基于单片机的数控直流稳压电源的设计毕业设计
毕业设计论文(基于51单片机数控直流电源的设计)
本文主要论述了一种基于51单片机为核心控制器的数控直流电源的设计原理和实现方法。
该电源具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和电流信号可同时显示功能。
文章介绍了系统的总体设计方案，其主要由微控制器模块、稳压控制模块、电压/电流采样模块、显示模块、键盘模块、电源模块五部分构成。
该系统原理是以STC89C52单片机为控制单元，以数模转换芯片DAC0832输出参考电压控制电压转换模块LM317输出电压大小，同时输出稳压、恒流采用模数转换芯片ADC0832对采样的电压、电流转换为数字信号，再通过单片机实现闭环控制。
文章最后对数控直流电源的主要性能参数进行了测定和总结，并对其发展前景进行了展望。
单片机（MCU）；数模转换器（DAC）；模数转换器（ADC）；闭环控制惠州学院毕业论文Based on the 51 microcontrollernumerical DCpower supply designAuthor：Liu Xuezhi Major：Electronic information technologyTeacher：Huang Lin Title：Associate ProfessorAbstractThe method of this paper based on the 51 microcontroller core of the numericalcontroller DC power supply design theory and realization. The power supply has some functions such as presetting voltage, stepping adjustment, displaying the output voltagesignals and current signals at the same time. This paper introduces a general designing plan ofthe system, which is mainly consisted of micro-controller module, DC Regulatorsmodule,voltage/current sampling module, display module, keyboard module, power supply module.The system is based on the principle of single-chip microcomputer to control the unit STC89C52 to DAC0832 digital-to-analog converter chip reference voltage to control theoutput voltage LM317 output voltage conversion module size, while the output voltage regulator, current use of analog-to-digital converter ADC0832 chip sampling of voltage andcurrent converted to digital signals, and then through the single-chip closed-loop control toachieve. Article on the main DC power supply CNC performance parameters were measured and summarized, and their development prospects.Keywords microcontroller (MCU) ，the Digital to Analog (DAC)，the Analog toDigital (ADC)，the closed-loop control基于51单片机数控直流电源的设计1.前言………………………………………………………………………………11.1研究背景及意义…………………………………………………………………11.2国内外研究现状…………………………………………………………………11.3课题的主要内容…………………………………………………………………21.4论文的总体结构…………………………………………………………………32.方案论证与设计基础知识…………………………………………………………32.1方案设计与论证…………………………………………………………………32.2主控单片机(MCU) (5)2.3液晶显示屏（1602）……………………………………………………………62.4三端可调稳压器…………………………………………………………………82.5运算放大器OP07 (9)2.6数模转换芯片 (10)2.7模数转换芯片 (11)3.系统电路原理及硬件实现 (12)3.1系统总体框图 (12)3.2系统模块电路设计……………………………………………………………133.2.1单片机控制模块………………………………………………………………13惠州学院毕业论文3.2.2稳压控制模块…………………………………………………………………143.2.3电压与电流采样模块…………………………………………………………153.2.4显示模块………………………………………………………………………183.2.5电源模块………………………………………………………………………193.2.6键盘模块………………………………………………………………………203.3系统整体原理图………………………………………………………………204.系统的软件设计…………………………………………………………………214.1软件设计思路…………………………………………………………………214.2系统软件流程…………………………………………………………………214.2.1主程序模块……………………………………………………………………214.2.2闭环比较程序模块…………………………………………………………235.系统测试与误差分析……………………………………………………………245.1系统测试………………………………………………………………………245.1.1软件测试……………………………………………………………………245.1.2硬件测试……………………………………………………………………245.1.3系统整体测试…………………………………………………………………255.2误差分析………………………………………………………………………266.设计总结和展望…………………………………………………………………27致谢…………………………………………………………………………………29参考文献……………………………………………………………………………30附录1系统整体原理图………………………………………………………………31附录2系统源程序……………………………………………………………………32基于51单片机数控直流电源的设计1.1.1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。
