简易数控直流电源-课程设计
简易数控直流稳压电源设计
简易数控直流稳压电源设计数控直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电源装置，常用于电子设备的测试、实验和制造过程中。
下面是一个简易的数控直流稳压电源设计。
1.设计需求和规格在开始设计之前，我们需要明确电源的输出电压和电流需求。
假设设计目标为输出电压范围为0-30V，最大输出电流为5A。
2.选择电源变压器根据设计需求，我们需要选择一个合适的电源变压器。
变压器的选择应该满足以下条件：-输入电压范围为市电的电压范围；-输出电压是设计需求的两倍，即60V；-输出功率需大于最大输出功率，即300W。
3.整流电路设计使用桥式整流电路将交流输入电压转换为直流电压。
桥式整流电路由4个二极管组成，将交流输入电压的负半周和正半周均转换为正向电流。
4.滤波电路设计滤波电路用于减小输出电压中的纹波，并提供稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路是使用电容滤波器。
根据设计需求，选择适当的电容来达到所需的输出纹波和稳定性。
5.稳压电路设计稳压电路用于控制输出电压在设定范围内稳定。
可以使用集成稳压器芯片，例如LM317，它可以根据外部电阻器和电容器的值来控制输出电压。
6.控制电路设计为了实现数控功能，可以使用微控制器或模拟电路来控制输出电压和电流。
通过合理设置电容、电阻和电位器等元器件，可以设计出合适的控制电路。
7.保护电路设计为了确保电源和负载的安全，应设计适当的保护电路。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护和过温保护。
可以使用电流检测器、过压保护器和温度传感器等元器件来实现这些保护功能。
8.PCB设计和制造根据上述电路设计，进行PCB布局和布线。
设计合适的PCB尺寸和布局，以容纳所有元器件，并确保电路的稳定性和可靠性。
完成设计后，可以选择将PCB文件发送给制造商进行制造。
9.组装和测试将制造好的PCB组装在电源箱中，接好输入电源线和输出连接线。
在保证安全的情况下，通电测试电源的稳定性、输出的准确性和保护电路的可靠性。
10.调试和优化根据实际测试结果，不断调试和优化电源的性能。
简易数控直流电源设计
2. 直流稳压电源的设计
固定输出的直流稳压电源的构成。
220V~
变压器
整流
滤波
稳压
输出
输出可调的直流稳压电源的构成。
220V~
变压器
整流
滤波稳压Biblioteka 输出调节电路数字电路芯片需要+5V电源 D/A转换电路需要+15V和-15V电源 可调输出电源需要+15V输入电源
3、可逆计数器的工作原理及实现
4、LM317调节电压的产生
0~99个位 计数器
0~99十位 计数器
个位D/A转 换，权值为 0.1v，产生 0~0.9v电压
十位D/A转 换，权值为 1v，产生 0~9v电压
0~9.9v
加法器
减法器
LM317 -1.25v~8.65v
1.25v
LM317公共端的调节电压可以通过数/模(D/A)转换，将 数字量转换为模拟调节电压。
可逆计数器—可实现加法计数和减法计数的计数器。 可逆计数器实现芯片：74LS192。 74LS192—可预置的BCD/十进制加减计数器。
可逆计数器的实现
输出电压：范围0～+9.9V，步进0.1V。所以可逆计数 器的计数范围从0~99。
因为74LS192是0~9十进制计数器，所以需要两片 74LS192构成0~99十进制计数器。
共阳极数码管 共阴极数码管 h
三、参考文献
[1] 高吉祥。电子技术基础实验与课程设计。北京：电子工 业出版社，2019
[2] 彭介华。电子技术课程设计指导。北京：高等教育出版 社，2019
[3] 毕满清。电子技术实验与课程设计。北京：机械工业出 版社，2019
谢谢
DAC0832是8位的D/A转换芯片。能够与多数通用的微处 理器相接口，工作电源5~15V。
简易数控直流稳压电源的设计
简易数控直流稳压电源设计任务与要求
设计一个有一定输出电压范围和功能的数控电源 。
基本要求 ： 1）输出电压范围：0 ～ + 9.9V，步进0.1V（共99步）； 纹波电压不大于10mV； 2）输出电流： 500mA； 3）输出电压值用数码管显示； 4）由“+”、“－”两键分别控制输出电压的步进增减； 5）为实现上述几部分工作，自制一个直流稳压电源，输 出±15V，+ 5V。
电子版），答辩。
实验安排
实验方式：三人一组
任务书：
《电子技术基础实验、综合设计实验与课 程设计》
成绩评定标准：
