基于单片机的数控电压源课程设计设计
课程设计基于51单片机的数控直流电源设计
课程设计基于51单片机的数控直流电源设计学号：XXXXXXXXXX姓名：XXX日期：2021年12月目录第1章绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 课程设计的主要内容 (1)第2章系统总体设计 (3)2.1 方案设计与论证 (3)2.2 系统总框图 (4)第3章硬件设计 (6)3.1 硬件选型 (6)3.1.1 系统供电局部 (6)3.1.2 控制器局部 (6)3.1.3 显示局部 (6)3.1.4 键盘局部 (6)3.1.5 数模/模数转换局部 (7)3.1.6 掉电记忆局部 (7)3.2 硬件电路设计 (7)3.2.1 电源模块 (7)3.2.2 DA转换模块 (8)3.2.3 电压调整模块 (9)3.2.4 键盘模块 (10)3.2.5 EEPROM拓展模块 (11)3.2.6 显示模块 (12)第4章软件设计 (13)4.1主顺序流程 (13)4.2 键盘顺序流程图 (14)4.3 EEPROM读写顺序流程 (15)4.4 DAC0832顺序流程 (16)4.5 TLC1543顺序流程 (17)第5章系统测试及误差剖析 (18)5.1 系统测试 (18)5.1.1 软件测试 (18)5.1.2 硬件测试 (18)5.1.3 系统全体测试 (18)5.2 误差剖析 (19)结论〔心得体会〕 (21)参考文献 (22)附录一 (23)附录二 (24)第1章绪论1.1 课题的背景及意义电源技术尤其是数控电源技术是一门实际性很强的工程技术，效劳于各行各业。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制实际、资料等诸多学科范围。
直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，普遍的运用于教学、科研等范围，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门停止实验操作和研讨不可缺少的电子仪器。
在电子电路中，通常都需求电压动摇的直流电源来供电。
而整个稳压进程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四局部组成。
但是这种传统的直流稳压电源功用复杂、不好控制、牢靠性低、搅扰大、精度低且体积大、复杂度高。
基于单片机控制自校准数控电压源设计12
3 自动控制的理论基础3.1 PID理论比例、积分、微分控制(简称PID控制)是过程控制中应用最广泛的一种控制规律。
控制理论可以证明，PID控制能满足相当多工业对象的控制要求。
所以，它至今仍然是一种基本的控制方法。
一个典型的PID 单回路控制系统如图 3.1 所示。
图中c 是被控参数，r 是给定值。
图3.1 PID单回路控制系统3.2 PID算法PID 调节器的基本输入输出关系可用微分方程表示为：3-1式中，u(t)一调节器的输出信号；e (t)一调节器的输入偏差信号，e (t) =r (t) -c (t)；K p一调节器的比例系数；T I一调节器积分时间；T D一调节器微分时间。
由于本系统属于一种采样控制，它只能根据采样时刻的差值来计算控制量。
因此，在控制系统中，必须首先对式(3-1)离散化。
用数字形式的差分方程代替连续系统的微分方程，此时积分项和微分项可用求和及增量式表示：3-23-3 将式(3-2)和式(3-3)代入式(4-1)，可得离散的PID 表达式：3-4 式中，Δt=T 一采样周期，必须使T 足够小，才能保证系统有一定的精度；e (n)一第n 次采样时的偏差值；e ( n 1)一第(n-1)次采样时的偏差值；n—采样序号，n=0, 1，2…；u(n)一第n 次采样时调节器输出。
式中的第一项起比例控制作用，称为比例(P)项，即时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t) ，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。
第二项起积分控制作用，称为积分(I)项，主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数T，T越大，积分作用越弱，反之则越强。
第三项起微分控制作用，称为微分(D)项，能反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。
U0是偏差为零时的初值。
这三种作用可单独使用(微分作用一般不单独使用)或合并使用，常用的组合有：P 控制、PI 控制、PD 控制和PID 控制。
毕业设计(论文)-基于单片机的数控稳压电源设计
