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10mv

b输出电流: 500mA

c 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。最终电压幅值可经过一个稳压电路后稳定输出。且最后输出的电压值可通过单片机控制在数码显示管上显示出来，并时刻刷新调整电压后的幅值。

a．方框图如下

电源输入

键盘输入

b。原理图如下

2.3两种方案比较

方案一的电源电压切换采用DAC 控制速度比较快，切换方便，且可以输出较高频率的几种波形，所需器件较少，元器件较常见而且便宜，缺点是放大器的电压要求比较高，需要0~15V 的输出，需要多种电源供电。方案二采用继电器控制为机械式。基本原理简单，实现比较方便，电源电压也可以调整到较精确的数值，但是它需要较大的工作电流，原器件价格较贵，而且继

电器会产生噪声污染。比较之后，两种方案各有优缺点，所以可以任意选取一种进行软硬件组装。

直流数控电压源设计

3．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。

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。

3.2 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FLASH存储器，用于程序存储，可擦写1000次；

4）256B的片数据存储器，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。

3.3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，被部上拉为高，可用作输入，该口在设计