电路设计与调试成绩 —— 40﹪
口试答辩成绩
—— 30﹪
实验报告成绩
—— 30﹪
题目 简易数控直流稳压电源
实验目的
掌握一般线性稳压电源的组成电路及实现 方法；
掌握输出可调直流稳压电源的工作原理及 组成电路；
按键输入 数控电路 D/A转换 可调输出 0～+9.9V
数码管显示
～220V
直流 稳压电源
简易数控直流稳压电源原理框图
+ 15V －15V
+ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱV
电路设计与实验步骤
1.确定整体方案 根据设计要求，实现题目要求的电路方案有
多种供选择，比较各种方案的优劣和具体条件， 选择其中的一种。
2.电路设计 对两种以上满足要求的电路进行比较，确定
∆Uo Ro = ∆Io ∆Ui=0 , ∆T=0
参数测试
4. 测量稳压电源的纹波电压和纹波因数
纹波电压是指在额定负载条件下，稳压 电源输出直流电压中所含的交流分量。
简易数控直流稳压电源设计
简易数控直流稳压电源设计设计一台简易数控直流稳压电源可以分为以下几个步骤：1.确定电源的输出要求：确定电源的输出电压范围和电流范围。
根据实际需求，选择合适的电压和电流范围。
2.设计电源的整流电路：确定电源的输入电流和输入电压范围。
常用的整流电路包括桥式整流电路和中心点整流电路。
桥式整流电路更常见，效率较高。
3.设计电源的滤波电路：在电源的整流电路后加入滤波电容进行滤波，去除输出直流电压上的波动。
选取合适的滤波电容，使输出直流电压稳定。
4.设计电源的稳压调节电路：选择合适的稳压器件，根据需求设计稳压调节电路。
常见的稳压器件有三端稳压器和开关稳压器。
三端稳压器稳定性好，但效率较低；开关稳压器效率高，但稳定性较差。
5.设计电源的控制电路：根据需要设计数控电源的控制电路。
可以采用微处理器或者专用控制器来实现电源的数控功能，例如实现电源的开关机、电压和电流的调节、过压和过流保护等功能。
6.优化设计：根据实际需求对电源进行优化设计。
例如，可以增加短路保护、温度保护等功能。
7.制作测试：根据设计完成电源的制作和组装，进行测试。
测试包括输入输出电压电流的测试，以及控制电路的测试。
8.优化调整：根据测试结果对电源进行优化调整。
可以通过修改电路参数、更换稳压器件等方法进行优化调整。
9.最终调整：完成测试和优化调整后，进行最终调整，确保电源的稳定性和可靠性。
10.产品发布：在完成最终调整后，将电源进行产品化，进行包装和外观设计等工作，最终将产品发布市场。
需要注意的是，在设计数控直流稳压电源时，需要考虑以下几个方面：-输出电压范围和电流范围要与实际需求相匹配。
-整流电路和滤波电路的设计要使输出直流电压稳定，并且波纹尽可能小。
-稳压调节电路的选择要根据需求和性能进行考虑。
-控制电路的设计要实现所需的数控功能。
-电源的安全性和可靠性是设计时需要考虑的重要因素。
-电源的尺寸和散热量要注意合理安排，确保电源可以正常工作并且不过热。
简易数控直流电源设计方案
简易数控直流电源设计设计方案1 课题任务：本设计研究一种以单片机为核心的智能化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, 且兼备双重过载保护及报警功能。
2 系统设计2.1 系统总体设计思想此设计包括显示电路、键盘电路、单片机电路、数模转换电路、模拟信号放大电路的设计。
数控电源的输出电压数值由键盘控制。
通过键盘把需要的输出的电压值以步进方式输入到单片机。
这里需要注意的是在使用步进方式调整数据时，输出电压不能随着变化，以避免在调整过程中加到负载上的电压不能满足要求。
输出电压应该在完成步进调整以后再发生变化，直接向负载施加所需要的电压值。
显示电路既可用来显示输出的电压值，也可以用来显示键盘电路调整的过程。
在使用键盘完成输出电压的调整后，输出电压对应的数据分别送入数模转换器，数模转换器产生输出模拟电压。
数模转换器输出的模拟电压随着它的输入数据的变化而变化，从而实现了输出电压的步进调整，数模转换器的输出模拟电压不一定满足要求，如果不满足输出电压的要求，将需要添加一个电压放大器。
模拟信号放大电路包括电压放大和电路放大部分，前者是输出电压满足要求，后者降低负载变化对输出电压的影响。
对负载而言，由戴维南定理，整个数控电源可以等效为一个理想的电压源和一个电阻串联电路。
由于电源的内阻的存在，当负载电阻变化时，回路电流将发生变化，从而使得电源的输出电压发生变化。
为减小负载变化多输出电压的影响，输出电阻应该尽量地减少，或者加大输出的电流的额定值，因此需要添加一级电流放大器【2】。