哈尔滨学院本科毕业论文（设计）题目：基于单片机的数控电源设计院（系）：理工学院专业：电子信息工程年级：2006级姓名：学号：指导教师：职称：2010年6月19 日目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (3)第一章系统要求与方案选择 (4)1.1概述 (4)1.2系统要求 (5)1.3方案选择 (5)1.2.1开关稳压电源 (5)1.2.2线性稳压电源 (6)1.4最终方案 (6)第二章系统的硬件设计 (7)2.1系统的总体框图与基本原理 (7)2.1.1系统的主要性能指标 (7)2.1.2原理框图 (7)2.1.3系统整体设计 (7)2.1.4系统工作原理 (8)2.2供电电路 (8)2.2.1供电电路供电原理 (8)2.2.2供电电路图 (10)2.3人机界面电路设计 (11)2.3.1 AT89S51简介 (11)2.4.1 D/A转换器的选择 (15)2.4.2 D/A转换电路原理与应用 (15)2.5A/D转换电路及其与单片机接口 (16)2.5.1 A/D转换器的选择 (16)2.5.2 A/D转换电路应用 (17)2.5.3 A/D转换电路及其与单片机接口电路图 (17)2.6反馈稳压及保护电路 (17)2.6.1串联反馈式稳压电路工作原理 (18)2.6.2保护电路工作原理 (18)2.6.3串联反馈式稳压电路及保护电路 (18)第三章系统的软件设计 (20)3.1系统软件流程 (20)3.1.1系统流程图 (20)3.2软件设计 (21)3.2.1键盘的软件设计 (21)3.2.2显示的软件设计 (22)3.2.3 D/A的软件设计 (22)3.2.4 A/D的软件设计 (23)第四章系统测试 (24)4.1系统测试 (24)4.2设计总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)后记 (27)摘要现实的生活和实验中，常常要用到各种各样的电源，电压要求亦多样化。
如何设计一个电压稳定，输出电压精度高，并且调节范围大的电压源，成了电子技术应用的热点。
基于单片机的数控电压源课程设计(毕业设计)
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 (1)2方案比较并确定 (1)2.1方案一: (1)2.2方案二： (2)2.3两种方案比较 (3)3．系统硬件设计结构框图 (4)3.1 8051简介 (4)3.2 主要特性 (4)3.3芯片引脚排列与名称 (5)4 键盘控制器MM74C922 (6)4.1 简介 (6)4.2 主要特性 (7)4.3芯片引脚排列与名称 (7)4.4 D/A转换器DAC0832 (7)4.4.1简介 (7)4.4.2 主要特性 (8)4.4.3芯片引脚排列与名称 (8)5．硬件电路设计 (9)5.1 MM74C922接口电路 (9)5.2 DAC0832接口电路 (9)5.3 ADC0809接口电路 (10)5.4 LCD1602C接口电路 (11)5.5 可调稳压源电路 (12)5.6流稳压电路 (12)6．程序设计 (14)6.1主控程序 (14)6.2 D/A子程序 (14)6.3 A/D子程序 (15)6.4 键盘子程序 (16)1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。
2019年基于单片机的数控电压源课程设计设计.doc
基于单片机的数控电压源课程设计一．系统硬件设计结构框图本数控直流稳压电源的设计以一稳压电源为基础，以高性能单片机系统为控制核心，以稳压驱动放大电路、短路保护电路为外围的硬件系统，在检测与控制软件的支持下实现对电压输出的数字控制，通过对稳压电源输出的电压进行数据采样与给定数据比较，从而调整和控制稳压电源的工作状态及监测开关电路的输出电流大小。
本数控直流稳压电源实现以下功能：键盘可以直接设定输出电压值；可快速调整电压；LCD显示电压值等。
1．5）可编程的32根I/O口线（P0～P3）；6）2个可编程16位定时器；7）一个数据指针DPTR；8）1个可编程的全双工串行通信口；9）具有“空闲”和“掉电”两种低功耗工作方式；10）可编程的3级程序锁定位；11）工作电源的电压为5（1±0.2）V；12）振荡器最高频率为24MHz；13）编程频率3 ～24 MHz，编程电流1mA，编程电压为5V。
1．3芯片引脚排列与名称DIP封装形式的AT89S51的芯片引脚排列与名称如图1所示。
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位，并行，图1 AT89S51的芯片引脚排列与名称漏极开路双向I/O口，作为输出时可驱动8个TTL负载。
该口内无上拉电阻，在设计中作为D/A，A/D及液晶显示器的数据口。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，该口在设计中低四位作为键盘输入口，高四位与RST作为在线编程下载口。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收/输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，可作为输入。
在作为输出时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
该口在设计中作为D/A，A/D及液晶显示器的控制口。
P3口：P3口管脚是带内部上拉电阻的8位双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
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STC单片机的数控恒压源的设计
基于STC单片机的数控恒压源的设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于STC单片机的数控恒压源的设计【摘要】直流稳压电源的应用非常的广泛，质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子线路的要求。
所以直流稳压电源的设计颇为重要,特别是数控制流稳压电源。
