数控电压源的设计仿真与制作
数控直流电压源(设计报告)
1 系统设计1.1 总体设计方案1.2.1 设计分析从题目来看，要求设计并制作一个数控直流电压源。
输入交流200～240V，50Hz，输出电压范围：0.01V～+11.99V；可设置并显示输出电压给定值。
1.2.2 设计思路题目要求设计一个数控直流电压源，在设计时采用ATmega16单片机作为控制核心，通过运算放大器LF356放大单片机输入的PWM信号电压，然后利用三极管TIP122和TIP127互补对管推挽放大信号电流，利用运算放大器负反馈调节电压增益，通过AD采样与单片机组成闭环控制系统，从而实现对输出电压的有效控制。
控制部分由键盘输入需要的电压设定值，按下确认按键后，通过闭环控制将预置值与AD采样的值相比较，寻找与预置的电压相匹配的值，最后在LCD12864液晶上显示。
1.2.3 方案论证(1) 控制系统的方案论证与选择基于系统闭环控制的调节精度可控，且稳定性较高，设计时对输出电压的实时采样，通过单片机对系统进行闭环控制，利用相对误差来调节PWM的占空比，使采样的输出电压接近于输入需要的电压设定值。
设计的总体方框图如图1.2.2所示。
该方案采用资源丰富的主流AVR单片机ATmega16，此单片机带有8通道单端或差分输入的10位AD转换器，简化了外围电路的设计，节约了资源，该单片机运行速度快，性价比高，能够很好的满足设计的各项要求。
另外，为了保障系统的稳定性, 本数控恒压源系统电路中还加入了过流保护电路，实时保障系统的安全性能。
图1.2.1 数控恒压源的原理方框图2 硬件电路的设计2.1 总体方案电路的设计系统主要由供电电源、运算放大电路、单片机小系统、互补推挽放大电路、AD 采样和滤波电路、过流保护电路组成，其系统方案总图如图2.1.1所示。
单片机小系统核心芯片采用ATmega16作为主控芯片，由各个模块组成的闭环控制系统来调节预置电压与输出电压的差值，使输出电压尽可能的接近于预置电压，从而实现高精度的有效控制。
3 论文 简易数控直流稳压电源设计与仿真
简易数控直流稳压电源设计与仿真张晓刚涉县职教中心机电专业办2008-11-10简易数控直流稳压电源设计与仿真摘要本文所介绍的数控直流稳压电源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，其输出电压大小采用数码管显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路，具有控制精度高制作比较容易等优点。
关键词稳压电源；数控；数模转换；可逆计数第1章绪论随着人们生活水平的不断提高,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,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。
但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、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，一切向数字化和智能化方向发展。
本文所介绍的数控直流稳压电源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，其输出电压大小采用数字显示，可用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路；具有控制精度高，制作比较容易等优点。
第2章电路设计2.1电路设计方案本文介绍的简易数控直流稳压电源共有六部分组成，其中输出电压的调节是通过“+” 和“-”两个按键来操作的；步进电压精确到0.1V去控制可逆计数器分别作加，减计数；可逆计数器的二进制数字输出分两路运行，一路用于驱动数字显示电路，精确显示当前输出电压值；另一路进入数模转换电路（D/A转换电路）；数模转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，然后经过射极跟随器的控制,调整输出级，使输出稳定直流电压。
由于题目是数控稳压电源，并且有精确的步进值，因而不适合采用普通的串并联方式的线性稳压电源。
且由于电路结构简单，集成度高，可以很容易的实现精确的递增和递减的功能控制。
随着数字器件的发展，构造一个精确的可逆计数器很容易实现。
课程设计数控电源设计分析与实现
W1
输出电压与两个电阻的关系: Vout=1.25（1+W1/R1）
在使用317稳压块的输出电压计算公式计算其输出电压时，必须保证R1≤0.83K
W1≤23.74KΩ两个不等式同时成立，才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。
(Vout/（R1+W1）≥1.5mA) -------------请参考百度百科“LM317”的描述可取R1=300Ω，则调整W1，可以改变输出电压。
对于设计要求输出的1.5V----15V 可推算出W1的范围为：W1=（Vout /1.25-1）x R1 60Ω----3.3KΩ以上电路加上变压器和整流滤波电路，可构成手动调压的可调直流稳压电源。
6、档位开关电路：
如果把W1换成一个个阻值不同的电阻，然后用开关一个个地接入电路机械开关，换成受数字电路控制的
对于由上述八个电子开关构成的电路，要让第一路开关导通，我们需
但是由于复位按钮存在抖动现象，虽然采用了在其输入端并联电容到地的方式来消抖，但是可能还是会产生误操作。
为此使用
触发电路，得到可靠的脉冲送至4017的输入端，如下图：
四、设计与实现：
protel画出完整的电路图，最好经过仿真或搭接实际电路验证通。
数控电压源的设计
xxxxxxxxxxxxxx 本科生毕业设计（论文）学院: xxxxxxxxxxxxxxx专业：xxxxxxxxxxxxxxx学生: xxxxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxxxx完成日期：xxxxxxxxxxxxxxx38 页3 表17 幅 XXXXXXXXXXXXXXX 本科生毕业设计（论文）总计毕业设计（论文）表格插图数控电压源的设计（实物制作）摘要本课题以LM2576-ADJ乍为调整输出电压的主控器件，通过调节按键来调整输出电压。
