单极性可调精密直流稳压电源的设计实现

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1、电子电路实验3综合设计实验总结报告题目：单极性可调精密直流稳压电源的设计实现班级：070812学号：07081223姓名：张云成绩：日期：2010.6.1239摘要在各种电子电路实验及日常生活中，电源是一种必不可少的仪器，目前所用的电源大多是只有固定电压输出(例如常用的有：±5V、±12V或±15V)。其缺点是输出电压不可人为的改变；输出精度和稳定性都不高，在测量上传统的电源一般采用指针式或数字式来显示电压或电流，需要搭配电位器来调整所要的电压及电流输出值，然而电位器的阻值特性非线性，在调整时又要花费一定的时间，且会产生漂移。本次电子电路实验是以STC89C51单片机为核心来进行设计的单极性

2、可调精密直流稳压电源。主要由单片机控制模块、D/A转换模块、功率放大模块、键盘模块、数码管显示模块和串口下载模块等几大部分构成。单极性可调精密直流稳压电源通过硬件电路和软件程序相结合，由单片机通过D/A来控制功率放大器输出电压，在误差不大于4mV的条件下输出电压范围为0～5V，输出电压的步进值分为三种：20mV、100mV、1V。同时将输出的信号经过功率放大器模块，保证输出的电流不小于0.2A，用于驱动外部设备。D/A转换模块是是采用DAC0832数模转换器将设置电压值转换成模拟量，再通过运算放大电路来实现电压的正向稳定输出。键盘设置了“左移”、“右移”、“加”、“减”及“设置和触发”五个按

3、键，实现三种步进的增减及任意位上数值的增减。数码显示部分显示输出电压的预定值（0～5V）。单极性可调精密直流稳压电源具有设置灵活、操作简便等优点，具有初步的智能化功能。关键词：单极性可调精密直流稳压电源；单片机最小系统；DAC0832数模转换；运放LM324；连续步进可调；39目录第一章概述1.1直流稳压电源的发展方向1.2国内发展现状1.3系统研究方向第二章设计选题及设计任务要求1.1设计选题1.2设计任务要求第三章系统概述3.1方案对比及论证3.2总体方案对比及论证3.3各模块方案论证3.4可行性分析3.5系统总体设计第四章主要器件介绍4.1STC89C51简介4.2晶振的使用4.3DA

4、C0832工作原理4.4LM324工作原理4.5译码器74LS474.6数码管显示原理第五章硬件单元电路设计5.1控制电路的设计与分析5.2DAC0832数模转换及功放的设计与分析5.3串口下载电路的设计与分析5.4键盘控制的设计与分析5.5数码显示控制的设计与分析第六章系统软件设计6.1系统总程序设计6.2系统程序流程图第七章安装调试及测试数据分析7.1安装调试的步骤7.2安装调试出现的问题及原因分析7.3数据测量7.4测量仪器介绍及误差分析结束语参考文献附录一附录二附录三39第一章概述1.1直流稳压电源的发展方向1.1.1智能化目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时，几乎没有不

5、考虑采用单片机的。以单片机最小系统为主体取代传统仪器的常规电子线路，将软件程序与硬件电路相结合，组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。直流稳压电源一方面为仪器仪表提供电能量，是仪器仪表的“动力源”，另一面它本身就是仪器仪表，因此，它有可能而且应当智能化。具体地说，智能化的直流稳压电源电源应当具有以下功能特点:①操作自动化。系统的整个测量过程如量程选择、数据的采集、传输与处理以等都用单片机来控制操作，实现测量过程的全部自动化。②具有自检测功能，包括自动调零、自动故障检测与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。③具有友好的人机对话能力。智能化的直流稳压电源使用键盘代替传统直流稳压电源中的

6、切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。1.1.2数字化在传统直流稳压电源中，控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代，电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是，现在数字信号、数字电路显得越来越重要，数字信号处理技术日趋完善成熟，显示出越来越多的优点。1.1.3模块化电源的模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化；其二是指电源单元的模块化。模块化的目的不仅在于使用方便，缩小整机体积，更重要的是取消传统连线，把寄生参数降到最小，从而把器件承受的电应力降至最低，提高系统的可靠性。1.1.4绿色化电源系统的绿色化有两层含义：首先是显著节电，这意味着发电容

7、量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染；其次这些电源不能(或少)对电网产生污染，国际电工委员会(IEC对此制定了一系列标准，如工EC555,IEC917,IECI000等。20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，为21世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产品奠定了基础。1.2国内发展现状在我国，以电力电子学为核心技术的电源产业，从二十世纪60年代中期开始形成，到了90年