2.2系统总方框图图2－1 数控系统硬件部分组成框图3.硬件模块设计3.1显示电路设计3.1.1 74LS164 简介此电路调试，可以将单片机写入简单的程序，将串行数据转换成并行显示，通过程序写入数据，使数码管显示00，如果显示不正确的，查看电路板焊接。
3.2数模转换电路设计由于采用了粗调和细调分段控制，辅助以软件修正，可以较好地提高电压输出精度，从成本和元件采购方面综合考虑，采用DAC0832电路作为D/A转化电路。
简易数控直流电源
简易数控直流电源简介数控直流电源是一种能够根据外部的控制信号来控制输出电压和电流的电源设备。
它广泛应用于实验室、工厂和家庭等领域，可用于电子产品的测试、电路实验、电镀加工等各种场合。
本文将介绍如何制作一台简易的数控直流电源，以及使用Markdown文本格式进行文档输出。
材料准备•直流电源模块 x1•电压调节器模块 x1•可调电阻 x1•电流表 x1•电压表 x1•连接线若干•电源线 x1•电源开关 x1搭建步骤1.将直流电源模块固定在实验宝板上，并连接好电源线；2.将电压调节器模块与直流电源模块连接，用连接线将它们的输入端和输出端连接起来；3.将电流表和电压表分别连接到电压调节器模块的电源输出端和负载接口上；4.将可调电阻与电压调节器模块的调节接口相连；5.将电源开关连接到直流电源模块的电源输入端。
使用说明1.打开电源开关，直流电源模块开始供电；2.通过调节可调电阻的阻值，可以控制直流电源的输出电压；3.通过读取电压表可以得到直流电源的输出电压值，并通过电流表可以得到输出的电流值；4.可以根据需要调整电压调节器模块的输入和输出连接端，以改变直流电源的正负极性。
示例代码``` #include <Arduino.h>const int voltagePin = A0; const int currentPin = A1; const int voltageAdjustPin = 9; const int currentAdjustPin = 10;void setup() { pinMode(voltageAdjustPin, OUTPUT);pinMode(currentAdjustPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int voltage = analogRead(voltagePin); int current = analogRead(currentPin); float mappedVoltage = map(voltage, 0, 1023, 0, 12); float mappedCurrent = map(current, 0, 1023, 0, 2);analogWrite(voltageAdjustPin, mappedVoltage); analogWrite(currentAdjustPin, mappedCurrent);Serial.print(。
简易数控直流电源单片机课程设计报告
单片机课程设计报告简易数字直流电源A Direct Current Source on MCU组长：专业、班级：小组成员：设计日期：指导教师：重庆大学城市科技学院本科学生课程设计任务书说明：一、学院、专业、年级均填全称。
二、本表除签名外都可采纳运算机打印。
本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。
目录一、引言................................................................................ 错误!未定义书签。
二、整体方案设计................................................................ 错误!未定义书签。
三、硬件电路设计................................................................ 错误!未定义书签。
操纵部份............................................................................ 错误!未定义书签。
设定初值....................................................................... 错误!未定义书签。
加减设定及报警电路................................................... 错误!未定义书签。