同时借助AD0832进行A/D转换并一次将需要显示的信息提供给数码管。
本系统由五个模块构成，分别为LM2576输出电压控制模块、单片机、数码管显示模块、整流滤波模块以及AD0832A/D转换模块，通过这几个模块的有机组合，构成一个完整的数控稳压电源。
该稳压电源具有数字显示功能，还具有能耗低、电压稳的优点。
关键词：LM2576输出电压；单片机；数码管AbstractThis topic to a LM2576 - ADJ as main control device to adjust the output voltage, by adjusting the slide rheostat value to adjust the output voltage.At the same time use AD0832 to A/D conversion and A will need to display the information provided to digital tube.This system is composed of six modules, respectively LM2576 output voltage control module, microcontroller, digital tube display module, rectifier filtering module, AD0832 A/D conversion module and DS18B20 temperature measurement module, through the organic combination of several modules, constitute A complete numerical control regulated power supply.The regulated power supply with digital display function, but also has the advantages of low energy consumption, the voltage stability.Key words ：LM2576;The output voltage;Single chip microcomputer;Digitalt目录摘要. (I)Abstract . (II)第一章概述. (1)1.1 引言. (1)1.2 数控电压源的意义 (2)1.3 国内外现状研究 (3)1.4 数控电压源的设计要求. (4)第二章方案论证与比较 (5)2.1 输出电压控制模块 (5)2.2 显示模块 (6)2. 3 控制芯片的模块. (6)2. 4 按键模块. (6)第三章控制电路设计. (7)3.1 STC89C51 简介 (7)3.2 STC89C51主要相关参数 (8)3.3 STC89C51 引脚说明 (8)3.4 单片机最小系统 (10)3.5 中断技术 (12)第四章数控稳压电源电源电路模块 (14)4.1 整流滤波电路 (14)4.2 输出电压控制的设计 (14)4.3 D/A 转换和显示电路的设计 (16)第五章系统软件程序设计 (20)5.1 程序设计、流程图 (20)5.2 部分程序流程图 (20)5.3 数码管显示子程序流程图 (22)第六章系统调试与测试结果 (24)6.1 系统软件调试 (24)6.2 系统硬件调试 (24)6.3 测试结果 (24)测试结果统计表： (24)结论. (25)参考文献. (26)致谢. (27)附录一系统仿真图. (28)附录二程序. (29)第一章概述1.1 引言电源技术的发展在现代工业的发展中起到了不可替代的作用。
数控直流电压源
数控直流电压源的设计一电源电路设计思路图如下在multisim 软件中的仿真图如下电路如图所示1 降压将220v 50Hz的交流电通过变压器，获得15v的交流电（根据实际需要选择不同的型号的变压器以获得不同的电压）2整流利用桥式整流，把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小人有脉动的直流电。
如图所示将电路与单相全波桥式整流桥连接（此处选用1B4B42）,整流后电压波形如下图所示3滤波整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
本方案我们选择电容滤波，由滤波电路我们可以分析得出输出电压与放电时间常数R L C有关，R L C越大，电容器放电速度越慢，则输出电压所包含的波纹成分越小，U O(AV)越大。
这里我们选用820uF的电容和1.8KΩ的电阻，滤波效果如下图所示。
红线表示滤波后的电压4稳压滤波后的电压比较平稳，但仍不能满足我们的实际需要，所以我们仍需加上稳压芯片，这里我们选用LM7805、LM7815、LM7915（这三个芯片的资料见稳压芯片资料）。
二 控制电路1 总体硬件设计总框图如下图所示系统硬件框图电路组成及工作原理图如下图所示2 D/A 转换器DAC0832DAC0832是双列直插式8位D/A 转换器，能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。
图2-4 DAC0832引脚图其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10～-10)V，供电电源为(+5～+15)V。
特点：在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号/XFER。
数控直流稳压电源的设计与制作
数控直流稳压电源的设计与制作摘要：本系统以STC89C52为核心，主电路利用达林顿管进行稳压输出，采用电压、电流闭环反馈控制电路，调整达林顿管的导通率，达到稳压输出的目的。
通过键盘来设置直流电源的输出电流，并可由液晶显示器显示输出的电压、电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流（压）。
系统通过单片机以及其外围器件实现输出电压、电流的显示，人机交互，输出电流、电压的实时测量，输出过流保护等功能。
