简易数控直流电源设计

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1、2重庆工业职业技术学院毕业设计课题名称：简易数控直流电源设计专业班级：应用电子技术（10电子302）学生姓名：陈海秀指导教师：张晓琴二O一三年三月六日322摘要本次简易数控电源的设计采用AT89C51作为系统的控制单元，通过键盘按键对D/A输出的电压进行如初值设置、单加单减、连加连减等简易数控，再经功率放大电路模块实现输出电流为500mA，将最终的输出电压衰减后输给A/D转换，最后再将键盘输入的电压初值与输出实际电压值处理后显示在LCD1602上。本系统具有输出精度高、液晶显示直观等特点，并实现了输出电压范围为0--9.9V，步进为0.1V，纹波不

2、大于10mV的可预置电压的数控电源。关键词：AT89C51DAC0832ADC0809数控lcd16023232目录一、设计任务与要求41.1.基本功能41.2扩展与创新5二、系统整体方案设计及分析53.1.4数控稳压输出部分94.1单片机概述104.2单片机概述104.3单片机的主要特点有11五、芯片简介115.1MSC—51芯片简介115.1.1MSC—51单片机内部结构115.1.2MCS-51的引脚说明：135.28255芯片简介155.2.18255可编程并行接口芯片简介:155.2.28255可编程并行接口芯片方式控制字格式说明:165

3、.2.38255可编程并行接口芯片工作方式说明：17六、软件设计流程图177.3系统误差分析20八、总结21参考文献213232引言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，它所给人们带来的方便是不可否定的，其中数控直流稳压电源就是一个很好的典型例子，但人们对他的要求也越来越高，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，智能化方向发展。因此，在这里做一个数控直流电源的设计。该数控电源采用步进调整方式，调整范围为0.0V～9.9V，调整手段采用按键进行调整，当需要改变电压值时，启动

4、数控系统，输入想要得到的电压值，再按下确定键，即可输出相应的电压。该系统采用单片机作主控器件，结合软件和硬件设计方法，使该系统的结构较简单，可控性强，使用也很方便。3232一、设计任务与要求1.1.基本功能根据设计要求和使用需要，设计的简易数控电源具有以下功能：（1）电源输出电压范围0.0--9.9V，步进0.1V，纹波小于10mV，输出电压值由LCD1602显示，额定输出电流500mA。（2）用户对数控电源的控制，通过键盘进行键盘设计。01234567连-连+89单-单+.OK（3）整机由自制稳压电源供电，输入交流220V，输出直流±15V和+5

5、V。（4）由于是简易电源，在设计时充分注意成本因素，是电源具有较高的性价比。设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：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）。3232二、系统整体方案设计及分析2.1系统方案2.1.1总体设计方案方案一：方案一如图2-1-1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

6、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。图2-1-1方案一方案二：方案二如图2-1-2所示，此电路包括电源模块、控制电路、键盘电路、显示电路、D/A转换电路以及电压放大电路。3232显示电路控制电路键盘电路D/A转换电路放大电路+5V±15V电源图2-1-2方案二综合以上两种方案，我所采用的是第二种。方案二，是我们常常接触到的，它可以更直观的表达出此电路的意思，让它变得更加的简单明了。使人们一眼

7、就能明白本电路要完成的东西是什么？让不明白电子的人，也能更加清楚的知道它的流程与走向。三、系统硬件设计3.1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，

8、电路图如下：图3-132323.1.1电压放大和电流放大要想实现Vout最大值到9.9V，还需要经过运放的电压放大，放大倍