基于单片机的可调直流稳压电源设计本科论文
毕业设计(论文)_基于AT89C51单片机数控直流稳压电源设计
摘要本文主要论述了一种基于AT89C51单片机为核心控制器的数控直流稳压电源的设计原理和实现方法,其主要由辅助电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、稳压电路和模数转换电路六部分组成。
该系统原理是以AT89C51单片机为控制单元,以数模转换芯片DAC0832输出参考电压,以模数转换芯片TLC1534对采样值进行转换为数字信号。
辅助电源提供各个芯片、数码管和放大器所需工作电压,显示电路用于显示电源输出电压的大小,输出电压值可通过按键对其进行步进控制(±0.1V),并且在按键长时间按下的时候能连续增加或减小。
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。
该系统具有抗干扰性能好,可靠性高,及最终输出电压值与真实显示值精确度较高等优点。
关键词: 数控直流稳压电源 AT89C51 DAC0832 TLC1543Design of Digital Power sourceAbstractThe method of this paper based on the AT89C51 microcontroller core of the numerical controller DC power supply design theory and realization. The digital DC power supply from the analog power, display circuit, control circuit, digital-to-analog conversion circuit, regulator circuit andanalog-to-digital converter circuit composed of six parts.This system is based on the principle of single-chip microcomputer to control the unit AT89C51 to DAC0832 digital-to-analog converter chip reference voltage to control the output voltage, while the analog-to-digital converter ADC0832 chip convert the sampling of voltage to digital signals. Analog power supply to provide the various chips, digital amplifier control and the required operating voltage, display circuit for displaying the size of power supply output voltage, output voltage value may be stepping through the control button (± 0.1V), and a long button press when under the continuous increase or decrease. And compared to the traditional regulated power supply with easy to operate, high power stability, as well as the size of the output voltage characteristics of the use of digital display. This system has the resistance to interference well, the reliability is high, and finally output voltage value and real demonstration value precision higher merit.Key words: Digital DC Voltage-stabilized Power Source AT89C51 DAC0832 TLC1543目录摘要 (I)Abstract.................................................................................................................................. I I 绪论 (1)1 直流稳压电源 (3)1.1 直流稳压源概述 (4)1.1.1 直流稳压源的定义 (4)1.2 方案的比较与选择 (4)1.2.1 传统直流稳压源 (4)1.2.2 数控直流稳压电源 (5)1.2.3 方案的最终选择 (6)2 数控直流稳压电源设计 (7)2.1 系统总体设计方案 (7)2.2 数控直流稳压源总体结构 (7)3 数模转换模块设计与实现 (9)3.1 芯片方案选择 (9)3.2 DAC0832的简介 (9)3.3 DAC0832的引脚功能 (10)3.4 D/A时序图 (11)3.5 DAC0832数模转换模块的设计与实现 (11)4 TLC1543模数转换模块设计与实现 (13)4.1 TLC1543的简介 (13)4.2 TLC1543的特点 (13)4.3 TLC1543的引脚功能 (14)4.4 TLC1543的设计与实现 (14)5 辅助电源、升压﹑串联线性稳压模块的设计与实现 (15)5.1 辅助电源模块 (15)5.2 升压模块的分析 (16)5.2.1 MC34063简介 (16)5.2.2 MC34063的特点 (16)5.2.3 MC34063的电路原理 (16)5.2.4 MC34063模块的应用 (17)5.3 串联线性稳压模块 (17)5.3.1 集成运放作比较电路 (18)5.3.2 集成运放作比较电路原理 (19)5.3.3 串联线性稳压电路的应用 (19)5.3.4 LM358简介 (19)5.3.5 LM358特点 (20)6 控制﹑显示和键盘模块的设计与实现 (21)6.1 控制模块的分析 (21)6.1.1 单片机简介 (21)6.1.2 AT89C51单片机简介 (23)6.1.3 AT89C51单片机的性能参数: (23)6.1.4 AT89C51 内存空间 (24)6.1.5 AT89C51单片机的功能特性概述 (24)6.1.6 AT89C51接口设计 (27)6.1.7 外接MAX202的应用 (28)6.1.8 串口通信总线接口RS232(9芯)简介 (28)6.2 显示模块 (29)6.2.1 数码显示输出部分 (29)6.2.2 74HC373简介 (31)6.2.3 ULN2003简介 (32)6.3 键盘模块 (34)7 系统的软件设计 (35)7.1 开发工具介绍 (35)7.2 软件设计的概述 (35)8 单片机系统抗干扰说明和电路的实际调试 (40)8.1 单片机系统抗干扰说明 (40)8.2 显示模块和键盘的调试 (42)8.3 升压模块的调试 (42)8.4 串联线性稳压模块的调试 (43)8.5 AD/DA模块的调试 (43)9 设计总结和展望 (44)9.1 设计总结 (44)9.2 展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)附录A 源代码 (48)绪论电源技术尤其是数控电源技术是一门践性很强的工程技术,服务于各行各业。
基于单片机的数字直流稳压电源的设计毕业论文 精品
本科生毕业论文基于单片机的数字直流稳压电源的设计毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文《基于单片机的数字直流稳压电源的设计》是本人在指导老师的指导下,独立研究、写作的成果。
论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在论文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名:年月日基于单片机的数字直流稳压电源的设计摘要随着电子技术的不断发展,直流稳压电源已被运用于各类电子设备,仪器仪表与实际工程当中。
随着科技的进步,各行业对所需直流电源有了更高要求,需要精度更高,调节范围更广,输出功率更大,性能更稳定的直流稳压电源。
因而对其整体设计有了更高要求,需改变陈旧的设计思路及方法,为先进的设计思想以及电子元器件提供更创新的应用。
本文主要介绍了以AT89S52单片机为主控制器的直流稳压电源的设计方法,通过键盘设置直流电源的输出电压,数码管动态显示原理,定时中断原理,以此了解单片机的应用,同时介绍了数模转换芯片DAC0832和存储芯片24C01的工作原理。
由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成其系统。
输出电压范围在0~24V,最大电流可达330mA,设置步进等级能达0.1V,并显示其实际输出电压值。
本系统由单片机程序控制数字输出信号,以其作为核心,用LED数码管显示输出电压,通过按键增加或减少输出电压。
首先,本文将概述数字直流稳压电源的研究目的与意义,以及国内外发展状况,研究方法和整体设计思路。
其次,本文将主要介绍数字直流稳压电源的基本原理,硬件组成与其系统硬件电路设计。
并阐述数字直流稳压电源的整体设计思路以及数字直流稳压电源的功能模块设计及流程图最后,本文将介绍数字直流稳压电源系统的软件设计。
在附录中,本文还将给出系统的程序清单,供参考之用。
【关键词】:数控电源,AT89S52单片机,直流稳压,数模转换AbstractWith the continuous development of electronic technology, DC voltage has been applied to a variety of electronic equipment, instruments and practical engineering. With advances in technology, the industry has higher requirements for DC power required, need higher precision and a wider adjustment range, the output power is greater, more stable DC power supply.Thus have higher requirements for the overall design, need to change old design thinking and methods for advanced design idea and the application of electronic components with more innovative. This article introduces the AT89S52 Single-chip microcomputer design method of controller of DC power supply, keyboard sets the output DC power supply voltage, digital animating principle, principles of timing interrupt in order to understand the application of single-chip, along with a DAC chip memory chip 24C01 and DAC0832 works. Translates the analog power supply and control circuits, digital circuits, amplifiers, display circuits and other parts of their system. 