实际测量表明，采用达林顿管和LM324运放进行稳压输出基本能够完成题目要求的所有指标。
关键词：STC89C52 A/D转换器 D/A转换器运算放大器恒压源1、设计目的本设计以STC89C52单片机为核心，设计并制作直流电源。
其中，控制回路我们采用了电压、电流双重闭环反馈控制电路，达到电压、电流稳定输出同时，进行过流保护，使该系统更加的完善。
本系统输入交流电压范围：200-240V;输出电压可调范围:0-- +12V、输出电流可调范围：0—1A；过电流保护动作电流：1.1A。
2、功能要求（1）、通过“+”、“-”键步进调整输出电压的上升、电压的下降。
（2）、输出电压和电流值通过4为LED数码管显示，显示精度分别为0.1V 和0.01A。
（3）、通过“F1”键视线电压/电流显示切换，开机默认显示电压，按“F1”键转换为显示电流，再按显示电压。
（4）、过流保护与报警功能。
一、系统组成及工作原理本系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要完成数字显示、输出信号的采集、数控电源的调节，A/D和D/A转换等电路组成，数控电源的系统图1-1所示。
软件主要完成信号的扫描和处理、芯片的驱动和输出控制、调节等功能。
我们通过调节“+、- ”两个按键从而达到控制输出电压的升降。
该系统采用了电压电流反馈控制双闭环控制电路，一方面可实现反馈稳定电压、电流的同时，进行过流保护；另一方面将输出电压、电流通过四位七段的数码管显示。
数控直流电压源的设计
数控直流电压源的设计、制作与调试范小虎一、引言：数控直流电压源是与普通直流电压源相比，具有输出电压不连续变化的特点并且能由数码管显示，可以由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减输出电压。
本例设计的电压源输出电压的范围：0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV，除具有以上显示控制功能外还能实现输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变），以及通过接入单稳态电路，可以克服按键抖动引起的误动作，运用计数器的反馈清零接法，起到防止误操作的作用。
二、设计任务及要求:基本原理框图：1、基本要求：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：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步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
2．发挥部分：（1）输出电压可预置在0～9.9V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0.1V不变）三、方案的设计与选择数控部分的设计:将“＋”、“－”信号接入CD4013单稳态电路，克服按键抖动引起的误操作，方波信号可用CD4060产生,利用CD4011及4069实现对CD192“＋”、“－”计数的选通，然后通过CD4511译码后送入数码管显示。
（数控部分也可用单片机实现）D/A转换的设计：方案一：采用7805构成直流电源采用7805构成直流电源的电路如图所示，改变RP阻值使7805的公共端的电压在-5V到4.9V之间可调，则7805的输出端电压就可实现-0V－+9.9V之间可调了。
这种方案是利用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。
但存在不好数控的问题。
方案二：采用7805与运放结合构成直流电源将2位BCD码的数字信号变换为模拟电压，可以采用集成D/A转换器(如DAC0832),也可采用分立的变形权电阻及运算放大器构成D/A。
数控直流电压源设计与实现
数控直流电压源设计与实现概要：本数控直流电压源设计方案巧妙、电路及控制原理简单，输出可调且具有不错的带负载能力、很高的转换效率，可应用于供电电压在24V以下的各类电子设备供电。
传统可调电源往往通过电位器来达到目的，虽然这样的电源有很大的输出功率，但很难做到精确调整，效率也不高。
而数控直流电压源输出精确可调，亦有较高的输出功率以及转换效率，且更加轻便。
本文的目的就是研究和实现高效低耗的数控直流电压源。
1数控直流电压源基本组成及工作原理本文所设计的数控直流电压源的基本组成结构框图如图1所示，系统中，MCU选用AVR单片机Atmega16，它内部资源丰富，功耗低，可以保证系统稳定、可靠运行。
DA转换器选用TLC5615，其基准源由基准源芯片REF5020产生。
模拟电路模块包括开关稳压芯片LM2596_ADJ，运放芯片TL082，开关型电压转换芯片LMC7660以及功率电感等器件，共同构成一个BUCK电路。
输出电压、电流经采样电路采入MCU并由液晶LCD5110进行显示。
按键作为输入设备，对输出电压进行设置。
本设计工作原理是将单片机与DA转换器进行SPI通信，使DA输出可调的控制电压，送到运放TL082反相端。
而以开关稳压芯片LM2596_ADJ为核心的BUCK电路上电后即输出电压，经分压后送到运放同相端，此时TL082作为比较器使用以比较上述两个电压。
运放输出信号经二极管IN4148送入LM2596-ADJ 的反馈脚（FB端）控制输出电压，由于LM2596-ADJ内部有1.235V基准电压以及比较器，当FB脚处电压小于基准时，会抬高输出电压；反之，则会降低，最终达到稳定从而达到数控的功能。
接上负载后，输出电压、电流经采样点路送入MCU，就能在LCD5110上显示输出电压与输出电流。
当采得电流值大于额定值，则将软件关闭LM2596_ADJ的使能端，进行过流保护。
2系统硬件电路设计2.1 单片机最小系统电路设计单片机最小系统是利用最少的外围器件而使单片机工作的电路组织形式。
(数控加工)数控直流电源的设计与实现精编
（数控加工）数控直流电源的设计与实现数控直流电源的设计和实现壹、实验目的１．了解数控技术和电源技术。
２．熟悉微机原理及其接口技术。
３．运用微机系统实现壹个数控直流电源。
