原稿！！基于單片機的程控精密直流穩(wěn)壓電源的設計【任務書+機械畢業(yè)論文+萬方查重】
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穩(wěn)壓電源
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任務書
機械
畢業(yè)論文
萬方
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摘 要我們可以利用數(shù)字來決定程控直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，并可使輸出直流電壓能夠保持穩(wěn)定，準確的直流電壓源。此次設計的數(shù)控穩(wěn)壓電源電路由去抖電路、輔助電源電路、D / A 轉(zhuǎn)換電路等構成，詳細介紹了電路的大致的電路結構和控制方法。和以前的傳統(tǒng)電源不同的是，數(shù)控直流電源具有操作方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢。數(shù)控直流電源組成簡單、易于生產(chǎn)、價格實惠，輸出電壓可在1-10V 內(nèi)可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，輸出電壓的步進值為 0.5V，輸出電壓值得增大減小分別利用“+ ”， “ - ”按鍵進行控制，可以按照適時需求組合穩(wěn)壓源電路的各種輸出電壓值。電源控制電路采用 AT89C51 單片機，主控電路采用串聯(lián)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓技術，電路結構簡單，響應速度快，穩(wěn)定性好，效率高。關鍵詞：數(shù)控電源；AT89C51；DAC0832；OPA552AbstractWe can use the number to determine the program-controlled DC power supply output voltage, and can make the output DC voltage to maintain a stable and accurate DC voltage source. The design of the NC power supply circuit by the debounce circuit, auxiliary power supply circuit, D / A conversion circuit and so on, in detail the circuit of the circuit structure and control methods. And the previous traditional power supply is different, CNC DC power supply with easy operation, stable and reliable and other advantages. The output voltage can be continuously adjusted in 1-10V, the step value of the output voltage is 0.5V, the output voltage should be increased and the +, -, the output voltage should be increased, Button to control, in accordance with the timely needs of the combination of a variety of voltage regulator circuit output voltage. Power control circuit using AT89C51 microcontroller, the main control circuit using series