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案一、设计方案简介基于单片机的数控直流稳压电源设计方案主要是通过单片机控制开关电源的开关管，控制输出电压的稳定性和精度。
本设计方案采用闭环控制的方式，通过反馈电路将输出电压反馈给单片机，单片机根据反馈信号控制开关电源的开关管进行开关操作，以实现电源输出电压的稳定。
二、设计方案详细介绍1.系统总体设计：本设计方案将开关电源分为输入电源模块、控制模块和输出电源模块。
输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压，以保证输入电源的稳定性；控制模块主要是使用单片机进行控制，接收反馈电路的反馈信号，根据设定值进行比较，并控制开关电源的开关管进行开关操作；输出电源模块主要是将开关电源的输出电压经过滤波和稳压处理，以保证输出电压的稳定性和精度。
2.输入电源模块设计：输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压处理，保证输入电源的稳定性和安全性。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
同时，可以使用稳压芯片来实现输入电压的稳压。
3.控制模块设计：控制模块使用单片机进行控制，主要是通过反馈电路将输出电压反馈给单片机，并经过AD转换后与设定值进行比较。
根据比较结果，单片机控制开关电源的开关管进行开关操作，调整输出电压的稳定性。
在控制过程中，可以设置合适的控制算法，如PID控制算法，以提高控制的精度和稳定性。
4.输出电源模块设计：输出电源模块主要是对开关电源的输出电压进行滤波和稳压处理，以保证输出电压的稳定性和精度。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
可以使用稳压芯片或者反馈调节电路来实现输出电压的稳压。
5.电源保护设计：为了保护电源和设备的安全性，可以设计过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等保护电路。
过压保护可以使用过压保护芯片，欠压保护可以使用欠压保护芯片，过流保护可以通过电流传感器实现，短路保护可以通过保险丝或者短路保护芯片实现。
三、设计方案的优势和应用1.优势：本设计方案采用闭环控制的方式，通过反馈电路将输出电压反馈给单片机，使得输出电压的稳定性和精度得到保证。
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。
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。
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I（2007届）本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系：电气与信息工程学院 专业：自 动 化 学 生 姓名：刘 慧 班级：自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名：宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩：湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院（系）：电气与信息工程学院专业：自动化学号：46030212学生姓名：刘慧指导教师：宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为＋1.4V～+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM350的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。
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。
关键词：数控，步进，三端可调稳压器I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current powersupply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一：采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二：采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三：采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)（1）主程序的源程序清单 (33)（2）外中断1子程序的源程序清单 (35)（3）显示子程序的源程序清单 (36)（4）键扫子程序的源程序清单 (37)（5）延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V湖南工业大学本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压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。
基于单片机的直流稳压电源毕业设计
基于单片机的直流稳压电源毕业设计基于单片机的直流稳压电源是一种能够提供稳定的直流电压输出的装置。
它广泛应用于各种电子设备和电子系统中，并且对电子设备的正常工作起到至关重要的作用。
本文将介绍这样一个基于单片机的直流稳压电源的毕业设计，并详细讨论其设计原理、电路图和功能。
首先，我们来介绍这个直流稳压电源的设计原理。
该电源的设计采用了单片机作为控制核心，通过精确的反馈控制来保持稳定的输出电压。
