数控稳压电源报告

数控直流稳压电源

设计人员：鲍官牛

马彪

吴汉

国

指导老师：邱森友

葛浩

摘要:

本数控直流稳压电源系统采用AT89S52单片机为主控模块，由DAC0832数模转换模块输出电压，经过由高精度运算放大器OP07组成的电压放大模块进行电压放大，引入由功率三极管TIP41C组成的扩流模块进行电流扩大，采用7107进行电压测量式输出显示，能自动切换电源档位，提高本电源系统的效率。

基于可靠的硬件设计，和高效的软件设计，本系统具有电压输出稳定，负载能力好，精度高，人机界面友好，操作方便等特点。

关键词：数控数模转换扩流纹波电压

AT89S52 DAC0832 OP07 7107

Abstract：

The direct voltage source of numerical control uses MCU AT89S52 as controller kernel,and DAC0832,the DA conversion module to output

Voltage,which enlarged by the voltage expansion module basing on accurate Amplifier OP07 Output display bases on IC 7107,with the method of voltage system can automatically chooses appropriate power source supply ,which improves system’s efficiency,and has funtions of current overfloat selt-protecting,and saving the lastest settings.

Base on reliable hardware and effectual software design, this system is qualified with quite high performs.

Keyword: Numerical Control DA Conversion Current Expansion

Current Overfloat Selt-protecting

Voltage Ripple AT89S52 DAC0832 OP07 7107

目录

第一章总论

设计任务和要求 (4)

作品介绍 (4)

方案论证与比较 (6)

1.3.1 微控制器的选择 (6)

1.3.2 显示部分方案论证 (6)

1.3.3 数据存储保存部分方案论证 (7)

1.3.4 数模转换部分方案论证 (8)

1.3.5 电压显示部分方案论证 (9)

第二章电路原理分析和设计

数模转换模块设计 (11)

输出电压显示模块设计 (12)

人机交互模块设计 (13)

2.3.1 LED显示部分 (13)

2.3.2 键盘输入部分 (13)

2.3.3 按键输入数据处理设计 (14)

提高电源效率和提压扩流模块.....................................................17第三章系统软件设计.. (20)

系统设计总思路 (20)

3.单片机资源优化处理 (20)

3.2.1 单片即IO口安排 (20)

3.2.2 提高CPU效率措施 (20)

3.2.3 对于“+”“-“步进的处理 (20)

3.2.4 对于抖动和干扰的处理 (20)

系统软件流程图 (21)

第四章故障分析与系统测试 (22)

故障分析 (22)

系统测试与数据分析...............................................................23附录 (24)

附1：整机电路图 (24)

附2：程序源代码 (27)

第1章总论

设计任务和要求:

1.设计任务:

设计一个数控稳压电源，可由按键直接输入电压值，还具有加、减调节的功能。

2.基本要求:

1、输出电压范围为0~~+，步进为.01V，纹波不大于10Mv;

2、输出电流为500mA;

3、输出电压值由数码管显示；

4、由“+”、“-”两键分别控制输出电压的步进增减；

5、为实现上述几部件的工作，自制一个稳压直流电源，输出电压为±15V，+5V。

3.发挥部分:

1.输出电压可预置在0~~之间的任意一个值；

2．用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进为不变）；

3．扩展输出电压种类（如三角波）。

作品介绍

本系统电路主要包括七大部分，辅助电源模块，主控模块，数据存储模块，人机交互模块，数模转换模块，电压扩大模块，电压显示模块，其中每个模块内部又由一些更具体的功能单元或微控制部分组成。

1.系统架构图如下：

系统架构图

2.系统设计思想：

本系统通过键盘输出所需显示的电压值,单片机将此数字量送至P2口作为数模转换的数字量,DAC0832数模转换模块将此数字量转换为相应的模拟电压信号,此信号经过OP07第一级放大倍后送至第二级放大电路再放大2倍,从而实现数字量1对应输出模拟量为,由于放大器的输出电流远远小于3A 从而需要扩流电路.扩流电路以大功率管TIP41C为核心,采用达林顿结构实现扩流功能.过流保护电路是通过将电阻采样过来的电压与一个基准电压比较来控制继电器从而达到控制电路通断的目的.在提高电源效率方面是通过软件和硬件结合的方式,当要求输出的电压低与时采用的是12V电源,当高于时单片机控制端输出高电平使电源转换继电器接通18V电源,从而实现提

高电源效率.输出电压电流显示部分采用中等集成电路7107实现.。

3.系统的主要特色有：

●采用MCU作为主控模块，性能良好，具有较好的灵活性，和强大的数据处理能力

●友好的人机交换界面。采用LED数码显示，有较好的输入信息提示，输入数据容

错识别，和键盘锁定等功能，使系统健壮稳定

●输出电压范围大，步进精度小，输出电流范围大，纹波系数小，有较强的负载能

力

●能自动根据用户的电压输入进行供电电源的电压档位选择，提高效率

●具有好的PCB制板工

方案论证与比较

1.微控制器的选择：

由于本系统对主控系统的信号与数据处理的实时性要求不高，并考虑整个系统