电子设计大赛-直流数控稳压电源.doc

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1、电子设计大赛参赛题目：数控直流稳压电压源设计参赛队员：王默超徐建孟祥举李艳娇张春娜摘要：本系统以直流电压源为核心，ATC89S52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—9.9V，输出电流为500mA，并由数码管显示输出电压值。由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减，并且输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值。扩展输出电压种类后可输出三角波、梯形波、锯齿波、方波等波形。本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DA0832）输出模拟电流量

2、，再经过运算放大器隔离放大输出模拟电压量，控制稳压芯片LM7805电压的变化而输出不同的电压。实际测试结果表明本系统输出电压值精确度较高。本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。关键词：数控直流电源,ATC89S52,,DAC0832,OP07,精密基准源LM336-2.5一.绪论1.1设计背景随着电子技术的迅速发展，各种电子产品层出不穷，不过不管是哪种电子产品或设备，都需要电源供电才能进行正常的工作，而且对于不同的产品或设备来说，其需要不同的工作电源，但是往往市面上的很多电源模块都只能输出固定而单一的电

3、压，从而不能提供各种不同数值的电压，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。1.2设计任务1.基本功能实现：(1)可输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；(2)可输出电压值由数码管显示；(3)由“+”、“-”两键分别控制输

4、出电压步进增减；(4)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．扩展功能与创新：(1)输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；(2)扩展输出电压种类（比如三角波等）；(3)最大输出电流可达1.5A；(4)负载电流在0～1.5A间变化时输出电压的变化量不超过0.1V；(5)设计并制作一个电子负载，用于测试上述电源的负载调整率，电子负载恒定电流的可调范围为0.1A～1.5A。二.方案论证2.1方案一说明把220V的交流电经过变压，整流，滤波，调整后输出，对输出电压的控制是通过键盘给

5、单片机ATC89S52输入数据，经过DAC0832转换输出-0.99~0V的电压。再经过运放放大比较，通过L7805输出0~9.9V的电压并显示在数码管上。方案一原理框图2.2方案二说明通过键盘给单片机ATC89S52输入一个数据，这个数据在数码管上显示出来，单片机把这个数据给DAC0832转换成模拟信号后经过运算放大器的处理后最终输出。方案二原理框图比较这两种方案，两种方案均是通过按键命令单片机给DAC数字量然后经过DAC和运放输出模拟量。但第一种方案又将输出量采集回来与放大后的电压量比较使得输出电压更加精准，

6、同时方案一是经过LM7805稳压芯片调整稳压，7805输出电流最大可达到1.5A，使得输出电流能够达到要求。而方案二是经过运放放大后的电压直接输出，电流很小。所以采用第一种设计方案完成设计任务。三.硬件系统设计3.1电源设计作为一个电路系统来说，电源当然是必不可少的，这里需要三电源供电，即+5V、±15V。+5V供数字部分使用，±15V供模拟放大部分使用，三种电压都共用一个地。电源电路如图所示，首先采用带中间抽头的15V变压器，获得±15V的交流电压，再通过整流、滤波电路，获得±15V的直流电压，这时已经获得了两

7、个电压值，再利用所获得的电压进行处理，即可获得+5V电压，这里采用三端稳压器LM7805，LM7805的稳压输出值为+5V，正好符合要求，它的体积较小，且只有三个引脚，即输入、接地和输出，接线比较方便，重要的是用它来降压可使电路结构很简单。3.2单片机控制电路设计我们采用8052系列的AT89S52作为CPU，AT89S52是一种带4K字节FLASH可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。主要特

8、性1）与MCS-51兼容；2）8位字长的CPU；3）可在线ISP编程的4KB片内FLASH存储器，用于程序存储，可擦写1000次；4）256B的片内数据存储器，其中高128字节地址被特殊功能寄存器SFR占用；5）可编程的32根I/O口线（P0～P3）；6）2个可编程16位定时器；7）一个数据指针DPTR；8）1个可编程的全双工串行通信口；9）具有“空闲”和“掉电”两种低功