本文主要介绍数控直流稳压电源的设计,对其中涉及的PWM输出、AD采样、单片机等也有详细介绍。
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, 就能设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源.该设计除了对电压的数字控制的功能外还有可监测实际电压输出和数字电压表的功能。
因此设计具有高精度，多功能，液晶显示的特点。
第一章直流稳压电源的基本原理在电子电路中，通常都需要电压稳压的直流电源供电。
日常生活中也需要将交流电转变成直流电，形成直流稳压电源.直流稳压电源的基本原理直流电源电路一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成.如图1-1图1—1直流稳压电源的工作原理电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变成整流电路所需要的电压U1。
1。
1整流滤波电路整流电路的作用是将交流电压U1，变换成脉动的直流U2，它主要有半波整流、全波整流方式，可以由整流二极管构成整流桥堆来执行，常见的整流二极管有1N4007、1N5148等，桥堆有RS210等。
滤波电路作用是将脉动自流U2滤除纹波，变成纹波小的U3，常见的电路有RC滤波、LC滤波、等，常用的选RC滤波电路。
其中它们的关系为：Ui=nU1其中，n为变压器的变化。
U2=(1.1~1.2)U1 每只二极管或桥堆所承受的最大反向电压U RM=2U1对于桥式整流电路中，每只二极管的平均电流I D（AV）=1/2I R==0。
45U1/R.RC滤波电路中，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应满足RC=（3~5）T/2式中，T为输入交流信号周期，R为整流滤波电路的等效负载电阻。
(完整word版)基于单片机的数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作者姓名专业电气工程及其自动化指导教师姓名专业技术职务讲师目录摘要 (1)第一章引言 (1)1.1.数控电源的发展史 (1)1.2.数控电源的应用范围 (2)1.3.数控电源的优点 (3)第二章系统的设计要求和方案选择 (3)2.1.设计要求 (3)2.2.方案论证与比较 (4)2.2.1稳压电源的选择 (4)2.2.2 数字显示方案 (4)第三章系统硬件设计 (5)3.1.系统设计 (5)3.2.微控制器模块 (6)3.2.1 8051单片机的性能 (6)3.2.2 8051单片机的最小系统 (7)3.3.电源模块 (8)3.3.1单片机供电模块 (8)3.4.W117电阻网络和继电器驱动电路 (9)3.5.显示电路 (11)3.6.键盘电路 (11)第四章软件 (12)4.1.主程序 (12)4.2.扫描键盘程序 (20)4.3.显示驱动程序 (22)第五章总结 (29)第六章附件（电路图） (31)参考文献 (32)致谢 (33)摘要数控直流稳压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；数控电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性，市场前景广阔。
在本文中控制部分主要以8051单片机为核心制作控制电路，稳压部分主要以w117为核心制作三端稳压电路，显示部分采用数码管显示，输入采用键盘式输入再加一个驱动电路；通过软件编程有效的实现可控、可显的电源输出。
关键词：直流稳压电源；8051单片机；数码管显示。
第一章引言1.1. 数控电源的发展史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。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
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设计 本科毕业设计
基于单片机的数控电源设计摘要本系统主要论述了一种基于AT89S51的直流数控电源的设计原理及实现方法。
该稳压电源以开关型稳压芯片LM2596为基础，用I2C总线的数字电位器MAX5478实现输出电压的微步进调节，通过LM2596的反馈作用实现输出电压的稳定。
设计的开关电源具有输出电流过流保护及报警功能，LCD1602实时显示电压和电流值。
输出电压范围为1.23V～24V，电流范围0～1.8A，电压微步进值为0.1V，具有体积小，功率高，可靠性高的特点。