具体来说，单片机通过测量输出电压并与设定的目标值进行比较，然后相应地调整控制电路的工作状态，以实现电压的稳定输出。
单片机还可以监测电源的工作状态，并在出现异常情况时采取相应的保护措施，以防止电源和连接的设备受到损坏。
其次，我们来看看这个直流稳压电源的电路图。
电路图中包括了电源输入部分、控制部分和输出部分。
电源输入部分主要包括输入电源接口、输入滤波电路和过压保护电路。
控制部分由单片机和与之连接的外围电路组成，用于控制电源的工作状态和输出电压。
输出部分由电压稳压电路和输出滤波电路组成，用于提供稳定的输出电压。
此外，电路图还包括了保护电路，用于保护电源和负载设备免受过电流、过压和过热等异常情况的影响。
最后，我们来讨论一下这个直流稳压电源的功能。
该电源具有以下几个主要功能：1.稳定输出电压：通过单片机的精确控制，电源可以提供稳定的输出电压，以满足负载设备的要求。
2.输入保护：通过过压保护电路，电源可以在输入电源过压时及时切断电源输入，以保护电源和负载设备。
3.负载保护：通过输出过电流保护电路，电源可以在输出电流超出额定值时及时切断电源输出，以保护电源和负载设备。
4.温度保护：通过温度传感器和过热保护电路，电源可以在工作温度超出安全范围时及时切断电源输出，以确保电源的安全运行。
总结起来，这个基于单片机的直流稳压电源是一种功能强大的装置，能够提供稳定的输出电压，并具有输入和负载保护功能。
它的设计原理、电路图和功能使得其能够广泛应用于各种电子设备和电子系统中。
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。
基于单片机的数控直流稳压电源软件设计
[9]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社
2）实验设备：
·硬件：PC机一台
周立功单片机LPC2210教学实验平台一台
液晶显示屏（1602）一块
·软件：WindowsXP系统，ADS1.2集成开发环境
3）实验环境：实验室
成绩计算方法(确定比例)
指导教师成绩(％)；审阅成绩(％)；答辩成绩(％)
学生实得成绩(百分制)
指导教师成绩；审阅成绩；答辩成绩；总评
综
合
评
语
毕业论文(设计)总评成绩(等级)：
学院答辩委员会主任(签字)：学院(签章)
年月日
备
注
(题目难度及完成工作量；(应用中外文献资料的能力；(论文(设计)文档质量及规范性；(对知识的综合运用能力；(论文(设计)水平与创新；(计算机应用能力；(学习态度与平时表现；(独立工作能力；(特殊贡献方面。
指导教师成绩： 指导教师(签字)：年月日
评
阅
教
师
评
阅
意
见
建议评阅教师在评阅学生的毕业论文(设计)时应考虑以下几方面的问题：
3．本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路
在基于单片机的数控直流稳压电源软件设计课题中，需要重要研究的关键问题有3个：
1、如何实现对电源的输出控制
系统设计的目的是要用微处理器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范围内步进可调，精度要求高。实现的途径很多，可以用DAC的模拟输出控制电源的基准电压或分压电阻，或者用其它更有效地方法，因此如何选择简单有效地方法是本课题余姚解决的首要问题。
6．指导教师审阅意见
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。
1基于单片机的数控电压源课程设计(毕业设计)-推荐下载
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，
+5V +15 -15V
D/A 转换 DAC0832
可调稳压源
A/D 转换 ADC0809
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，
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。
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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 (2)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 (3)2.2.1稳压电源的选择 (3)2.2.2 数字显示方案 (4)第三章系统硬件设计 (4)3.1.系统设计 (4)3.2.微控制器模块 (5)3.2.1 8051单片机的性能 (5)3.2.2 8051单片机的最小系统 (6)3.3.电源模块 (7)3.3.1单片机供电模块 (7)3.3.2整流滤波电路和+5v供电模块 (7)3.4.W117电阻网络和继电器驱动电路 (8)3.5.显示电路 (10)3.6.键盘电路 (10)第四章软件 (11)4.1.主程序 (11)4.2.扫描键盘程序 (17)4.3.显示驱动程序 (18)第五章总结 (23)第六章附件（电路图） (25)参考文献 (26)致谢 (27)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。
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。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。
电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准，才能够进入市场。
随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用。
到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。
目前在电力电子器件方面，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。
数字化智能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。
1.2. 数控电源的应用范围在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。
但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。
这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。
滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。
传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小. 因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损.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。
从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源智能化, 基本实现了直流电源的无人值守。
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。
数控电源采用按键盘，可对输出电压进行设置, 输出由单片机通过D/A,控制驱动模块输出一个稳定电压。
同时稳压方法采用单片机控制, 单片机通过A/D 采样输出电压, 与设定值进行比较, 若有偏差则调整输出, 越限则输出报警信号并截流。
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LCD显示, 由键盘控制进行动态逻辑切换。
以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计,电源采用数字调节、输出精度高, 特别适用于各种有较高精度要求的场合。
1.3. 数控电源的优点(1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。
(2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。
(3)控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统(或不同型号的产品)，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。
第二章系统的设计要求和方案选择2.1. 设计要求系统电压调节范围为0～12V，最大输出电流1A，具有过载和短路保护功能。
输出电压可用1602LCD液晶显示。
键盘设有6个键，复位键，步进增减1V两个键，步进增减0.1V两个键以及确认键。
复位键用于启动参数设定状态（5V），步进增减键用于设定参数数值，确认键用于确认输出设定值.电源开机设定电压输出默认值为5V。
通过步进增减按键功能选择可在不同的设定参数之间切换，再按确认键进入设定电压输出状态。
若按复位键，则电压输出恢复5V。
系统设有自动识别功能，将不接受超出使用范围（0～12V）的设定值2.2. 方案论证与比较2.2.1稳压电源的选择方案一：简单的并联型稳压电源并联型稳压电源的调整元件与负载并联，因而具有极低的输出电阻，动态特性好，电路简单，并具有自动保护功能；负载短路时调整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大。
方案二：串联型稳压电源并联稳压电源有效率低、输出电压调节范围小和稳定度不高这三个缺点。
而串联稳压电源可以避免这些缺点，同时串联稳压电源可以通过三端稳压实现，而且这类芯片内部都有过流和过热的保护电路，例如W117，其额定电流可达1.5A，输出电压的调节范围为1.2-37V，内部有过流和过热保护电路，而且价格也的相当便宜如图2.1所示，所以综合考虑采用方案二。
图2.1三端稳压器2.2.2 数字显示方案方案一：液晶显示器显示利用单片机的软硬件资源实现高精度高速A/D转换，转换精度和转换速度可以通过软件来改变。
但是对软件部分要求非常高不易实现。
方案二：数码管显示数码管显示分为静态显示和动态显示两种，但是不管哪种显示都具有结构简单、易于实现等优点。
同时采用3位数码管完全可以满足本设计的要求。
在用8051控制的同时，可以简化软件程序，快速实现。
所以本设计中采用数码管显示。
第三章系统硬件设计3.1. 系统设计由于本设计的输入为220V的交流电电压，所以必须先经过整流滤波电路然后经过三端稳压器的处理输出直流稳定的电压，当然在输出前还得有单片机的控制才可以输出。
在控制中单片机通过接受来自键盘的指令信号，并且通过数码显示器显示当前值，然后由单片机发出控制信号控制接口和驱动电路来控制稳压器的输出，通过数码显示器显示输出值。
具体的系统图如图3.1所示。
图3.1系统流程图3.2. 微控制器模块3.2.1 8051单片机的性能AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
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。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
主要特性为：（1）与MCS-51 兼容（2）4K字节可编程闪烁存储器（3）寿命：1000写/擦循环（4）数据保留时间：10年（5）全静态工作：0Hz-24Hz（6）三级程序存储器锁定（7）128*8位内部RAM（8）32可编程I/O线（9）两个16位定时器/计数器（10）5个中断源（11）可编程串行通道（12）低功耗的闲置和掉电模式（13）片内振荡器和时钟电路3.2.2 8051单片机的最小系统对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。
51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。
在次最小系统中包含了复位电路、振荡电路和供电电路。
如图3.2所示。
图3.2单片机最小系统3.3. 电源模块3.3.1单片机供电模块为了满足单片机的正常工作，必须给其提供+5v的直流电源，所以设计一个可以使用usb的5v直流供电电路，具体电路如图3.3.1所示。
图3.3.1单片机供电图3.3.2整流滤波电路和+5v供电模块整流电路采用桥式电路，整流管采用普遍使用桥堆。
根据使用手册可知W7805的输入端电压为9V，W117的输入电压为25V，具体电路如图3.3.2所示。
图3.3.2辅助电源模块3.4. W117电阻网络和继电器驱动电路根据w117的基本功能，调压电阻网络可采用如图3.4.1所示电路。
这里的电阻网络采用分立元件组成的8为权电阻串联式网络，而开关采用舌簧式继电器的触点。
为了使W117正常工作，要求流过R1的电流不小于5mA，而R1两端的电压为恒定的1.25v，所以若取流过R1的电流为5mA，则R1=1.25V/5mA=250，为了满足调节单位为0.1v，故R=0.1/5mA=20，则可以求得该网络的其他电阻值。