regulator regulator technology, circuit structure is simple, fast response, good stability and high efficiency.Key words: numerical control power supply; AT89S51; DAC0832; OPA552目 錄摘 要 .1Abstract.2第一章 緒論 .31.1 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的產(chǎn)生背景 .31.2 直流穩(wěn)壓電源發(fā)展現(xiàn)狀 .41.2.1 智能化 .41.2.2 數(shù)字化 .41.2.3 模塊化 .51.2.4 綠色化 .51.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .51.4 系統(tǒng)開發(fā)的意義 .61.5 系統(tǒng)主要功能 .71.6 系統(tǒng)研究方向及研究方法 .7第二章 系統(tǒng)總體方案設計 .82.1 系統(tǒng)概述 .82.2 系統(tǒng)整體概述 .92.2.1 控制部分 .92.2.2 顯示部分 .102.2.3 鍵盤接口部分 .112.2.4 電源部分 .112.2.5 其他電路部分 .12第三章 系統(tǒng)硬件電路設計 .133.1 單片機主控電路設計 .133.2 顯示電路 .133.3 電源電路 .143.4 系統(tǒng)總電路 .14第四章 系統(tǒng)軟件設計 .154.1 主程序 .15第五章 組裝與調(diào)試 .165.1 硬件電路的布線與焊接 .165.2 電路組裝和調(diào)試 .17結束語 .18參考文獻 .19致 謝 .20附 錄 .20第一章 緒論1.1 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的產(chǎn)生背景數(shù)字電源技術是電力技術中的一種特別實用的工程技術，廣泛應用于各個行業(yè)之中。電力電子技術是電能優(yōu)秀的應用技術之一。當下的電源研究是結合了電氣、電子、材料、控制理論、系統(tǒng)集成等許多科學方面。計算機技術伴隨時代發(fā)展越來越快，通信技術也同樣如此，現(xiàn)代信息技術革命也極大地促進了電力電子技術向前發(fā)展，這就對要求電源技術向更高層次邁進。數(shù)控穩(wěn)壓電源在人們使用的電子設備中日益被大量采用，普通電源運行時發(fā)生的錯誤可能會影響整個系統(tǒng)的精度。電力供應將造成許多不利后果，世界對電力產(chǎn)品提出了不同的要求，也確立了相關產(chǎn)品準確度準則條例。流向市場的產(chǎn)品必須滿足產(chǎn)品的準確度準則。數(shù)控電源從 80 年代真正發(fā)展起來，在這之后，電力電子理論系統(tǒng)初步建立。這些理論為后續(xù)發(fā)展提供了良好的基礎。在后期，數(shù)控電力技術發(fā)展了跨越式發(fā)展。然而很多產(chǎn)品依然有很多劣勢，比如：可靠性不高、控制水平不達標、分辨率較低、功率密度不大等。所以，數(shù)字電源發(fā)展的重要目標是瞄準這些劣勢不斷提高改進。單片機技術、電壓轉(zhuǎn)換模塊的產(chǎn)生和發(fā)展給精密數(shù)字程控式穩(wěn)壓電源的開發(fā)研究帶來了很多方便之處。1990 年以后，新型轉(zhuǎn)換技術和各種程序控制理論逐漸不斷地研究進步，專用集成電路和數(shù)字信號處理裝置的開發(fā)使用已經(jīng)開發(fā)出 0.05V 的數(shù)字程序控制電源，功率密度可以提高至 50W/英寸 3。數(shù)控電源的構成能夠分為三部分：器件部分、主電路部分和控制部分。當下的電力電子設備中，以前普遍使用的直流電源基本選擇電位器和頻帶開關調(diào)整電壓，而電壓表的顯示值則表示電壓值的大小。所以，電壓值調(diào)節(jié)精度較低，也無法做到直觀讀數(shù)，并且磨損可能導致電位器損壞，讀數(shù)容易產(chǎn)生跳變，實際使用不便。