0~24V output voltage range, the maximum current of 330mA, sets the step level of 0.1V, and its actual output voltage value is displayed.This system controlled by single chip digital output signal, in its capacity as the core, with LED digital tube display output voltage by pressing the increase or decrease in the output voltage.First of all, this article outlines digital DC voltage-stabilized power supply for research purpose and meaning, and developments at home and abroad, research methods, and overall design. Secondly, this article introduces the basic principles of digital DC voltage-stabilized power supply, hardware and system hardware circuit design.And set out the overall design as well as digital DC voltage-stabilized power supply features digital DC voltage-stabilized power supply module design and flowchartFinally, this article describes digital software designs of DC power supply system.In the Appendix, the article will list of system procedures, for reference purposes. [Keywords]:NC power supply, AT89S52 SCM, DC, DAC目录1绪论 (1)1.1数字直流稳压电源的研究目的及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (2)1.3研究的方法 (2)1.4 论文构成及整体设计思路 (2)2 数字直流稳压电源原理介绍 (3)2.1 方案选择及总体设计原理 (3)2.2 单片机AT89S52介绍 (4)2.3 矩阵式键盘扫描原理 (5)2.4 数码管动态显示原理 (6)2.5 DAC0832和24C01的使用介绍 (7)3数字直流稳压电源硬件电路设计 (11)3.1稳压电源数字部分电路 (11)3.1.1 单片机外围接口电路 (11)3.1.2 数字部分电路PCB设计 (18)3.2 稳压电源模拟部分电路 (19)3.2.1 电源部分电路 (19)3.2.2 输出电压控制单元电路 (20)4数字直流稳压电源软件程序设计 (25)4.1系统软件流程图 (25)4.2 系统程序的介绍 (27)结论 (31)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (44)1 绪论本章将介绍数字直流稳压电源系统研究的目的及意义,国内外电源技术的发展状况,系统的研究方法和整体设计思路,论文的构成以及系统的研究内容。
基于单片机的数字可调稳压电源
毕业设计 [论文]题目:基于单片机的数字可调稳压电源系别:电气与电子工程系专业:电气工程及其自动化姓名:学号:指导教师:毕业设计(论文)任务书题目基于单片机的数字式可调稳压电源系别电气与电子工程专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师发放日期2011-3-8注:任务书必须由指导教师和学生互相交流后,由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生,最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。
成绩评定·毕业设计(论文)成绩评定·答辩小组评定意见·一、评语(根据学生答辩情况及其论文质量综合评定)。
二、评分(按下表要求评定)答辩小组成员签字年月日毕业答辩说明1、答辩前,答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计(论文),为答辩做好准备,并根据毕业设计(论文)质量标准给出实际得分。
2、严肃认真组织答辩,公平、公正地给出答辩成绩。
3、指导教师应参加所指导学生的答辩,但在评定其成绩时宜回避。
4、答辩中要有专人作好答辩记录。
·指导教师评定意见·一、对毕业设计(论文)的学术评语(应具体、准确、实事求是):签字:年月日二、对毕业设计(论文)评分[按下表要求综合评定]。
(1)理工科评分表(2)文科评分表指导教师签字:年月摘要摘要基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。
其性能比传统的可调直流稳压电源好,非常适合一般教学和科研使用。
本文通过对一个基于单片机的数控直流稳压电源的设计,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,详细介绍了AT89C52单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时器中断原理,从而了解单片机相关指令在各方面的应用,同时还介绍了数模转换芯片DAC0832的工作原理。
系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成,输出0-12V电压范围,步进值为0.1V的直流电源。
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。
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————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:毕业设计论文题目:单片机控制可调直流稳压电源的设计姓名:学号:专业班级:2013/12/1admin内容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;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。
