 (25)结束语 (27)致谢 (27)参考⽂献 (28)附录⼀系统源程序 (29)附录⼆系统电路原理图 (35)附录三系统PCB图 (36)附录四电装实物图 (37)1 前⾔本章将简要介绍系统设计的⽬的及意义，直流稳压电源的发展⽅向，国内外电源技术的发展状况，系统设计的研究⽅向及研究⽅法，论⽂构成及系统的研究内容等。
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AT89C51的管脚排列如上图所示，9管脚接复位电路，18、19管脚为晶振的两个输入端，20管脚接地，40管脚接+5V。
晶振Y1和两个电容C2、C3构成自激震荡，连接到单片机的X1和X2端，电解电容C4、电阻R5和按键S5构成复位电路，连接到单片机的复位端。当按键S5按下后，复位端通过R5与+5V电源接通，电容迅速放电，使RST管脚为高电平；当复位按键S5弹起后，+5V电源通过R6对电容C4重新充电，RST管脚出现复位正脉冲。
3、显示模块：本来准备使用液晶显示，可是想想我们的层次不够，液晶现实的额程序不会写，只能退而其次，选择使用单片机通过锁存器控制8段LED数码管直接显示，这样可以精确的显示输出电压。
系统结构设计图如上图所示。该系统主要由单片机最小控制系统、显示电路、独立按键、D/A转换电路、放大电路和稳压电路组成。单片机设定预输出值，并可以通过独立键盘改变单片机的预设值。然后通过DAC0832转化为模拟量，再经过运算放大和稳压稳流电路最后输出预设电压值，通过LED显示能够直观的看到预设值。因为器材原因，我们设计的稳压电源采用的是外部稳压器提供的电源。这样虽然算不上是一个完整的数控直流稳压电源，但是，除了这点，我们设计的电源基本已经复合要求。
方案论证：
1、输出模块：使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。使用LM317做电流稳压器，把电流稳定到0.5A。
2、数控模块：采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。
如上图所示，本设计中将DAC0832的Iout2接地，采用Iout1输出，然后接运算放大LM358P将输出电流转化为电压。经过LM358P转化后的电压值也为5V。为了达到与单片机预设电压范围2~15V同步，输出端电压需要经过二级放大。第一级不放大，直接将D/A输出的电流转化为电压，第二级放大，放大倍数 =R2/R1=5.5K/1.1K=5。这里的R2由于找不到5.5K的电阻，所以用电位器代替。因为DA0832转换后的电压的范围为0~5V，即DA0832的8位输入端全为高电平1时，输出电压为5V，输入端全为低电平0时，输出电压为0V，且呈线性变化。为此为了使输出与LED显示同步，必须经过放大倍数 =5的二级放大。再经过运放放大后的电压已经复合要求，可是电流却没有复合要求，这就要用到了三段稳压器LM317。在这里，LM317作为电流稳压器，其应用电路如下图所示，其中 ,所以R1的值应该为2.5Ω。可是，我们在实验室能找到的最小电阻是200Ω，这还是远远大于2.5Ω。所以我们的输出电流才6ma。这里还要说的是，本来我们采用的运算放大器是Lm324n，可是，因为我的不小心，在测试运放放大的时候，把芯片烧坏了。并且我们手头没有多余的芯片，幸亏和我们做同一方案的同学有运放Lm358p，所以我们也采用了Lm358p。
2、D/A转换电路设计：
如上图所示，DA0832的8位数据线D0~D7与单片机的P1口连接，1管脚（CS）和17管脚（Xfer）接地，8管脚(Vref)的参考电压为5V，则LSB=5V/2^8=0.02V，即最小分表率为0.02V。11管脚（Iout1）和12管脚（Iout设计：
如上图所示，显示部分采用数码管sr410561k，锁存器74HC573。数码管段码A~DP接锁存器1的Q0~Q7，数码管的位选1~3接锁存器2的Q0~Q3。P0接锁存器1、2的D0~D7。锁存器1的LE接单片机P2^2，锁存器2的LE接单片机P2^3。数码管的a~dp接锁存器1的Q0~Q7，数码管的位选1~3分别接锁存器2的Q0~Q3。在使用数码管的过程中，我们发现数码管的位选直接接到单片机的P2口上，会使数码管的亮度不够。现在我们有2种方法解决。第一，接上拉电阻，经计算，200Ω左右的电阻可使数码管达到最亮，为了保险起见，可以使用400Ω的电阻。但当时我们手头刚好没有400Ω的电阻，所以我们采用了第二种方法，把数码管的位选接锁存器上。
（6） 系统测试：
各个模块连接起来后，因为电路的改变，可能会改变输出值的大小，所以我们要进行整体的测试：先测试放大电路的第一级放大，然后调整LM358P和DAC0832连接的那个电位器，使输出电压再次达到预想值。再调整第二级放大，把放大倍数再次调为5倍。 把程序下载到硬件电路，测试最后输出值，是否为我们的预想值
基于单片机的数控直流稳压电源
利用LM317三端稳压器，设计制作一个数控稳压电源，要求：
1、输出电压：2-15V，步进0.1V，纹波≤10mV；
2、输出电流0.5A；
3、输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进
方案：采用单片机控制此方案采用 AT89C51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。这里主要利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0832)输出模拟量，然后使用运算放大器把电流转换成电压，在通过三段稳压器LM317使得输出电压和输出电流达到稳压的目的。
显示模块调试：算出数码管的段码，位选，使数码管能正确的显示预设值。
按键模块调试：消除抖动，使我们按一下按键的加、减键时，能实现显示程序的步进0.1。
放大稳压电路调试：为了使输出电压和显示模块对应，我们要调节放大电路的方法倍数。假使显示的电压为11.3v，那么因为三端稳压器的自带电压为1.25v，所以放大电路输出电压因为11.3-12.5≈10v，所以一级放大的输出电压应为-2v，二级放大的电压应为10v。稳流方面，因为器材的原因，我们只能把电流稳定在6ma。
（4） 软件设计：
程序流程图设计：
程序设计流程图下图所示。程序开始以后，首先程序初始化，显示LED预设的初始电压值。然后进行按键检测，如果没有按键按下，LED显示的电压不变；如果有按键按下，确认当前LED的调整值。接着启动D/A转换，将转换后的模拟量送给系统最终输出端。
程序代码：在附录
（5） 系统调试：