不過單片機程控數(shù)字直流電源可以更好地改善這些不足之處。數(shù)控技術的發(fā)展是 51 系列 MCU 作為主要控制單元電路開發(fā)和軟開關技術等電子技術改進的主要標志。數(shù)字化應屬于重要發(fā)展方向的控制，數(shù)字電源技術也會信息技術的飛速發(fā)展而得到很好地推動。當下數(shù)控電源的研究方向，大方向是針對更準確的數(shù)控精度和分辨率以及更優(yōu)良的動態(tài)性能、優(yōu)質(zhì)的環(huán)保表現(xiàn)、更高的智能化程度、更高的可靠性等展開研究的。1.2 直流穩(wěn)壓電源發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 智能化當下在開發(fā)高精度、高性能、多功能的測控儀器時，大多數(shù)技術人員都會考慮選擇單片機。用單片機作為主要組成部分的測控儀器逐步取代傳統(tǒng)電子電路的傳統(tǒng)儀器，計算機技術和測量控制技術充分融合，成為了所謂的“智能測控儀器” 。智能儀表既優(yōu)化了大部分傳統(tǒng)儀器不能處理、難以處理的疑難問題，又使整個儀器的電路簡單化了，系統(tǒng)的可靠性得到提高，產(chǎn)品的開發(fā)速度飛速提升。直流電源一方面為儀器提供電力，是儀器“電源” ，另一方本身就是儀器，所以有可能而且應該是智能的。詳細來講，智能直流電源能夠擁有如下幾種特點： 操作自動化。系統(tǒng)完整的測量過程包含鍵盤掃描、范圍選取、開關閉合、數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理以及顯示打印等都經(jīng)過單片機的控制，可以做到測量的完全自動化實現(xiàn)。 有自檢功能，包括自動歸零、自動故障檢測、自動狀態(tài)驗證、自動校準診斷、自動轉(zhuǎn)變量程。系統(tǒng)可以自動檢測站點的故障甚至故障原因。 能夠進行人機對話。原來傳統(tǒng)的直流電源中的轉(zhuǎn)換開關在智能直流穩(wěn)壓電源中采用鍵盤來取代，技術工人從鍵盤輸入相關的命令即可完成對應的測量功能。并且，智能直流電源可以從顯示屏幕上觀察儀表使用狀態(tài)、工作條件等，將測量數(shù)據(jù)處理結果及時報備給相應的技術人員，使系統(tǒng)運行更加方便直觀。 網(wǎng)絡管理能力。互聯(lián)網(wǎng)技術不斷地普及和信息處理技術不斷研究進步，直流電源通過 RS232 接口實現(xiàn)與主機 PC 的通信，使網(wǎng)絡技術人員可以隨時監(jiān)控電力設備的運行，技術參數(shù)；網(wǎng)絡技術人員可以通過網(wǎng)絡定時切換電源，遠程開關等功能。1.2.2 數(shù)字化普通直流電源的控制部分利用模擬信號完成設計工作。上世紀六七十年代，模擬電路基本上講是電力電子技術的基礎。然而，數(shù)字信號，數(shù)字電路的重要性變得愈發(fā)明顯，數(shù)字信號處理技術也逐步成熟，由此便顯現(xiàn)出極大的優(yōu)勢：計算機處理控制更為方便、減小模擬信號失真程度，降低無關信號干擾（即提升抗干擾能力） ，易于封裝調(diào)試和遙感遙測遙控，而且容易進行自我診斷以及容錯等其他技術植入。1.2.3 模塊化模塊化電源包括功率器件的模塊化和電源單元模塊化兩種含義。模塊化的目的既可以使智能電源應用便利，又減少了整機的尺寸，更主要的地方在于取消傳統(tǒng)方式里面的導線連接，把寄生參數(shù)減到最小，使設備承受最低程度的電壓力，從而提高了系統(tǒng)可靠性。對于大功率電源，因為器件容量固定，可以增多冗余以提升可靠性，通常選擇好幾個獨立模塊單元相并聯(lián)，然后使用電流共享技術，所有模塊一起承擔負載上的電流，一旦模塊出現(xiàn)故障，其他模塊然后共享負載電流。大大增加系統(tǒng)的可靠程度，如果存在單個模塊故障，那也無法影響整個系統(tǒng)的正常有序工作。