目录1. 引言 (4)2. 设计任务及要求 (4)2.1设计目的 (4)2.2设计内容 (4)3.电源设计方案及论证 (5)3.1设计方案分析 (5)3.2 D/A数字模拟转换模块 (6)3.3稳压模块 (6)3.4 按键控制模块 (7)3.5显示模块 (7)3.6 电源模块 (7)4.电源系统硬件介绍 (7)4.1 单片机模块 (7)4.1.1单片机介绍 (7)4.1.2 单片机外围电路介绍 (9)4.2 D/A模块 (10)4.2.1 DAC0832工作原理 (10)4.2.2 DAC0832及其外围电路 (11)4.2.3 D/A 转换的计算 (12)4.3 LED数码管显示模块 (14)4.3.1数码管结构 (14)4.3.2数码管工作原理 (14)4.3.3数码管连接电路图 (15)4.4直流电源 (15)4.4.1整流滤波、初步稳压 (15)5. 电源硬件电路仿真图 (16)6. 电源硬件电路原理图 (17)7. 硬件电路PCB图 (17)8.硬件电路实物图 (19)设计心得参考文献附录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。
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。
基于单片机的稳压电源的设计--
1 绪论以单片机为核心的直流稳压电源具有原理简单、稳定性好、精度高、成本低、易实现等诸多优点。
其性能优于传统的直流稳压电源,且操作方便,非常适合一般的教学和科研使用。
本设计是一个基于单片机的直流稳压电源,该电源采用AT89C51作为整个设计的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值。
采用键盘对输出电压值进行设置,随后通过D/A转换控制开关调整电路输出一个稳定电压。
1.1 课题背景及意义在我国,以电子学为核心技术的电源产业,从二十世纪60年代中期开始形成,到90年代以来,电源产业进入快速发展时期。
直流稳压电源广泛应用在现代电子、通信、航空航天、计算机等领域中。
为了适应响应快、精度高的直流稳压电源的要求,很多电源研究者将单片机数字控制引入到了电源领域,有效的改变了传统稳压电源对输出电压采用电位器进行粗调的方式,解决了传统的稳压电源输出电压响应慢、内部接线复杂等问题。
这种智能化的直流稳压电源使用了单片机技术和电压转换,使该电源的功能多、易控制、可靠性高、精度高且体积小、成本低。
本设计采用单片机和其它元器件及外围电路,开发一个数字式可调稳压电源。
能够设定输出电压值、电压值输出显示等功能。
通过此系统的设计,可以让开发者更深刻的掌握单片机基本原理,并熟悉外围电路的扩展,并提高C语言的硬件编程能力。
1.2 研究内容本论文主要研究基于单片机的直流稳压电源。
本设计的主要内容:(1)根据开关调整电路工作原理来设计直流稳压电源输出电压,对整个设计思路进行规划。
画出系统框图,掌握各个模块的分布、应用以及模块之间的协调;(2)通过C语言编写本次设计电压调节的程序;(3)利用Keil软件编译该设计的程序;(4)在Proteus ISIS绘图软件画出对应的仿真图,将编译之后的正确代码下载到硬件电路中,然后对其进行调试,得出相应的结果,并对结果进行分析。
2 总体方案论证本章从系统方案和设计方案等一些方面来进行论证。
设计方案的论证主要包括显示电路、开关调整电路、数模转换器DAC、模数转换ADC的选取、论证。
基于单片机的可调直流稳压电源设计论文__本科论文
哈尔滨剑桥学院毕业设计论文题目:基于单片机的可调直流稳压电源设计学生:李玉秋指导教师:刘媛媛讲师专业:电子信息工程(电气及其自动化)班级:09电气4班2013年 5 月毕业设计任务书毕业设计审阅评语毕业设计答辩评语及成绩基于单片机的可调直流稳压电源设计摘要随着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,目前,市场上各直流电源的基本环节大致相同,主要都包括交流电源、交流变压器(有时可以不用)、整流电路、滤波稳压电路等。
本文运用了将单片机控制系统应用于开关稳压电源的方法和原理,提出的开关电源可调稳压输出的观点。
认为可以实现开关电源的数控调节,并通过分析稳压工作原理、电压调节方法、AD芯片和单片机的工作原理,使输出电压下实现了0.1 ~15V步进调节。
最终得出了直流开关电源在单片机的控制下能够输出稳定的、可调的直流电压。
该可调稳压电源不仅具有开关电源体积小,损耗低的优点,还具有线性电源输出电压纹波小,输出特性好的优点。
并且引入单片机控制,使其在功能上具有一定智能化,能够满足一般低限度场合的供电需要。
具有一定的的研究意义及实用价值。
关键词:稳压电源;单片机;ADAdjustable DC Regulated Switching Power Supply Base on Single-chip MicrocomputerAbstractWith the rapid development of electronic technology, the DC power supply is widely used, its quality directly affects the electrical device or control the working performance of the system, at present, the market of the direct current power supply the basic link of roughly the same, mainly includes the AC power, the AC transformer (sometimes can not), a rectification circuit, a filtering voltage stabilizing circuit.This paper discusses the application of the single chip microcomputer control system applied in switching power supply method and principle, puts forward view point of adjustable voltage regulator output switching power supply for. That can realize switching power supply control regulation, and