二、实验内容和要求基于80x86实验箱平台设计且制作数控直流电源。
要求由键盘预置输入直流电压在0～＋9.9V之间的任意壹个值，数控直流电源输出，且输出电压和给定值偏差不大于0.1V。
主要技术指标：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，纹波不大于10mV，电压值由数码管显示；（2）具有“+”、“-”步进调整的功能，步进0.1V；（3）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。
三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计采用8086处理机构成该系统的核心——数控模块，和基本接口实验板相连，通过软件编译实现设计各种功能的实现，输出部分也不再采用传统的调整管方式，而是在D/A转换后，经过稳定的功率放大电路得到。
由于使用了微处理器，整个系统可编程实现，系统的灵活性大大增加。
系统设计框图如图1所示。
图1方案三系统设计框图为实现数控直流电源的各项功能，系统分为三个组成部分：键盘/显示电路，数控模块，稳压输出电路。
下面介绍系统各部分的基本功能：（1）键盘/显示电路：该电路的显示部分又可分为电压预制值显示电路和电压实际输出值显示电路。
系统利用可编程且行接口8255单元电路构成实验板上4*4小键盘的接口和LED 数码管电路的接口，从而识别键码同时显示电压预置值；在得到实际输出值后，实验板上提供了模数转换ADC0809单元电路，转化成数字量后传递给LED数码管就能够显示实际输出值。
（2）数控模块：该部分主要由8086微处理器和数模转换DAC0832单元电路组成。
其中通过编写汇编语言程序控制8086微处理器快速完成各功能所需的复杂运算，然后数模转换电路DAC0832可将运算所得的数字量转换为模拟量。
小功率数控电压源
小功率数控直流电压源的设计一、设计任务与要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，误差小于0.1V，纹波有效值不大于20mV。
（2）输出电流：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步进增减。
二、方案设计与论证如下图1数控电压源的原理方框图所示，数控电压源主要是由电源稳压电路、操作控制电路、显示驱动电路、数模转换电路和调整输出电路等几部分组成。
输出电压的调节是通过+、- 两键操作，步进电压精确到0.1V控制可逆计数器分别作加、减计数；可逆计数器的二进制数字输出分两路运行：一路用于驱动数字显示电路，精确显示当前输出电压值；另一路进入数模转换电路（D/A转换电路），数模转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，然后经过射极跟随器、调整输出级，输出稳定直流电压。
为了实现上述几部分的正常工作，需要±15V和5V 的直流稳压电源，及一组未经稳压的12V～17V的直流电压。
图 1 数控电压源的原理方框图三、单元电路设计与参数计算1）“+、-”键控制的可逆计数器此部分电路主要用两按钮开关作为电压调整键，与可逆计数器的加计数CPU时钟输入端和减计数CPD 时钟输入端相连。
可逆计数器采用两片四位十进制同步加/减计数集成块74LS192 级联而成。
74LS192 是双时钟，可预置数，异步复位，十进制（BCD 码）可逆计数器。
由于输出电压从0V 到9.9V 可以调节，所以74LS192 两计数器总计数范围从00000000 到10011001（即0~99）,而74LS192 本身为十进制可逆计数器，所以只需两块这样的芯片级联就可以达到目的，此芯片封装和真值表如下图所示。
PL是低电平有效的预置数允许端，PL=0 时，预置数输入端P0~P3 上的数据被置入计数器。
MR是高电平有效的复位端，MR=1 时，计数器被复位，所有输出端都为低电平。
CPU是加计数时钟，CPD 是减计数时钟，当CPU=CPD=1 时，计数器处于保持状态，不计数。
数控基准电压源课程设计
数控基准电压源课程设计数控基准电压源课程设计序号：一、引言数控基准电压源是现代电子技术领域中的重要组成部分，在数控电子设备中具有关键的作用。
它是通过产生稳定的电压信号来供给计算机数控系统的各个部件，以确保数控设备的正常运行。
在本文中，我们将深入探讨数控基准电压源的原理、工作方式以及如何进行课程设计。
序号：二、原理与工作方式数控基准电压源是一种能够产生恒定电压的电子设备。
它由稳压电源、错误放大器和反馈控制系统组成。
稳压电源为基准电压源提供所需的电能，错误放大器通过与参考信号进行比较来获取系统误差信号，反馈控制系统根据误差信号对稳压电源进行调整，以维持输出电压的稳定性。
在数控基准电压源的工作过程中，参考信号被送入错误放大器进行比较。
误差放大器将参考信号与实际输出信号进行比较，并产生误差信号。
该误差信号经过反馈控制系统进行处理，然后通过控制稳压电源的输出来纠正误差，从而保持输出电压的稳定。
序号：三、课程设计流程1. 确定课程设计的目标和要求：在进行数控基准电压源课程设计之前，我们需要明确设计的目标和要求。
这包括设计的性能指标、所需的输入输出参数以及所使用的电子元器件等。
2. 进行电路设计：根据目标和要求，我们可以开始进行电路设计。
这包括选择适当的元器件，设计电路图并进行仿真。
在设计电路时，需要考虑电路的稳定性、可靠性和电源的噪声等因素。
3. 进行实物搭建和调试：将电路设计转化为实物搭建，并进行相应的调试工作。
在搭建过程中，需要注意元器件的连接方式、电路的布局以及信号的接地等问题。
调试过程中，应对电路进行测试和分析，并逐步优化以达到设计要求。
4. 总结和回顾：在完成课程设计后，我们需要对整个设计过程进行总结和回顾。
这包括对课程设计的结果进行评估，分析设计中可能存在的问题，并提出改进的建议。
我们还可以分享自己对数控基准电压源的理解和观点。
序号：四、个人观点和理解在进行数控基准电压源课程设计之前，我对数控基准电压源的原理和工作方式有了更深入的理解。
数控直流电源的设计与实现
数控直流电源的设计与实现一、实验目的１．了解数控技术和电源技术。
２．熟悉微机原理及其接口技术。