1.2.4 綠色化電力供應系統(tǒng)的綠色包括兩種含義：一是節(jié)電功能顯著，這意味著節(jié)能的發(fā)電能力，因為發(fā)電是環(huán)境污染的重要原因，節(jié)能減排可以減少環(huán)境污染；二是這些電源不對或者對環(huán)境產(chǎn)生的污染很小，國際電工委員會（IEC）已經(jīng)制定了一套的相關條例，比如說：EC555，IEC917，IECI000 等。1990 年以后，許多種有源濾波器和有源濾波器補償方案開始制定，這給 21 世紀大量生產(chǎn)的各種各樣的綠色節(jié)能的直流電源產(chǎn)品奠定了厚實的基礎。1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀電力電子技術逐步變成一個完善而獨立的高科技技術，電源技術也包含于電力電子技術類。信息產(chǎn)業(yè)是電源技術的重要服務對象，因此，信息技術的發(fā)展也給了電源技術的發(fā)展更多的難題，因此也幫助電源技術加快發(fā)展，這兩者互補互助，使今天信息產(chǎn)業(yè)和電源行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。到目前為止，電力已成為一個非常重要的基礎技術和產(chǎn)業(yè)，廣泛應用于各行業(yè)，從日常生活到最前沿的科學與電力技術的參與和支持是密不可分的，具有高密度、低電壓、高電流、高頻率、高效率等多樣化的發(fā)展趨勢。同時，包裝結構、規(guī)模也越來越接近國際標準化，滿足全球市場一體化的要求。在中國，把電力電子技術當成核心技術的電源行業(yè)，在六十年代中期出現(xiàn)其雛形，到了上世紀九十年代，電源行業(yè)進入了飛速發(fā)展的階段。在國家自然科學基金的引導下，或在創(chuàng)新意識的引導下，中國電力電子技術研究開發(fā)工作從最初的吸收消化別國先進經(jīng)驗，逐漸進步到開發(fā)前沿跟蹤和有能力進行基本創(chuàng)新，電源行業(yè)出現(xiàn)了許多產(chǎn)品，它們在技術層面上來講相當復雜，并且具有國際先進水平，也開發(fā)出大量非常有代表性的研究成果和產(chǎn)品，當下國內(nèi)也進行了跟蹤國際前沿研究和一些基礎研究。然而，中國電源行業(yè)根發(fā)達國家比起來，差距與劣勢還是顯而易見的，特別是在實現(xiàn)直流電源智能化以及網(wǎng)絡這兩個方向，開發(fā)人員的研究投入并不多。目前，成都電子科技大學和廣州華南理工大學在這兩個方面有較多的研究，主要使用單片機和可編程系統(tǒng)設備（PSD）來操作直流電源或數(shù)字化電壓單元這兩種方式進行數(shù)字控制，然而和國外一比較就會發(fā)現(xiàn)，達不到預想的效果并且存在很大的差距。國內(nèi)廠商生產(chǎn)的直流電源，盡管說是朝著數(shù)字化發(fā)展的方向，然而多局限在使輸出的數(shù)字能夠數(shù)碼顯示，或者是實現(xiàn)多組數(shù)字預設這些淺顯的層面。總而言之，國內(nèi)直流電源技術實現(xiàn)智能化還需要很大程度的努力，在激烈的國際競爭中才能占有一席之地。目前在國內(nèi)外電源行業(yè)，主要產(chǎn)品是不同種類的線性電源，比如：交直流開關電源、直直流開關電源、交流變頻電源、電解電鍍電源、高頻變頻器整流焊接電源、中頻感應加熱電源、動力電源、正弦波逆變電源、UPS、可靠高效低污染光伏逆變電源、風光互補型電源等。而普通使用者最在意的莫過于產(chǎn)品的性價比、品牌、使用壽命等方面。這相應的促進了國內(nèi)外電源廠商往應用技術數(shù)字化，硬件結構模塊化、產(chǎn)品綠色智能化等方面發(fā)展。1.4 系統(tǒng)開發(fā)的意義伴隨時代的進步，我們的生活、工作一直都受到數(shù)字電子技術的影響。數(shù)字電子技術給我們的生活工作提供了極大的便利，深受歡迎。此次畢業(yè)設計將設計出一個數(shù)控直流電源，由直流電源、控制電路、顯示電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電壓放大和發(fā)射極輸出等組成。