关键词开关电源过流保护AT89S51THE DESIGN OFDC POWER SUPPLY BASED ON SINGLECHIP MICROCOMPUTERABSTRACTThe article mainly discusses design principle and method of digital controlled DC power supply based on AT89S51.The power supply is based on the switching regulator chip LM2596, digital potentiometer MAX5478 that based on I2C bus is used to achieve the adjustment of micro-stepping voltage value.Through the feedback of LM2586 ,the system can achieve the stability of output voltge.The switch power supply system has the following function which can achieve the output over current protection,alarm and LCD1602 real-time display the voltage and current.The voltage range of output is 1.23V～24V,the current range of output is0～1.8A,and the micro-stepping voltage value is 0.1V.The power supply has advantages of small size , high power and high reliability.KEY WORDS switch power supply protection of over current AT89S51目录1 绪论1.1 研究的目的和意义自从人类有了电之后，各行各业都因为有了电而飞速发展，并出现了无数新型产业，直至今日，电已经在我们的日常生活中不可或缺。
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51单片机的数控电源设计
基于51单片机的数控电源设计本文介绍了以51系列单片机为控制单元，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。
该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。
引言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。
利用数控电源，可以达到每步0.1V的精度，输出电压范围0~15V，电流可以达到2A。
系统结构图1：硬件系统结构图对选用芯片说明DAC0832是一款常用的数摸转换器，它有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，如电路图所示，Iout1和Iout2之间接一参考电压，VREF输出可控制电压信号。
它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。
该电路采用单缓冲模式，由电路图可知，由于/WR2=/XFER=0，DAC寄存处于直通状态。
又由于ILE=1，故只要在选中该片（/CS=0）的地址时，写入（/WR= 0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至DAC寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，/WR1和/CS 立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。
AT24C02是一款常用的可掉电保存数据的ROM，2K比特容量，采用I2C总线操作，关于它的具体操作方法参考相关资料。
点击查看原始图片图2：主硬件电路图图3：参考电压电路图硬件电路设计采用常用的51芯片作为控制器，P0口和DAC0832的数据口直接相连，DA的/CS和/WR1连接后接P2.0，/WR2和/XEFR接地，让DA工作在单缓冲方式下。
DA的11脚接参考电压，参考电压电路如图2所示，通过调节可调电阻调节LM336的输出电压为5.12V，所以在DAC的8脚输出电压的分辨率为 5.12V/256=0.02V，也就是说DA输入数据端每增加1，电压增加0.02V。
开题报告-基于51单片机的数控电压源设计
3、电压源的主要功能的总体框架和硬件电路，对整个系统的实现过程有初步、系统地认识，总体思路基本明确2010.9—2010.10
4、完成系统设计，撰写毕业设计论文，完成实物测试2010.10—2010.11
5、上交毕业设计论文，毕业设计论文答辩2010.11—2010.12
主要参考文献
[ 1 ]吴海波,康长武.分光光度计用高精度恒流源的设计与分析.中国科技论文在线。
[ 2 ]郭继昌,李香萍.张宏涛.基于单片机控制的恒流源的设计[ J ].电子测量与仪器学报, 2000 (4) : 59～63.
[ 3 ]尉广军,朱宇虹.采用集成稳压器构成的恒流源电路[ J ].华北工学院调试技术学报, 2000, 14: 643～646.
选题意义、研究现状及存在问题
随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活、工作和科研等各个领域。本文将介绍一种数控直流稳压电源，本电源由直流电源、控制电路、显示电路、数模转换电路、电压放大和射极输出等部分组成。具体说采用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，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。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。
[ 4]童诗白,华成英编著.模拟电子技术[M ].北京:高等教育出版社, 2001.