３．运用微机系统实现一个数控直流电源。
二、实验内容与要求基于80x86实验箱平台设计并制作数控直流电源。
要求由键盘预置输入直流电压在0～＋9.9V之间的任意一个值，数控直流电源输出，且输出电压与给定值偏差不大于0.1V。
主要技术指标：（1）输出电压：X围0～＋9.9V，纹波不大于10mV，电压值由数码管显示；（2）具有“+”、“-”步进调整的功能，步进0.1V；（3）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。
三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计采用8086处理机构成该系统的核心——数控模块，与基本接口实验板相连，通过软件编译实现设计各种功能的实现，输出部分也不再采用传统的调整管方式，而是在D/A转换后，经过稳定的功率放大电路得到。
由于使用了微处理器，整个系统可编程实现，系统的灵活性大大增加。
系统设计框图如图1所示。
图1 方案三系统设计框图为实现数控直流电源的各项功能，系统分为三个组成部分：键盘/显示电路，数控模块，稳压输出电路。
下面介绍系统各部分的基本功能：（1）键盘/显示电路：该电路的显示部分又可分为电压预制值显示电路和电压实际输出值显示电路。
系统利用可编程并行接口8255单元电路构成实验板上4*4小键盘的接口和LED 数码管电路的接口，从而识别键码同时显示电压预置值；在得到实际输出值后，实验板上提供了模数转换ADC0809单元电路，转化成数字量后传递给LED数码管就可以显示实际输出值。
（2）数控模块：该部分主要由8086微处理器和数模转换DAC0832单元电路组成。
其中通过编写汇编语言程序控制8086微处理器快速完成各功能所需的复杂运算，然后数模转换电路DAC0832可将运算所得的数字量转换为模拟量。
数控基准电压源实验报告（薛飞飞）
数控基准电压源实验报告（薛飞飞）设计题目数控基准电压源课程名字电子电路课程设计班级B090609学生姓名罗鹏飞学号B09060929指导老师李旭平开课日期2011年8月29日至9月9日目录第一章课程概述············································1.1 整机功能要求··········································1.2 电气指标···········································1.3 结构要求···········································1.4 基本电气框图·······································1.5 扩展指标··········································1.6 设计条件·········································第二章系统设计············································2.1 可逆计数器的选择与设计···························2.1.1 工作原理······································2.2 数字显示电路设计···································2.2.1 工作原理······································2.3 28C64B码制转换的电路设计··························2.3 工作原理·······································2.4 D\A转换电路（数模转换器）的设计···················2.4.1 DAC0832工作原理······························2.4.2 DAC0832芯片主要引脚的名称和作用···············2.4.3 DAC0832芯片的特点·····························2.5 功放输出电路设计·······································2.6 整机电路图·········································2.7整机原件清单········································第三章测试与调整·········································3.1 显示电路调测·······································3.2 电压输出和比例放大电路输出调测····················3.3 扩流输出电路调测··································第四章设计小结··········································4.1设计任务完成情况··································4.2 问题及改进·········································4.3 心的体会··········································附录参考文献第一章课程概述电子电路课程设计是集中性的实践类教学课程，一般分为2周。
毕业设计---数控直流电压源的设计
目录1 引言 (2)2 硬件系统设计 (3)2.1 功能要求 (3)2.2 方案论证 (3)2.3 系统硬件电路的设计 (3)2.3.1 系统核心单片机部分 (4)2.3.2 数模转换器DAC0832的介绍及应用 (7)2.3.3 1602液晶显示模块介绍及应用 (11)2.3.4 运算放大器OP07的作用 (13)2.3.5 供电电源电路设计 (14)2.3.6 数控及显示部分电路图 (15)3 软件系统的设计主程序流程图 (15)3.1 部分程序流程图 (16)3.2 软件设计主要完成的功能 (17)3.3 部分程序清单 (17)4 总结 (19)参考文献 (20)数控直流电压源的设计【摘要】:目前所使用的直流可调电源中，几乎都为旋钮开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。