显示部份............................................................................ 错误!未定义书签。
电路输出部份 .................................................................. 错误!未定义书签。
简易数控直流电压源
数控电压源实习报告班级：测控12-1 31号设计人: 王秋桦指导老师：庄严设计时间：2015-12-01摘要本设计采用数字电位器MCP41010和功率放大电路LM324构成输出电压在0.1-9.9V的直流稳压电源，整个电路由D/A转换模块、电压放大模块、精密电压源模块和过流保护模块组成。
数字控制部分采用+/-按键来调整预设电压值，调整步进0.1V，当按下+/-按键超过1秒时进入快速调整状态，每秒步进为0.4V。
最后再将放大后的输出电压值和输出电流值，经过PIC16F877A的内部A/D转换并在数码管上实时显示。
关键词：数字电位器、D/A转换、电压源、过流保护目录1 系统设计 (4)1.1设计要求 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2、基本要求 (4)1.1.3、发挥部分 (4)1.1.4 测试要求 (4)1.1.5 系统框图 (4)1.2方案论证与比较 (5)1.2.1电压采样模块 (5)1.2.2 稳压模块 (6)1.2.3 过载保护模块 (6)1.2.4 最终方案 (7)2.单元电路分析 (8)2.1D/A转换模块 (8)2.1.1工作原理 (8)2.1.2 参数选择 (8)2.2电压放大模块 (8)2.2.1 工作原理 (8)2.2.2 参数选择 (9)2.3稳定电压源及电压采样模块 (9)2.3.1 工作原理 (9)2.3.2 参数选择 (10)2.4过载保护模块 (10)2.4.1工作原理 (10)2.4.2 参数选择 (11)3.软件设计 (11)3.1实现功能................................................................................................................ 错误!未定义书签。
3.2软件平台及开发工具 (11)3.3 软件流程图 (12)4.系统测试 (14)4.1电路测试步骤： (14)5. 结论 (15)6. 参考文献 (16)7.附录.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
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3．扩展功能部分：脉冲电路，代替人工按键实现电压输出变化。输出产生约 0.5s 的周期，来自动改变电压输出。
4.功率放大电路
课程设计心得体会
过本次课程设计，将书本上以及从其他资料里学到的知识应用于实践，学会 了一些电子电路仿真设计能力,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问 题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了 自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。
这是一个比较成熟的电路。但是在搭接过程中还是遇到了问题。因为模拟 电路箱与数据电路箱之间存在差别，我们始终找不到电路不能正常工作的原因， 在发现了原因之后，我们终于看到了预期的效果。DAC0832 输出了很稳定的直流 电压。通过按钮开关的调节，使得数码管显示的数值为 9.9，然后调节对应的电 位器，测量两个 NE5532 第一管脚输出的电压值均为 9，调节后观察比较器输入 端第五只管脚的电压接近 9.9。 6.4 主要技术指标