[5]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
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[7]卢超.单片机同PC机通信的一种新方法[J].矿山机械，2007,(04)：××
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。
课程设计基于51单片机的数控直流电源设计
课程设计基于51单片机的数控直流电源设计学号：XXXXXXXXXX姓名：XXX日期：2013年12月目录第1章绪论 (1)1.1 课题的背景及意义 (1)1.2 课程设计的要紧内容 (1)第2章系统总体设计 (3)2.1 方案设计与论证 (3)2.2 系统总框图 (4)第3章硬件设计 (6)3.1 硬件选型 (6)3.1.1 系统供电部分 (6)3.1.2 操纵器部分 (6)3.1.3 显示部分 (6)3.1.4 键盘部分 (6)3.1.5 数模/模数转换部分 (7)3.1.6 掉电经历部分 (7)3.2 硬件电路设计 (7)3.2.1 电源模块 (7)3.2.2 DA转换模块 (8)3.2.3 电压调整模块 (9)3.2.4 键盘模块 (10)3.2.5 EEPROM拓展模块 (11)3.2.6 显示模块 (12)第4章软件设计 (13)4.1主程序流程 (13)4.2 键盘程序流程图 (14)4.3 EEPROM读写程序流程 (15)4.4 DAC0832程序流程 (16)4.5 TLC1543程序流程 (17)第5章系统测试及误差分析 (18)5.1 系统测试 (18)5.1.1 软件测试 (18)5.1.2 硬件测试 (18)5.1.3 系统整体测试 (18)5.2 误差分析 (19)结论（心得体会） (21)参考文献 (22)附录一 (23)附录二 (24)第1章绪论1.1 课题的背景及意义电源技术特别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。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、操纵理论、材料等诸多学科领域。
直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作与研究不可缺少的电子仪器。
在电子电路中，通常都需要电压稳固的直流电源来供电。
而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分构成。
然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好操纵、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
基于单片机的数控直流稳压电源
保密类别编号湖北工业大学毕业论文基于51单片机数控直流稳压电源的设计院(系)别（小二号宋体居中）专业班级姓名学号指导教师2014年 4 月 9 日目录一、绪论1.1直流稳压电源 (3)1.2数控直流稳压电源 (3)1.3数控直流稳压电源要求 (3)二、数控直流稳压电源方案设计与论证2.1硬件原理框图 (4)2.2方案简介 (4)2.3单片机选择与论证 (5)2.4DA方案选择 (6)2.5稳压输出选择与论证 (7)2.6显示模块 (8)2.7输入按键 (9)2.8电源模块选择 (9)三、硬件电路设计3.1供电电路设计 (10)3.2 单片机最小系统 (12)3.3DA输出设计 (13)3.4稳压输出 (15)3.5电压采样电路 (18)3.6数码管显示电路 (19)四、系统软件设计4.1系统软件设计流程图 (21)4.2AD转换程序 (21)4.3DA转换程序 (22)五、系统调试与仿真 (23)5.1硬件调试 (23)5.2软件调试 (25)5.3仿真软件protues简介 (26)5.4DA仿真图 (28)5.5AD仿真图 (28)六、总结 (29)基于51单片机数控直流稳压电源的设计摘要：随着科技的日益的发展，电子产品对电源的要求也越来越高。
针对普通直流电源一般不可以调节或调节范围小的缺点设计出了一种可调节，宽调节范围的直流稳压电源。
该直流稳压电源系统以STC单片机公司的12C5408AD单片机为核心，利用8位DA芯片DAC0832作为DA输出，由单片机12C5408AD内部自带AD转换器对输出电压进行采样处理，采用C语言进行程序控制，输出0~+9.9V，扩展0~-9.9V的输出范围，步进0.1V的精确稳压输出。
关键词：直流电流源单片机12C5408AD DAC0832High precision DC current source based on 51 MCUAbstract:With the development of science and technology. Electronic products to the requirements of the power supply is more and more high. For regular direct current voltage stabilizer accuracy is not high, and the adjusting range is small, we designed a direct voltage stabilizer with high precision and wide adjusting range. This system is based on the MCU of 12C5408AD which product by STC. Using a chip DAC0832 which with 8 bit as DA output. By using the MCU internal AD converter to process the output voltage. Use the C language to control the system. So that it can output 0~+9.9V, extend to 0~-9.9 V, and stepping for 0.1V adjustment function.Key words: DC current MCU 12C5408AD DAC0832一、绪论1.1 直流稳压电源简介当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
