基于51单片机数控直流电源的设计.docx

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1、基于51单片机数控直流电源的设计摘要本文主要论述了一种基于51单片机为核心控制器的数控直流稳压电源的设计原理和实现方法。该电源具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和电流信号可同时显示功能。文章介绍了系统的总体设计方案，其主要有微控制器模块、稳压控制模块、电压/电流采样模块、显示模块、键盘模块、电源模块五部分构成。该系统原理是以STC89C52单片机为控制单元，利用数模转换芯片DAC0832输出参考电压驱动功率管稳压输出，同时输出稳压、恒流采用模数转换芯片ADC0804对采样的电压、电流转换为数字信号，再由程序将数据通过单片机处

2、理后送LCD1602显示当前电流。文章最后对数控直流稳压电源的主要性能参数进行了测定和总结，并对其发展前景进行了展望。关键词：单片机(MCU)；数模转换器（DAC）；模数转换器（ADC）闭环控制目录第1章前言11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状11.3课题的主要内容21.4论文的总体结构3第2章方案与设计基础知识32.1方案设计与论证32.2主控单片机（MCU）42.2.1AT89S51简介42.2.2主要特征及引脚说明52.3液晶显示屏（1602）72.3.1LCD1602简介72.3.2引脚接口说明72.4固定三端稳压器

3、82.4.1固定三端稳压器简介82.4.2固定三端稳压器的类别82.4.3三端稳压器（78、79系列）管脚序号判断技巧92.5通用型低功耗集成四运放LM324102.5.1LM324四运放的特点：102.5.2LM324四运放的应用112.6数模转换芯片122.7模数转换芯片132.7.1ADC0804简介132.7.2ADC0804的引脚及其功能14第3章系统电路原理及硬件实现153.1系统总体框图153.2系统模块电路设计153.2.1单片机控制模块153.2.2稳压控制模块163.2.3电压与电流采样模块163.2.4显示模块

4、173.2.5键盘模块183.2.6电源模块193.3系统整体原理图19第4章系统的软件设计204.1软件设计思路204.2系统软件流程204.2.1主程序模块20第5章系统测试与误差分析215.1系统测试215.1.1软件测试225.1.2硬件测试225.1.3系统整体测试225.2误差分析23第6章设计总结和展望246.1总结246.2展望25参考文献25附录1系统整体原理图26附录2系统源程序26第1章前言1.1研究背景及意义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。当今电源技术融合了电气、电子、系

5、统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和研究不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多，但均存在以下两个问题：输出电压是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小

6、范围内改变时，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是有220V的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能

7、用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，有缩小了其体积，使家用电器小型化。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并有电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，而在一些高能物理领域，更是急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。1.2国内外研究现状从十九世纪90年代末起，随着对系统更高效率和

8、更低功耗的需求，电信与43数据通讯设备的技术更新推动电源行业中交流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。随着科学技术的迅速发展，人们对物质需求也越来越高，特别是一些高新技术产品。如今随着直流