具體來說，51 系列 MCU 用作整機的控制單元，由變化輸入的數(shù)字來變化輸出的電壓。輸出電壓由集成放大器放大器和發(fā)射極輸出器件的輸出變化。與傳統(tǒng)電源相比具有穩(wěn)定，功率穩(wěn)定和高輸出電壓以及數(shù)字顯示特性的使用。1.5 系統(tǒng)主要功能系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)范圍為 1.2V+ 10V，最大輸出電流為 500mA，具有過載和短路保護。數(shù)字顯示有 4 位，其中 1 個功能顯示，其他 3 個顯示輸出電壓和電路參數(shù)設置。鍵盤具有四個鍵，功能選擇鍵，步驟改變鍵和確認鍵。功能選擇鍵用于啟動參數(shù)設置狀態(tài)。步更改鍵用于設置參數(shù)值。確認鍵用于輸入設定值。功率設置值是以前的使用值。這時候電壓顯示值開始閃爍，說明已經(jīng)進入了參數(shù)設定狀態(tài)。按 Enter 鍵進入設置狀態(tài)，按 Enter 鍵更改設置值，按 Enter 鍵進入設置值。按 Enter 鍵更改設置值。系統(tǒng)配有自動識別功能，不接受使用范圍的設置。1.6 系統(tǒng)研究方向及研究方法此次畢業(yè)設計研究的直流電源系統(tǒng)要求滿足智能、數(shù)字和模塊化的條件。智能化的意思是系統(tǒng)模塊可編程，能夠智能地操控系統(tǒng)。數(shù)字主要是指通過LED 數(shù)字顯示的系統(tǒng)輸出電壓，并能夠按下按鈕來連續(xù)步進地調(diào)節(jié)輸出電壓，實現(xiàn)數(shù)字化。模塊化是指系統(tǒng)通過各種模塊，提高系統(tǒng)的可靠性。畢業(yè)設計從課題開始就明確，畢業(yè)設計題目確定，通過使用四年大學專業(yè)知識和獲取參考資料來進行一系列工作的完成。對于主題的要求，我進行了如下思考，例如：要使用哪些模塊，應該如何分配模塊，如何協(xié)調(diào)這些模塊。然后對程序的可行性進行重復參考比較，最后完成設計，程序完成后，訪問與硬件電路相關的參考信息各模塊的設計，同時軟件模塊同步，通過連續(xù)測試，正確的代碼燒錄到微控制器存儲單元中，通過一次次調(diào)試系統(tǒng)，不斷地修改完善來改進系統(tǒng)。第二章 系統(tǒng)總體方案設計2.1 系統(tǒng)概述數(shù)控電源是電子設備的重要組成部分，數(shù)控電源的質(zhì)量與電子設備的可靠程度直接相關，電子設備故障原因有 60可能性是來自電源。因此用戶更加提高了對電源的重視程度。電子電路和電子設備上電源最基本的要求是電源輸出電壓或輸出電流穩(wěn)定。查閱了不少相關資料之后，我發(fā)現(xiàn)顯示、控制電路是組成程控直流穩(wěn)壓電源電路的核心，有以下幾種選擇：方法 1：使用模擬電路模擬電壓調(diào)節(jié)器電路用于通過多端口開關來控制輸出電壓，而所謂的顯示系統(tǒng)只在多文件開關旁邊，每個文件指示電壓值。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，其不切實際的缺點使其逐漸走上歷史舞臺。方法 2：使用純數(shù)字電路純數(shù)字電路電源可以消除硬件之間的摩擦，極大地提高了直流穩(wěn)壓電源的使用壽命，它的輸出電壓不會由于時間的延長而出現(xiàn)誤差。但是它的電路更復雜，制作困難，因為電路的復雜性會帶來很多問題。方法 3：采用單片機方法單片機數(shù)字電源的使用是數(shù)字電路和單片機的良好組合，既可以實現(xiàn)數(shù)字電路的各項功能，又可以最大程度上簡化復雜的純數(shù)字電路。選用單片機之后，還能夠編寫軟件對其進行保護，通過編寫軟件也可以方便地擴展其他功能。通過多方面的考慮和實用性、準確性、單片機處理能力等，使用基于單片機控制的直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)勢在于：低功耗、高性能、抗干擾能力強，因此我們選擇了第三個方法。系統(tǒng)整體框圖如下圖 1 系統(tǒng)整體框圖2.2 系統(tǒng)整體概述系統(tǒng)整體框圖如圖 1 所示。