数控电压源具有操作方便，电压稳定度高的特点。
本文以AT89C52为控制芯片，通过按键输入，以数模转换器DAC0832将数字量转换成模拟量，输出参考电压，通过运放OP07将DAC0832输出的模拟电压值放大。
此设计输出电压范围为0-12V，可以达到每步0.1V的精度，电流可以达到1.5A，并可由LCD1602液晶显示输出电压值。
该电路硬件具有设计简单，应用广泛，精度较高，使用方便等特点。
【关键词】：AT89C52 D/A转换器数控电源1 引言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，服于各行各业。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
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。
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。
数控直流稳压电源的设计与实现
数控稳压直流电源设计报告1、数控直流稳压电源设计指标及设计1.1设计技术指标本设计是线性数控直流电源，设计要求如下：1、电压变化范围+5%~-5%条件；2、输出电压可调范围为0~10V；1.2本课题研究方法和目标数控电源的主要研究思路：1、硬件部分（1）单片机采用STC89C52最小系统方案，采用数码管和按键做人机界面，采用DA 芯片作为主要的单片机系统。
（2）电压调整靠调整输入到DA的数字量来改变输出电压大小，再通过电压功率放大器将其放大，得到输出电压。
2、软件部分（1）键盘输入程序用键盘扫描程序，将按键设置的电压交给D/A芯片产生输出电压。
（2）单片机通过A/D芯片读取当前输出电压值，通过显示程序，显示在数码管上。
2硬件电路详细设计2.1单片机系统外围电路设计在本次设计中，使用AT89C52单片机，其外围电路有复位电路、晶振电路、按键电路、数码管显示和D/A芯片接口电路。
以下是电路的详细设计。
2.1.1 复位电路设计单片机在启动的时候都需要复位，使单片机系统处于初始状态，然后开始工作。
89系列的单片机的RET引脚是复位信号的输入端，当系统处于正常工作状态，振荡器稳定，RET引脚上出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就进入数位状态，但是如果引脚RET出现持续的高电平，单片机就处于循环复位状态[9]。
复位通常有两种基本形式：上电复位和手动复位。
本次设计采用上电复位。
电路图如图2-1所示。
图2-1复位电路2.1.2 时钟振荡电路设计单片机的CPU实质上是一个复杂的同步时序电路，它的工作都是必须在时钟控制下进行的。
CPU工作发出的控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序问题[9]。
CPU的时序需要外部硬件电路来实现，既振荡器和时钟电路。
51单片机内部都有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器，但是构成时钟，外部还需要加一些附加电路。
本次设计采用单片机外部加晶振构成振荡电路，如图4-2所示。
图2-2单片机振荡电路该振荡电路时采用的单片机内部时钟方式，是直接在引脚XTAL1和XTAL2两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，振荡器产生的脉冲信号直接送入内部时钟电路。
直流数控电压源设计
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，如下表所示： 端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 复用功能 TXD（串行输入口） RXD（串行输出口） /INT0（外部中断0） /INT1（外部中断1） T0（记时器0外部输入） T1（记时器1外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） /RD（外部数据存储器读选通） 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。
数控电压源与数控电流源设计
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
Vr D Vref Iout DAC Vout
MCU
D Vout N Vref 2
转换器位数N对输出电压分辨率的影响？ 思考题：1.假如Vout的电压范围为0~－5V，如何通过电 路转换，变为－5V~5V范围 2.如何利用AD转换器实现电压幅度程控？ 韶关学院电子系
Vin MCU D Vref Iout DAC Vout
5V MCU D Vref Iout DAC 射极 Vout 跟随 器
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
5V
18V R1 1K Vin R2 1K R5 5K R4 1K R3 5K Vout RL
MCU
D Vref Iout DAC
韶关学院电子系
R3作用？ 反馈的类型？
调节电阻R3可以运放的放大倍数。AU(空)＝-(R3+R2)/R1 电压串联负反馈 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust Iadj 3 Rw 2 U0 R1 240
RW RW Vo (1 ) *1.25 I adj * RW (1 ) *1.25 R1 R1
Iadj小于100uA
改变RW可以改变输出的电压 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust 3 R1 R2 1k D0 1k R3 1k D1 R4 1k D2 D3 R5 1k D4 R6 1k R8 1k D5 R9 1k D6 D7 2 R Vo
一、数控电压源的原理
数控直流稳压电源的设计与制作