3. 数模转换电路 数模转换电路采用两块 DAC0832 集成块，它是一个 8 位数／模转换器，这里 只使用高 4 位数字量输入端。由于 DAC0832 不包含运算放大器，所以需要外接一 个运算放大器相配，才构成完整的 DAC，低位 DAC 输出模拟量经 9∶1 的分流器 分流后与高位 DAC 输出模拟量相加后送入运放，运放将其转换成与数字端输入的 数值成正比的模拟输出电压，运放采用具有调零端的低噪声高速率优质运放 NE5532。 DAC0832 最具特色是输入为双缓冲结构，数字信号在进入 D/A 转换前，需 经过两个独立控制的 8 位锁存器传送。其优点是 D/A 转换的同时，DAC 寄存器 中保留现有的数据，而在输入寄存器中可送入新的数据。系统中多个 D/A 转换 器内容可用一公共的选通信号选通输出。 4. 调整输出 调整输出级采用运放作射极跟随器，使调整管的输出电压精确地与 D/A 转 换器输出电压保持一致。数控电源各部分工作所需的±15V 和 5V 电源由固定集 成稳压器 7815、7915、和 7805 提供，调整管所需输入电压，经简单整流，滤波 即可得到，但要求能提供 1A 的电流。输出电压的调整，主要是运用射极输出器 发射极上所接的 100K 电位器来完成的，此反馈电阻的主要作用是，把输出电压 反馈到 NE5532 的输入级的反向输入端，当同相输入 IN+和反向输入端 IN-有差 别是，调整输出电压使之趋于稳定，从而达到调整输出电压的目的。 5．辅助电源设计 要完成 D/A 转换及可调稳压器的正常工作，运算放大器 LM324 必须要求正、 负双电源供电。现选择±15V 供电电源。数字控制电路要求 5V 电源，可选择由 CW7805 集成三端稳压器组成的电源实现。这部分电路我们采用将由变压器降压 的电压通过桥式整流电路进行全波整流，再用荣抗不同的电容进行滤波，从而输 出所需要的电压。 为主电路提供电源的电路如下图所示：
1.在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法 可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很 多。
2.在焊接的时候，没有能够充分利用有限的空间，起初布局很乱，最后从新 整理布局才使得版面看起来比较整齐。
3.焊接技术不是很熟练，在检测的时候有出现虚焊或没焊，导致线路不通。 通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题 的能力，增强了独立工作的能力。最主要的是收获颇丰，具体如下：
1. 两按钮开关 两按钮开关作为电压调整键与可逆计数器的加计数和减计数输入端相连，可
逆计数器采用两片四位十进制同步加／减计数集成块 74ls32 级联而成，把第一 块的进位和借位输出端分别接到下一组的加计数端和减计数端。两级计数器总计 数范围从 00000000 至 10011001（即 0-99）。
1. 基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装 与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程，了解电子产品的焊接、调试与维
修方法。
2. 熟悉了有关 multisim 仿真的使用，能够熟练使用普通万用表。
3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查找资
料，查阅有关的电子器件图书等。
2.具体实现电路
3. 方案设计选择
（1）采用单片机的简易数控直流电源设计方案 采用单片机作为控制器的简易数控直流数控直流电源 ，设计方案中采用 8031 单片机完成整个数控个部分的功能。采用 8279 作为键盘/显示器接口控制 器，不仅简化接口引线，而且减小了软件对键盘/显示器的查询时间，提高了 8031 单片机的利用率。输出部分采用 D/A 0832 及运算放大器 OP07 输出电压波形与 D/A 变换输出波形相同，不仅可以输出直流电平，而且只要预先生成波形的量化 数据，就可以产生多种波形输出。显示部分采用 3 位半的数字电压表(DVM)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。 （2）采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案 采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计方案。系统由数字控制部 分、D/A 变换部分及可调稳压部分三部分组成。除了上述的三大部分之外，还包 括一些附加的功能电路，如电压显示、控制、防止误操作、波形发生器电路等。
3. 设计报告： （1） 开题报告：包括可行性分析，方案比较，方案的确定，系统方框图， 经费预算，组内分工，进程安排等。 （2） 理论方案书：具体的原理图，逻辑分析，理论计算，电路仿真结果等。 （3） 验证方案及验证结果：包括验证方案的原理，采取的措施，实际验证 的结果等 （4） 设计总结：包括实践中出现的问题，解决方法，心得体会等。 （5） 参考资料：包括采用的芯片，电路，参考书等。
