数控步进直流稳压电源设计 电子系毕业论文

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1、数控直流稳压电源设计目录1绪论12系统的硬件电路设计22.1系统框图及工作原理概述22.2电源部分23信号处理部分63.1信号采集调理电路63.2D/A转换电路73.3功能芯片84键盘及显示电路104.1键盘电路104.2液晶显示电路105输出部分115.1稳压输出电路115.2过流保护电路126系统的软件设计126.1系统的软件框图126.2主控程序流程图136.3中断程序流程图146.4按键扫描程序流程图147系统调试及数据分析158结论15参考文献：17Abstract18致谢19附录A程序清单20附录B实物图

2、27共29页共8773字3物理与电子信息学院毕业论文数控步进直流稳压电源设计摘要:本系统以直流电压源为核心，STC12C5A60S2单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0—12V，并可由液晶屏显示实际输出电压值。系统有过流保护电路，当输出电流过大时功率管自动截至，而且有红色指示灯发出警报。本系统由单片机程控输出数字信号，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压。实际测试结果表明，本系统实

3、际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。关键词:直流稳压电源；单片机；数字控制中图分类号：TN91文献标识码:B1绪论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。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，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。本文重点介绍了一台输出电压可调节的数控步进直流稳压电源。它采用STC12C5A60S2单片机为核心控制器件来实现对输出电路的调节控制。电压调节范围为0

4、—12V步进幅度为0.1V，输出电压和电流值通过液晶来显示显示精度分别为0.1V和0.01A。它主要由STC12C5A60S2核心控制模块，液晶显示模块，人机交互模块，稳压电源输出模块，电压、电流采集、放大、比较模块，电压、电流的调节模块，声光报警模块和为系统供电的电源模块等组成。通过输出信号采集调理电路对输出的电压、电流进行实时采样，然后把采样的值送给内部自带AD转换的STC12C5A60S2进行处理，之后控制液晶来同时显示当前输出的的电压和电流值。本产品控制灵活、可靠性高、系统维护方便是一款智能化程度更高，性能更

5、完美的稳压直流电源。2系统的硬件电路设计27物理与电子信息学院毕业论文1.1系统框图及工作原理概述稳压电源输出电路部分供电电路掉电保护采集信号调理电路控制信号调理电路液晶显示电路DA转换STC12C5A60S2核心控制电路键盘电路声光报警电路图2.1系统图工作原理概述：由51系列单片机STC12C5A60S2控制按键电路、显示电路、DAC数模转换、输出调整、过流保护电路等各部分电路的工作，按键电路现用独立按键实现电路电压变化；显示电路由液晶实现0-～12V显示；模数转换由DAC0832及高精度运放OP07构成，后接T

6、IP122又组成射极跟随器，跟随0832的电流变化；输出调整用运放LM324构成电压跟随器及输出电压量反馈，使电压稳定；电流保护，输出电流过大达到设定值时，发光二极管导通点亮，TLP521开始工作，进而使三极管9013导通驱动蜂鸣器发出声音,报警电路实现声光报警。1.2电源部分1.2.1稳压电源的组成稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图2.2所示27物理与电子信息学院毕业论文图2.2稳压电源模块整流电路：整流电路由四个整流管组成其作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。滤波电路:滤波电路一般由

7、电容组成，其作用是将脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。本题对纹波要求非常高，对于本系统，造成纹波的主要因素是工频干扰、负载波动和数字调节的过冲噪声。其中数字调节的过冲噪声是数字控制系统必然存在的。因此，主要从抑制工频干扰和提高负载容量上来抑制纹波。本系统在电源端即进行滤波。因为系统的工频干扰主要由电源变压器引入，因此在电源端进行滤波对抑制工频干扰是十分必要和十分有效的。并且三个电源都在输出端用电容进行滤波，进一步抑制纹波的影响。稳压电路：由于得到的输出电压受负载、输入电压和温度的影响不稳

8、定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压U0。1.1.1稳压电源的工作原理如图3.1所示，变压器将～220V电压变换成～15V电压，经过保险管后被整流二极管D101、D102、D103、D104整流过后，由电容C101、C102对其进行滤波，然后经过稳压块7812、7912稳压在输出端又经过电容C103、C104、C105、C