数控直流稳压电源的设计与制作学院：信息科学与工程专业:电子信息工程班级：1班姓名: XXX指导教师：XXX任务书——数控直流稳压电源1.基本功能实现：（1）可输出电压：范围1～5V，步进0。
01V，纹波不大于10mV。
（2）可输出电流： 150mA。
（3）可输出电压值由数码管显示。
（4）由“+”、“—”两键分别控制输出电压步进增减。
（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源,输出输出± 15v,+5v。
2.设计报告:（1）开题报告：包括可行性分析,方案比较,方案的确定,系统方框图，经费预算，组内分工，进程安排等.（2）理论方案书：具体的原理图，逻辑分析,理论计算，电路仿真结果等。
（3）验证方案及验证结果：包括验证方案的原理，采取的措施，实际验证的结果等（4）设计总结:包括实践中出现的问题，解决方法，心得体会等。
（5）参考资料:包括采用的芯片，电路，参考书等。
摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛，也要求能够提供稳定的电源，以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想，设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点，基于这个思想设计了一个1～5V可调的低功率开关稳压电源，以满足小型电子设备的供电需要。
本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索，介绍了开关电源的一些新技术,技术指标,分类标准等.并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。
电源设计的主要指标是：输入电压为AC220V，输入频率为50HZ，输入电压范围为AC165V～265V,输出电压为直流1～5V可调，输出最大电流为150mA，输出最大功率为2。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 数控电压源的设计仿真与制作初始条件：运用所学的数电和模电知识，利用集成可逆计数器、D/A转换器、显示译码器、数码管、运算放大器等器件实现系统设计。
系统结构如下图所示。
（也可以利用FPGA或单片机系统设计实现）要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周内完成对数控电压源的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：输出电压0~9.9V，步进电压值0.1V，输出纹波电压≤10mv，输出电流5A。
①用两按钮开关作为电压调整键，与可逆计数器的加计数CPU 时钟输入端和减计数CPD 时钟输入端相连，可逆计数器采用两片十进制同步加/减计数器如74LS192 级联而成。
②数字显示电路采用两片二~十进制BCD码译码驱动器如74LS248和2个七段数码管组成。
③ D/A转换电路可采用DAC0832和集成运算放大器构成。
④调整输出级采用运放作射极跟随器，使调整管的输出电压精确地与D/A转换器输出电压保持一致。
调整管可采用大功率达林顿管，确保电路的输出电流值达到设计要求。
⑤稳压电源部分利用7815、7915、和7805设计实现15V、±5V工作电源和调整管所需输入电压，要求能提供5A 的电流。
⑥确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：1） 2010 年 6 月 26~27 日，查阅相关资料，学习设计原理。
2） 2010 年 6 月 28~30 日，方案选择和电路设计仿真。
3） 2010 年 7 月 1~3 日，电路调试和设计说明书撰写。
4） 2010 年 7 月 4 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日数控直流电压源的设计摘要:为解决普通电源精度不高的问题,介绍一种数控直流稳压电源。
详细论述了该系统的总体结构、硬件和软件的设计。
采用AT89C51 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(D/ A 转换后电压值) ,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,具有输出精度高、数码显示直观等特点。
关键词:AT89C51 ;TLC5615 ;数控;电压源Abstract : To solve the problem of normal power supply’s low accuracy ,the article introduces a kind of a numerical2cont rolled direct voltage source. Further more ,the paper elaborates this system overall the structure ,the hardware and the soft ware design. Concretely the power supply uses 51 MCU as center2cont rolling part ,and changes output2voltage by changing input digits. At last output s are amplified by operational amplifier and circuit emitter output .it will indirectly alters output voltage source .This source supply has the advantages of high accuracy on output and DC displays directly.Keywords :AT89C51 ;TLC5615 ;numerical2cont rolled ;voltage source1. 总体设计方案1. 1总体设计思路采用A T89C51 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(D/ A转换后电压值) ,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，并用PROTUES进行仿真。