圖中的各個模塊均通過單片機來進行協(xié)調(diào)工作。2.2.1 控制部分（一）單片機介紹：AT89C51 的主要特點：兼容 MCS-514K 字節(jié)的可編程閃存使用壽命：1000 次寫入/擦除周期數(shù)據(jù)保留時間：10 年全靜態(tài)操作：0Hz-24Hz三級程序存儲鎖128 * 8 位內(nèi)部 RAM32 個可編程 I / O 線兩個 16 位定時器/計數(shù)器5 個中斷源可編程串行通道低功耗空閑和掉電模式片上振蕩器和時鐘電路如圖 2 為單片機的原理圖：圖 2 單片機原理圖（二）控制電路介紹電路系統(tǒng)結構如圖 1 所示，選擇 AT89C5l 單片機當做控制核心，在外圍一片電擦除 2864 內(nèi)存，用于進行掉電參數(shù)存儲。單片機的設定值與 A/D 轉(zhuǎn)換采樣的反饋值之間的偏差以及偏差的變化率，得到相應的輸出值，由 D/A 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬量去驅(qū)動電壓輸出控制電路，使電壓穩(wěn)定在先前的設置值。2.2.2 顯示部分本文使用公共陽極數(shù)字管作為顯示部分，因為要顯示的數(shù)量較少，因此數(shù)字顯示可以滿足要求。圖 3 顯示了數(shù)字管的示意圖：圖 3 數(shù)碼管原理圖2.2.3 鍵盤接口部分鍵盤是單片機應用系統(tǒng)中應用的最多的數(shù)據(jù)輸入設備。鍵盤分為獨立鍵盤和矩陣鍵盤。選項 1，使用獨立鍵盤獨立鍵盤，一個鍵占用一個 I / O 線，當鍵數(shù)多時，I / O 口，使用率不高，不過需要的軟件編寫較少，程序簡單，多用于需要按鍵不多的場合。選項 2，使用矩陣鍵盤電路連接和軟件編程較為復雜，不過提高了 I / O 端口利用率，多用于按鍵需求較多的場所。因為設計要求的簡單按鈕，所以選舉方案一。2.2.4 電源部分本文采用三端電源，輸出 15V，電流 1A。如圖 4 所示，其引腳圖如下：圖 4 LM7915 外形引腳圖2.2.5 其他電路部分（一）D/A 轉(zhuǎn)換器DAC0808 是一個 8 位 DAC 轉(zhuǎn)換器，DAC0808 是一個具有 16 個引腳的雙列直插 8 位 D / A 轉(zhuǎn)換器。引腳功能是：1 腳為空， GND 為 2 腳，VEE 為 3 腳，DAC 輸出引腳為 4 腳，數(shù)據(jù)輸入引腳為 5 腳，VCC 為 13 腳，為 12 腳參考電壓（VREF +） ，15 腳為參考電壓（VREF-） ，16 腳為補償。數(shù)據(jù)輸入全為 0 時，4 腳輸出電壓最低，接近零；當數(shù)據(jù)輸入全為 1 時，4 腳輸出電壓最高，電壓值由參考電壓 VREF 決定。因此，參考電壓的精度決定了 D / A 轉(zhuǎn)換的精度。（二）運放 NE5532NE5532 是一種雙運放運算放大器，具有高性能、低噪聲的特點。與其他標準運算放大器（如 1458）相比，它表現(xiàn)出出色的抗噪聲性能、輸出驅(qū)動能力和相當高的信號和功率帶寬。這些優(yōu)點使得該裝置特別適用于高水準和專業(yè)的音頻設備、儀器儀表、控制電路以及電話通道放大器。引腳圖如圖 5 所示：圖 5 NE5532 引腳圖第三章 系統(tǒng)硬件電路設計3.1 單片機主控電路設計此次設計選擇用 AT89C51 單片機進行整個系統(tǒng)的控制，協(xié)調(diào)工作；單片機是包括 CPU、RAM 、ROM、定時、計數(shù)和各種接口的微控制器。體積小、成本低、功能強大，在智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化當中的使用十分廣泛。而其中，51系列單片機是最典型，最具代表性的單片機。單片機控制電路3.2 顯示電路在圖 8 中，顯示部分比較簡單，主要由兩個數(shù)字管和多個電阻組成，兩個數(shù)字管顯示位和電壓的十分位，部分由微控制器完成，數(shù)字管到端口其次是AT89C51 微控制器 P01， P02，P03，P04 端口，完成電壓顯示部分。