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基于单片机的数控电压源课程设计一．系统硬件设计结构框图本数控直流稳压电源的设计以一稳压电源为基础，以高性能单片机系统为控制核心，以稳压驱动放大电路、短路保护电路为外围的硬件系统，在检测与控制软件的支持下实现对电压输出的数字控制，通过对稳压电源输出的电压进行数据采样与给定数据比较，从而调整和控制稳压电源的工作状态及监测开关电路的输出电流大小。
本数控直流稳压电源实现以下功能：键盘可以直接设定输出电压值；可快速调整电压；LCD显示电压值等。
1.1 8051简介我们采用8051系列的AT89S51作为CPU，AT89S51是一种带4K字节FLASH可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
1．2 主要特性1）与MCS-51兼容；2）8位字长的CPU；3）可在线ISP编程的4KB片内FLASH存储器，用于程序存储，可擦写1000次；4） 256B的片内数据存储器，其中高128字节地址被特殊功能寄存器SFR占用；5）可编程的32根I/O口线（P0～P3）；6）2个可编程16位定时器；7）一个数据指针DPTR；8）1个可编程的全双工串行通信口；9）具有“空闲”和“掉电”两种低功耗工作方式；10）可编程的3级程序锁定位；11）工作电源的电压为5（1±0.2）V；12）振荡器最高频率为24MHz；13）编程频率3 ～24 MHz，编程电流1mA，编程电压为5V。
1．3芯片引脚排列与名称DIP封装形式的AT89S51的芯片引脚排列与名称如图1所示。
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位，并行，图1 AT89S51的芯片引脚排列与名称漏极开路双向I/O口，作为输出时可驱动8个TTL负载。
该口内无上拉电阻，在设计中作为D/A，A/D及液晶显示器的数据口。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，该口在设计中低四位作为键盘输入口，高四位与RST作为在线编程下载口。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收/输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，可作为输入。
在作为输出时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
该口在设计中作为D/A，A/D及液晶显示器的控制口。
P3口：P3口管脚是带内部上拉电阻的8位双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流，这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表1所示：表1 各端口引脚与复用功能表该口在设计中使用其特殊功能作为D/A，A/D读写信号的控制口。
和A/D的中断输入口。
RST：该引脚为复位信号输入端，高电平有效。
在振荡器稳定工作情况下，该引脚被置成高电平并持续两个机器周期以上是系统复位。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
该引脚在设计中作为锁存器器和A/D的时钟信号。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
/EA/VPP：/EA为访问芯片内部和芯片外部程序存储器的选择信号。
在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：芯片内振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：芯片内振荡器放大器的输出。
2 键盘控制器MM74C9222．1 简介键盘的作用是对单片机输入数据，设计中要求能是电压进行“+”，“-”，及电压值的设定，所以采用键盘为4×4的薄膜矩阵键盘，用MM74C922芯片进行识别按键后送AT89S51的并行口P1， P1.0～P1.3作为键盘输入口。
传统的4×4矩阵键盘识别处理程序的编写相对烦琐。
所以采用MM74C922芯片来将4×4矩阵键盘的键值转换成4位BCD码以简化程序的编写。
2．2 主要特性CMOS工艺技术制造，工作电压3-15V，“二键锁定”功能，编码输出为三态输出，可直接与微处理器数据总线相连，内部振荡器能完成4×4矩阵键盘扫描，亦可用外部振荡器使键盘操作与其他处理同步，通过外接电容避免开关发生前、后沿弹跳所许的延时。
有按键按下时数据有效线变高，同时封锁其他键，片内锁存器将保持键盘矩阵的4位编盘，可由微处理器读出2．3 芯片引脚排列与名称DIP封装形式的MM74C922的芯片引脚排列与名称如图4所示。
VCC：供电电压（+5～+15）；GND：接地；Y1～Y2：矩阵键盘行输入，图4 MM74C922芯片引脚排列与名称其内部接有上拉电阻；X1～X2：矩阵键盘列输入；OUT1～OUT2：矩阵键盘列输出；OSC：振荡器输入；DA：按键有效输出，当有任意键按下是DA输出高电平；/OE：输出有效端，低电平有效。