1. 2总体设计框图经过方案论证和比较后,最终确定的系统框图如图1所示,主要由主电源、辅助电源、D/ A 转换、集成运放、射极输出器、单片机最小系统、显示及按键等组成。
图1 电路总体设计图2．硬件单元电路的设计2.1单片机最小系统的设计单片机最小系统是能补足单片机工作的最简单电路，它由单片机、电源、晶体振荡器、复位电路等构成。
它是本系统的处理单元也是控制单元，负责处理信号、外设的接口与控制，同时它也是所有软件的载体。
本系统采用AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。
AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。
主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。
VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。
P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义。
其管脚如下图所示：图2 AT89C52单片机管脚图本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接。
单片机正常工作时，都需要有一个时钟电路和一个复位电路。
本设计中选择了内部时钟方式和按键电平复位电路，来构成单片机的最小电路。
如图3所示。
图3单片机最小系统2.2显示和按键电路设计采用四位L ED 数码管动态显示输出电压的大小。
此电路原理简单,电路连接方便,可用单片机直接驱动,其中U2,U3为位驱动,RP1是P0的上拉电阻。
图4 数码管显示电路本系统用两只按键KEY1、KEY2 来实现“+ ”、“- ”步进控制,每当按下KEY1时输出电压增加0.1v，同时数码管显示的数值也增加0.1，同理每当按下KEY2时输出电压减少0.1v，同时数码管显示的数值也减少0.1，另外用一只按键KEY3 实现电路复位清零。
2.3 D/A转换电路设计目前，数模转换器从接口上可分为两大类：并行接口数模转换器和串行接口数模转换器。
并行接口数模转换器的引脚多，体积大，占用单片机的口线多；而串行数模转换器的体积小，占用单片机的口线少，为减少线路板的面积和占用单片机的口线，可采用TCL5615串行数模转换器产生可变基准电压。
TLC5615串行数模转换器简介：TLC5615为美国德州仪器公司1999年推出的产品，是具有串行接口的数模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。
带有上电复位功能，即把DAC寄存器复位至全零。
2.3.1 TLC5615的特点：（1）10位CMOS电压输出；（2）5V单电源供电；（3）与CPU三线串行接口；（4）最大输出电压可达基准电压的二倍；（5）输出电压具有和基准电压相同极性；（6）建立时间125μs；（7）内部上电复位；（8）低功耗，最大仅175mW。
2.3.2 TLC5615引脚说明：TLC5615有小型和塑料DIP封装，DIP封装的TLC5615芯片引脚排列如图6所示。
图6 TLC5615引脚排列图引脚功能说明如下：——脚1DIN：串行数据输入端；——脚2SCLK：串行时钟输入端；——脚3CS：芯片选用通端，低电平有效；——脚4DOUT：用于级联时的串行数据输出端；——脚5AGND：模拟地；——脚6REFIN：基准电压输入端；——脚7OUT：DAC模拟电压输出端；——脚8VDD：正电源端。
2.3.2 TLC5615的时序图如下：图7 TLC5615的时序图TLC5615的时序分析:TLC5615的时序如图7所示。
由时序图可以看出，当片选CS为低电平时，输入数据DIN由时钟SCLK同步输入或输出，而且最高有效位在前，低有效位在后。
输入时SCLK的上升沿把串行输入数据DIN移入内部的1 6位移位寄存器，SCLK的下降沿输出串行数据DOUT，片选CS的上升沿把数据传送至DAC寄存器。
当片选CS为高电平时，串行输入数据DIN不能由时钟同步送入移位寄存器；输出数据DOUT保持最近的数值不变而不进入高阻状态。
由此要想串行输入数据和输出数据必须满足两个条件：第一时钟SCLK的有效跳变；第二片选CS为低电平。
这里，为了使时钟的内部馈通最小，当片选CS为高电平时，输入时钟SCLK应当为低电平。
串行数模转换器TLC5615的使用有两种方式，即级联方式和非级联方式。
如不使用级联方式，DIN只需输入12位数据。
DIN输入的12位数据中，前10位为TLC5615输入的D/A转换数据，且输入时高位在前，低位在后，后两位必须写入数值为零的低于LSB的位，因为TLC5615的DAC输入锁存器为12位宽。
如果使用TL5615的级联功能，来自DOUT的数据需要输入16位时钟下降沿，因此完成一次数据输入需要16个时钟周期，输入的数据也应为16位。
输入的数实际电路中TLC5615与单片机连接如下图所示：图8 D/A转换电路TLC5615的SCLK脚与P3.0连接，CS脚与P3.1连接，DIN脚与P3.2连接，DAC 输出的电压经集成运算放大器UA741放大后,输出0～10V 电压。
为了满足输出电压的要求,应使集成运放的放大倍数为2 倍,即A uf = 2。
实际使用时,通过调整RV1 的阻值,来满足放大倍数的要求。
集成运放放大的电压经Q41构成射极跟随器放大,作为最终电压输出。
其中TL431可等效为一只稳压二极管，它为TLC5615提供2.5V 基准电压。
2.4 电源设计电路本系统采用两种电源(主电源和辅助电源) 供电,如图4 所示, 电源变压器带有中心抽头, 经LM7812 、LM7912 得到大小相等、极性相反的±12 V ,一路经LM7805 得到+ 5 V 电压:其中+ 12V 为主电源,作为射极输出器的电源; ±12V 作为集成运放的电源;+ 5 V作为单片机系统及显示电路电源用。