圖 8 顯示部分3.3 電源電路這部分主要由三端穩(wěn)壓器 LM7815，LM7915，LM7805 和多個電容器、二極管組件、220V 電源經(jīng) 220V / 36V 變壓器變壓后變?yōu)殡p 15V 交流電壓，三端穩(wěn)壓器 LM7815 和 LM7915 獲得+15 V，然后通過 LM7805 獲得+5 V 電壓。圖 7 穩(wěn)壓電源圖3.4 系統(tǒng)總電路該系統(tǒng)采用 AT89C51，具有 D/A 轉(zhuǎn)換器 DAC0808 和三端穩(wěn)壓器模塊，完成電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)的功能（精度：0.1V） 。可以從 LED 數(shù)碼管讀得電壓值，直觀、可靠、實用，電路結構簡單。數(shù)字控制部分帶“+” 、 “-”鍵控制可逆二進制計數(shù)器，二進制計數(shù)器輸入輸出到 D/A 轉(zhuǎn)換器，D/A 轉(zhuǎn)換器變?yōu)橄鄳碾妷海糯蠛蟮碾妷哼_到適當?shù)碾妷褐担瑏頉Q定穩(wěn)壓電源的輸出。系統(tǒng)的總體設計部分如圖 6 所示：圖 6 系統(tǒng)硬件總設計第四章 系統(tǒng)軟件設計4.1 主程序該電路選擇 51 系列單片機用作整體控制單元，由變化輸入數(shù)字從而變化輸出電壓值，然后讓輸出功率管的基極電壓產(chǎn)生改變，這樣可以不直接改變輸出電壓值。要讓系統(tǒng)可以檢測到真是的輸出電壓值，可以利用 ADC0809 完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接利用單片機進行實時電壓采樣，之后再進行數(shù)據(jù)處理和顯示。使用軟件來解決數(shù)據(jù)預設和當前步進控制，系統(tǒng)硬件更簡潔，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。以直流電源為核心，選擇 AT89C51 單片機作為主控制器，由鍵盤設定直流電源的輸出電壓，將步進電平設置為 0.1V，并通過數(shù)字顯示實際的輸出電壓和電壓設置。使用微控制器控制的輸出數(shù)字信號，由 D/A 轉(zhuǎn)換器（DA0832）輸出模擬量，然后通過運放隔離放大，控制基極的輸出功率，伴隨功率管基極電流的改變，輸出不同電壓，單片機系統(tǒng)還考慮到恒壓源的實時監(jiān)控，通過電流/電壓轉(zhuǎn)換的輸出電壓，通過 A / D 轉(zhuǎn)換芯片，將實時模擬量變成數(shù)據(jù)量，由單片機完成分析處理，利用數(shù)據(jù)形式反饋環(huán)節(jié)來讓電壓更穩(wěn)定，從而完成穩(wěn)壓電壓源的設計。第五章 組裝與調(diào)試5.1 硬件電路的布線與焊接電路圖我們在 PROTEL 中有 PCB 原理圖，我們在熱敏紙上打印原理圖，然后用高溫覆蓋銅板，以產(chǎn)生清晰的電路布局。由于打印或人為原因可能會打破結果，所以我們必須認真檢查，如出現(xiàn)虛線我們可以畫，使骨折再次聯(lián)系在一起。為了使這些油墨能夠被覆蓋在 CCL 中，我們最好將 CCL 放在壓花機上兩次。部件焊接： 接部件必須具有良好的可焊性。并非所有金屬都具有良好的可焊性。焊接，高溫容易讓焊件的表層生成氧化膜，影響焊料的焊接性。要使焊件的可焊性得到提高，一般使用表層鍍錫、銀等方法來阻止焊件表層氧化。 要讓焊件與焊料良好接觸，必須保證焊件的表面清潔，焊接前，務必將焊件表層的氧化膜清除，不然則不能確保焊接質(zhì)量。 用適當?shù)闹竸２煌暮附舆^程應使用不同的焊劑。在電子電路板等精密電子產(chǎn)品的焊接中，要讓護板焊接可靠穩(wěn)定，一般使用松香作為助焊劑。通常利用酒精把松香溶解成松香水使用。 將焊機加熱到合適的溫度。重要的是要強調(diào)，不僅焊料被加熱熔化，而且焊件應加熱到焊料熔化的溫度。5.2 電路組裝和調(diào)試實際電路圖進行電路的組裝時，遇到了不少的問題，其中最主要的是設計時沒有考慮全面，由于芯片分布的不合理，導致了很多“特長線” 。