through the analysis of the working principle of voltage, voltage regulation method, A/D chip and the principle, so that the output voltage achieves to step regulator of 0.1~15V. Finally draw the conclusion that the DC switching power supply under the control of single-chip microcomputer can output stable, adjustable DC voltage.The adjustable regulated power supply has not only the advantages of small volume, low loss,but also the advantages of small output ripple voltage of linear power supply, advantages of output characteristics. And the introduction of SCM control, its function has certain intelligence, can satisfy needs of the general low limit the power occasions. And has certain research value and practical significance.Keywords:Regulated Power Supply; SCM; AD Chip目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 可调直流稳压电源国内发展现状 (1)1.2 可调直流稳压电源国外发展现状 (1)1.3 可调直流稳压电源研究的目的及意义 (1)2 可调直流稳压电源的基本原理 (3)2.1 直流稳压电源总体结构 (3)2.2 AT89C51单片机原理及其介绍 (4)2.3 数码管动态显示原理介绍 (8)2.4 数模转化电路原理介绍 (11)2.5 电源变压器原理介绍 (15)2.6 整流电路原理介绍 (15)2.7 滤波电路原理介绍 (16)2.8 稳压电路原理介绍 (18)2.9 保护电路原理介绍 (19)3 可调直流稳压电源硬件电路设计 (20)3.1 Protel 99SE (20)3.2 电源原理图设计 (22)3.2.1 开关电源电路设计 (22)3.2.2 模数转换电路设计 (22)3.2.3 保护电路设计 (23)3.2.4 单片机控制电路设计 (24)3.2.5 数码管显示电路设计 (24)3.2.6 电源硬件电路原理图 (25)4 可调直流稳压电源软件设计 (26)4.1 Keil编程软件 (26)4.2 C语言程序 (26)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)基于单片机的可调直流稳压电源设计1 绪论1.1 可调直流稳压电源国内发展现状在我国,以电力电子学为核心技术的电源产业,从二十世纪四十年代中期开始形成,到了九十年代以来,电源产业进入快速发展时期。
基于单片机高性能可调直流稳压电源的设计
基于单片机高性能可调直流稳压电源的设计High Quality DC Regulated Power Supply Based on SCM梁建伟刘志刚Liang JianweiLiu Zhigang(江西理工大学,江西赣州341000)(Jiangxi University of Science and Technology, Jiangxi Ganzhou341000)摘要: 本文介绍一种基于单片机高性能可调直流稳压电源的设计,该设计主要分为主电路与控制电路。
其中主电路包括: 采用二极管组成的三相桥式不可控整流电路,采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关功率管的降压斩波电路即稳压电路,以及电容滤波电路。
控制电路采用AT89C51单片机经过软件编程生成PWM波,它作为IGBT驱动电路EXB841的输入信号,实现对IGBT器件的导通关断控制。
AT89C51通过反馈电压与所需基准电压比较,调制PWM波,即改变占空比,从而实现高性能可调直流稳压。
关键词: PWM脉宽调制; IGBT开关功率管; 直流稳压电源; 单片机; IGBT驱动电路中图分类号:TN86 文献标识码:B文章编号:1671-4792-(2007)9-0096-03Abstract: This paper elaborates the design of DC regulated power supply with high performance on the baseof Single-chip Computer. The design mainly is distributed two parts: the power circuit and the control circuit.The former falls into three sections: the three-phase Full-Bridge uncontrolled Rectifier composed of diodes,the Buck chopper, the equal of voltage regulator, which adopts IGBT for switch pipe and the capacitance filter.The latter employs AT89C51 so as to produce the PWM wave by programming. Owing to the wave, as input signalsof the driving circuit of IGBT—EXB841, we can control the turn-on and turn-off of IGBT. AT89C51 modulates thePWM wave and changes the duty ratio via the comparison between the standard voltage needed and the feedback inorder to reach the achievement of DC regulated power supply with high performance.Keywords: PWM; IGBT; Direct Regulated Power Supply; Single-chip Computer; Driving Circuit of IGBT0引言直流稳压电源是一种常见的电子仪器,广泛地应用于电子电路、教学实验和科学研究等领域。