6.电路调试
调节步骤如下： 6.1 辅助电源的安装调试
在安装元件之前，尤其要注意电容远见的极性，注意三端稳压器的各端子 的功能及电路的连接。另外，因为二极管、电容都是对温度比较灵敏的元件，在 焊接时要格外小心。检查正确无误后，加入交流电源，测量各输出端直流电压值。 6.2 可调稳压电源部分调试
将电路连接好，在运算放大器同相输入端加入一 0～10V 的直流电压，用示 波器观察输出稳压电压值的变化情况。当存在误差时，我们通过改变电位器来稳 定电压输出。 6.3 D/A 变换器电路调试
设计数控直流电源的电压输出范围为 0~9.9V，步进电压值为 0.1V，输出纹 波电压不大于 10mv，输出电流为 1000mA。
7.改进措施 本电源输出电压大小尚受限制，在需要较高输出电压时，在不改变调节精
度（即步进电压值）前提下，只要增加计数器的级联数和相应 D/A 转换器的个 数，扩大数显指示范围，配合选用高电压输出运放，就能轻易地满足要求。当需 要正负对称输出电压时，只要另增一组电源，对 D/A 转换器及调整输出电路稍 作改动即可达到目的。不能输出相应的方波或三角波，只要对输出波形进行相应 的波形转换，设置不同开关控制来控制不同波形的输出。输出电压没有记忆储存 功能，比如长此用到一定的电压，只要设置一个定值后，下次操作就不要在去调 节了，有默认值就是所要的电压值，在原来的电路中只要增加寄存器来控制电压 的输出。
系统中数字控制部分用+/-按键控制产生可增加或减少 BCD 码，BCD 码输入 到 D/A 变换，变换成相应的电压，此电压通过放大到合适的电平后加到可调稳压 部分，控制输出电压以手动 0.1V 的电压步进或步减，或自动连续步进（减），或 直接变化到某一设定的电压值。
综合上述与自身掌握的知识，选择第二种方案可行性大。
5.经费预算
整个设计的经费控制在 60 元左右。
理论方案
——简易数控直流电源设计 电路简介
系统组成原理分析与设计
本次所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比，具有操作方便，电压稳 定度高的特点，其输出电压的大小采用数字显示，整个系统包括：“+”, “-” 键控制的可逆计数器的设计，可逆计数器的二进制数字输出分两路运行：一路用 于驱动数显电路，指示电源输出电压的大小值；另一路进入 D/A 转换电路，D/A 转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后禁果跟随器控制调整输出级输出所 需的稳定电压。为实现上述几部分电路的正常工作，需要另制“+15v”“-15v” “+5v” 的稳压直流电源。
通过两个星期的学习与实践，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。了解 到了焊普通元件与电路元件的技巧和数控直流电源的工作原理等。这些知识不仅 在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大 的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。
在操作工程中存在的有一下方面的不足：
仿真电路
在整个仿真电路中，使用仿真软件 Multisim 对于要求的电路进行仿真，其 中各个环节的仿真电路如下图所示： 1.自制稳压电源电路：为整个电路提供“+15v”“-15v”“+5v”电压。
2.按键、显示、数模转换、调节等电路。
通过电路仿真，参考设计电路，整个仿真电路可以实现设计要求的基本功能和扩 展功能。
4.采用中小规模集成电路的简易数控直流电源设计
本次所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比，具有操作方便，电压稳 定度高的特点，其输出电压的大小采用数字显示，整个系统包括：“+”, “-” 键控制的可逆计数器的设计，可逆计数器的二进制数字输出分两路运行：一路用 于驱动数显电路，指示电源输出电压的大小值；另一路进入 D/A 转换电路，D/A 转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后禁果跟随器控制调整输出级输出所 需的稳定电压。为实现上述几部分电路的正常工作，需要另制“+15v”“-15v” “+5v” 的稳压直流电源。
中国计量学院 现代科技学院
电子电路课程设计论文
题目：简易数控直流电源
专
业
班
级姓名学源自号同组同学姓名同组同学学号
指导 老师
电气工程及其自动化