3 D/A转换器DAC08323．3．1简介设计要求电压输出范围是0.0V～9.9V，步进0.1V，共有100种状态，因此采用8位的D/A转换器就能满足设计要求。
因此采用常用的DAC0832芯片。
8位字长的D/A转换器DAC0832具有256种状态，能满足设计要求。
DAC0832芯片是具有两个输入数据寄存器的8位DAC，它能直接与AT89S51单片机相连接，3．2 主要特性1）8位分辨率；2）电流型输出，稳定时间为1uS；3）可双缓冲输入，单缓冲输入或直接数字输入；4）单一电源供电（+5~+15V）；5 低功耗（20mW；）3．3 芯片引脚排列与名称DIP封装形式的DAC0832的芯片引脚排列与名称如图51所示。
VCC:电源电压，+5V。
GND:地线输入端。
图5 DAC0832的芯片引脚排列与名称D0～D7：8位数字量输入引脚。
单片机由这8根线传送给D/A转换数字量。
D7为最高有效位，D0为最低有效位。
Vref：参考电压端。
/CS:片选信号，当/CS为低电平时候，芯片被选中工作。
ILE:允许数字量输入线。
高电平有效。
/XREF：传送控制输入线，低电平有效。
/WR1，/WR2：写命令输入线。
Ffb：运算放大器反馈线。
Iout1，Iout2：模拟电流输出线，Iout1+Iout2为一常数。
二．硬件电路设计1.A/D转换器ADC08091．1 简介ADC0809是美国国家半导体公司生产的8位ADC，它是采用逐次逼近的方法完成A/D转换的。
ADC0809的内部结构框图如图所示。
ADC0809由单一+5V电源供电，片内有带锁存功能的8路模拟多路开关，，可对8路0~5V的输入模拟电压信号分时进行转换，完成一次转换约需100us；输出具有TTL三台锁存缓冲器，可以直接接到单片机数据总线上。
通过适当的外接电路，ADC0809可对0~5V 的双级性模拟信号进行转换。
1．2主要特性1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs4）单＋5V电源供电5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度7）低功耗，约15mW。
1．3 芯片引脚排列与名称DIP封装形式的ADC0809的芯片引脚排列与名称如图6所示各引脚功能说明如下：VCC:电源电压，+5V。
GND:地线输入端。
D0～D7：8位数字量输出引脚。
A/D转换结果由这8根线传送给单片机。
D7为最高有效位，图6 0809引脚图排列与名称D0为最低有效位。
IN0～IN7:8路模拟量输入引脚。
Vref(+)：参考电压正端。
Vref(-)：参考电压负端。
START:启动信号输入端，START为正脉冲，其上升沿清除ADC0808的内部的各寄存器，其下降沿启动A/D开始转换。
ALE:地址锁存启动信号,在ALE的上升沿,将A、B、C上的通道地址锁存到内部的地址锁存器。
START和ALE两信号用于启动A/D转换。
EOC:转换完成信号，当EOC上升为高电平时，表明内部A/D转换已完成。
OE:允许输出信号。
当OE=1时，即为高电平，允许输出锁存器输出数据。
CLK:时钟输入信号，0809的时钟频率范围在10～1200kHz，典型值为640kHz。
A、B、C:3位地址输入线，经过译码后可选通IN0～IN78个通道中的一个通道进行转换。
A、B、C的输入与选通的通道的关系如表2所示：表2被选通的通道 C B A 被选通的通道 C B A IN0 0 0 0 IN4 1 0 0IN1 0 0 1 IN5 1 0 1IN2 0 1 0 IN6 1 1 0IN3 0 1 1 IN7 1 1 12 显示器设计要求能显示当前电压值，因此可采用液晶显示或者数码管显示两种方法。
考虑到数码管显示过于单调，因此采用采用液晶显示。
液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点，现在点阵型液晶显示模块已经是单片机应用设计中常用的信息显示器件了。
2．1 简介本设计中采用了1602C型点阵式液晶显示模块。
LCD技术和半导体技术的结合使该显示模块具有高可靠性和低功耗的特点。
1602C型点阵式液晶显示模块内部有字符产生存储器和数据存储器。
该显示模块可直接与AT89s51单片机相接，所有的显示功能由控制器用指令实现。
由单一的+5V的电源供电，数据传送方式有4位和8位两种选择。
内有显示92个ASCII字符和92个特殊字符的字库。
2．2 引脚排列与名称1602C引脚排列与名称如图7所示。
GND：电源地；VCC：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压；VO：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V；RS：写入数据或者指令选择端。
要写入指令时，使RS为低电平；要写入数据时，使RS为高电平；R/W：读写控制端。
R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据；E：LCD模块使能信号控制端。
写数据时，图7 1602C引脚排列与名称需要下降沿触发；。
DB0－DB7：8位数据总线，三态双向。
如果I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线DB4－DB7接口传送数据。
A： LED背光正极。
需要背光时，A串接一个限流电阻接VDD，K接地，实测该模块的背光电流为50mA左右；K： LED背光地端3．1 MM74C922接口电路设计中MM74C922的输出口与P1口的低四位相接，DA端通过反向器与P3．2相接。
每当有按键按下时，DA就产生高电平，同时向P1口低四位传送16进制的BCD码，分别对应16个按键。