基于单片机的数控直流稳压电源的设计毕业设计
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 ................................................................. 错误!未定义书签。
第一章引言 ............................................... 错误!未定义书签。
.数控电源的进展史.................................... 错误!未定义书签。
.数控电源的应用范围 ................................ 错误!未定义书签。
.数控电源的优势 ....................................... 错误!未定义书签。
第二章系统的设计要求和方案选择....... 错误!未定义书签。
.设计要求.................................................. 错误!未定义书签。
.方案论证与比较 ....................................... 错误!未定义书签。
稳压电源的选择 ........................................................ 错误!未定义书签。
数字显示方案 .......................................................... 错误!未定义书签。
第三章系统硬件设计 ............................... 错误!未定义书签。
.系统设计.................................................. 错误!未定义书签。
.微操纵器模块........................................... 错误!未定义书签。
基于单片机AT89C51的数字稳压电源毕业论文
目录摘要 (1)一、前言 (1)1.1课题背景及意义 (5)二、总体方案论证 (5)2.1方案的比较与选择 (5)2.2系统主要模块的概述 (6)2.2.1 AT89C51单片机性能 (7)2.2.2 DAC0832数模转换器 (9)2.2.3 四运算放大器LM324 (10)2.2.4 LCD显示电路 (11)2.2.5 键盘电路 (12)三、硬件电路设计 (13)3.1单片机控制模块的设计 (13)3.2单片机时钟电路的设计 (14)3.3单片机复位电路的设计 (15)3.4键盘模块的设计 (16)3.5显示模块的设计 (17)3.6数模转换模块的设计 (20)3.7电压比较输出模块的设计 (20)四、软件设计 (22)4.1 软真开发平台Proteus仿真 (22)4.2 软件程序开发平台KEIL (23)4.3 主程序设计 (23)4.4 子程序设计 (25)4.4.1 液晶显示(读写数据)的设计 (25)4.4.2 D/A转换的设计 (26)4.4.3 键盘的设计 (26)五、系统测试与误差分析 (27)5.1 系统测试结果分析 (27)题目:基于单片机AT89C51的数字稳压电源摘要:本文所设计的基于单片机控制的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。
本设计采用了AT89C51单片机、DAC0832、四运算放大器LM324、独立键盘和液晶显示LCD1602来实现整体电路功能。
主要是对AT89C51单片机的各个I/O口的充分利用。
P0口连接液晶显示电路,P1口连接独立键盘电路,P2口直接连接DAC0832芯片输出电压,最终的电压通过带有真差动输入的四运算放大器。
这种设计总体上能充分利用单片机各个接口而不必添加额外芯片,大大减少成本和电路板面积,除此之外,此设计还打破了传统的电阻式的可调稳压直流电源的局限,以此能够在众多的电子设备中广泛应用。
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。
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。
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`基于单片机的直流稳压电源设计姓名:学号:基于单片机的直流稳压电源设计摘要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DAC00832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 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构成及研究内容 (5)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。
1.1研究目的及意义随着科技与经济高速发展,起到了关键性的作用是电源。
电源技术包括数控电源技术是一门亲自实践性很强的技术,电能最好用的应用技术是电力电子技术。
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。
随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
普通电源在工作时所产生的误差,很明显地影响整个系统的精确度,在使用时可能造成很多不良后果,随着数控电源在电子装置中的普遍使用,由电源引起的故障大大降低,因此电源的数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的。
