简易数控直流电源设计的报告

简易数控直流电源

数控直流电源是一种常见的电子仪器，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。目前使用的可控直流电源大部分是点动的，利用分立器件，体积大，效率低，可靠性差，操作不方便，故障率高。随着电子技术的发展，各种电子，电器设备对电源的性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展。以单片机系统为核心而设计的新一代——数控直流电源，它不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能优越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对数据进行各种计算，从而可排除和减少模拟电路引起的误差，输出电压和限定电流采用数输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。

关键词：数控直流电源单片机

ABSTRACT

Numerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficiency, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent development. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value.

Key words：Numerical control dc power Single-chip microcomputer

第一章设计任务与要求 (1)

1.1 基本功能 (1)

1.2扩展与创新 (1)

第二章系统方案 (2)

2.1直流稳压电源 (2)

2.2 总设计方案 (2)

第三章系统硬件设计 (5)

3.1 数控部分 (5)

3.2 稳压输入部分 (7)

第四章软件设计 (9)

4.1 软件设计流程图 (9)

第五章测试结果及结果分析 (11)

5.1 系统功能测试 (11)

5.2 系统指标测试 (11)

5.3 系统误差分析 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

附录 (15)

第一章设计任务与要求

1.1基本功能

（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。示意图如下：

图 1.1

1.2扩展与创新

（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）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

第二章系统方案

2.1直流稳压电源

稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。对一个理想的直流

稳压电源来说，应具有下述特点：

(l)在直流和所有频率下，输出阻抗为零；

(2)在交流电源电压很宽的范围内，并在供电电路所要求的负载电流范围内，调整率为零；(直流电压输出恒定)

(3)功耗为零；

(4)电网电压和负载电流变化时，输出电压能立即恢复稳定；

(5)当过载电流消除时，过载保护装置能自动恢复到正常工作状态。

为了给元器件提供稳定的电流输出，我自制了一个直流稳压电源，电路图如下：

图 2.1

2.2 总体设计方案

方案一：方案一如图2.2所示，采用单片机+数字电位器方案。此方案就是把常用的电位器调节电源中的机械式电位器用数字电位器代替。数字电位器是没有机械抽头，具有较小的震动公差和较高的机械可靠性，且其可编能力允许可重复可靠地返回同一抽头位置，因此此方案线路较为简单、可靠。但现有的数字电位器分辨率有限，常见的有32抽头、64抽头，构成的分压电路精度有限，无法满足设计要求。