其中,数控直流稳压电源就是一个典型例子,人们对它的要求也越来越高,要想为现代人的工作、科研、生活提供更好的、更方便的设施就需要从数字电子技术入手,一切向数字化、智能化方向发展。
另外,对我们学生而言,在实验过程中有一个稳定可调的直流电源也是很有必要的,在很大程度上方便了我们的实验操作,提高实验的精确度。
因传统的直流稳压电源输出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的,并由电压表指示电压值的大小,这种直流稳压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高、不易调准、电路构成复杂、体积大等缺点,而基于单片机控制的数字式可调稳压电源能较好地解决了以上问题。
本题采用单片机和其它元器件及外围电路,开发一个数字式可调稳压电源。
能够步进调节输出电压值,具有电压值输出显示等功能。
通过此系统的设计,让开发者更深刻的掌握单片机基本原理,并熟悉一些外围电路的扩展,以及进一步提高C语言的硬件编程能力。
1.2直流稳压电源的发展方向1.2.1智能化目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时,几乎没有不考虑采用微处理器的。
以微处理器为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路,将计算机技术与测量控制技术结合在一起,组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。
智能仪器解决了许多传统仪表不能或不易解决的难题,同时还能简化系统电路,提高系统的可靠性,加快产品的开发速度。
直流稳压电源一方面为仪器仪表提供电能量,是仪器仪表的“动力源”,另一面它本身就是仪器仪表,因此,它有可能而且应当智能化。
具体地说,智能化的直流稳压电源电源应当具有以下功能特点:①操作自动化。
系统的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。
②具有自检测功能。
包括自动调零、自动故障检测与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换,系统能自动检测出故障的部位甚至故障的原因。
③具有友好的人机对话能力。
智能化的直流稳压电源使用键盘代替传统直流稳压电源中的切换开关,操作人员只需通过键盘输入命令,就能实现某种测量功能。
与此同时,智能直流稳压电源还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及测量数据的处理结果及时告诉操作人员,使系统的操作更加方便直观。
④网络管理能力。
随着互联网技术应用日益普及和信息处理技术的不断发展,直流稳压电源通过RS232接口实现与上位PC机通信,从而使网络技术人员可以随时监视电源设备运行状态、各项技术参数;网络技术人员可通过网络定时开关电源,实现远程开关机等功能。
1.2.2数字化在传统直流稳压电源中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。
在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。
但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。
1.2.3模块化电源的模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化;其二是指电源单元的模块化。
模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。
大功率的电源,由于器件容量的限制和增加冗余,需要提高对可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。
极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作。
1.2.4 绿色化电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次,这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC对此制定了一系列标准,如IEC555、 IEC917等。
20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,为21世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产品奠定了基础[7]。
1.3国内外发展状况电力电子技术已发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术,电源技术属于电力电子技术的范畴。
电源技术主要是为信息产业服务的,信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求,从而促进了电源技术的发展,两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。
迄今为止,电源已成为非常重要的基础科技和产业,并广泛应用于各行业,从日常生活到最尖端的科学都离不开电源技术的参与和支持,其发展趋势为高频、高效、高密度化,低压、大电流化和多元化。
同时,封装结构、外形尺寸日趋接近国际标准化,以适应全球一体化市场的要求。
在我国,以电力电子学为核心技术的电源产业,从二十世纪60年代中期开始形成,到了90年代以来,电源产业进入快速发展时期。
一方面,电源产业规模的发展在加快;一方面,在国家自然科学基金的资助下或创新意识指导下,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,目前国内还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究和基础创新研究。
但是我国电源产业与发达国家相比,存在着很大的差距和不足:在电源产品的质量、可靠性、开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、网络化、持续创新能力等方面的差距为10-15年,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。