既影響了排線布線速度，又對后續(xù)調(diào)試也帶來了許多本不必要的麻煩。當時已經(jīng)有很多接線了，不能再重新開始，一次又一次的，終于動了一個芯片，問題得到了很大的改善。二是布線，因為要求不允許橫穿，橫橫垂直，所以在保證連接通暢的情況下，布線也要花個不小的心思。進行電路調(diào)試時，第一輪用萬用表歐姆檔測試，遇到實驗板有一個千斤頂不合理的情況，導致芯片無法正常工作。與其他方法相比，我選擇了明確連接的線，因為它更清晰，更容易實現(xiàn)。對于高電阻絲只能更換。第二輪電源后，使用萬用表電壓文件來測試單元電路的狀態(tài)。如：每級三相穩(wěn)壓器輸出的電壓是不是穩(wěn)定電壓，而且要和需要的電壓相接近，按照測試得出的結果對電路進行一些改善與優(yōu)化，最終達成設計的目的。電路調(diào)試過程遇到的問題和解決方案：1、更多的電路線路，容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，數(shù)字顯示由于短路顯示不正常，線路完成后正常顯示。2、在放大器輸入 10K 串聯(lián)電阻時，在輸入和輸出端加上 100K 反饋電位器，調(diào)節(jié)電位器使輸出電壓和顯示值相同。3、生產(chǎn)和測試-24V 電源，因為沒有嚴重參考整流器連接和 7924 芯片數(shù)據(jù)，有整流電容器突發(fā)。4、數(shù)字顯示問題，檢查電路發(fā)現(xiàn)焊接后，重新焊接后正常顯示。5、反復調(diào)整電路，使其符合設計要求。結束語課程設計過程集成了數(shù)字電路，模擬電路，單片機，C 語言編程的微控制器，大學學習知識在整合中發(fā)揮了非常好的作用，而且還應用于 Keil 軟件和ISIS Profressional 軟件仿真，仿真結果也更準確，但物理卻沒有完全實現(xiàn)功能。這個認識自己的知識過程太小了，也許自己生產(chǎn)的產(chǎn)品太少了，對某些芯片的理解很少，在未來的實踐中必須加上這個理論知識和實踐能力。而且也認識到理論和實踐的區(qū)別，通過實際生產(chǎn)可以更好地了解一些模塊電路和芯片功能，特別是在檢查電路時，使其對電路有更好的了解。在寫論文的同時，也讓自己意識到一切都要認真對待，規(guī)范化，嚴謹化。參考文獻（二）參考文獻1曹建樹，代峰燕，俞建榮，李明利. 應用型工科院校單片機課程教學改革與實踐J. 實驗室研究與探索，2012，(03):129-132.2王海燕，楊艷華. Proteus 和 Keil 軟件在單片機實驗教學中的應用J. 實驗室研究與探索，2012，(05):88-91.3趙焱. 電渣爐單片機控制系統(tǒng)研究與設計D.吉林大學，2004.4周凱汀，鄭力新. AT89C51 單片機數(shù)控多路直流穩(wěn)壓電源J. 華僑大學學報(自然科學版)，2001，(04):371-375.5楊忠亮. 直流電源系統(tǒng)綜述J. 供用電，2015，(02):14-18.6梁計鋒，尤國強，劉瑞妮，馮曉鋒. 基于單片機的大功率直流電源的設計J.電子制作，2015，(03):6-7.7楊蕊. 基于單片機的數(shù)控直流電源的設計J. 信息通信，2015，(10):257-258.8趙書強. 基于單片機實現(xiàn)直流電源系統(tǒng)的自動調(diào)壓技術J. 變頻器世界，2010，(01):58-60.9門虎，丁慎花，廖衛(wèi)紅. 直流電源監(jiān)測系統(tǒng)的設計J. 自動化應用，2014，(03):36-38.10周貽春. 單片機數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設計J. 實驗科學與技術，2008，(04):54-56.11陳寧. 基于單片機的高品質(zhì)直流電源J. 電子產(chǎn)品世界，2005，(02):65-66.12Chun-xia Liu，Li-qun Liu. VSCs-HVDC may improve the Electrical Grid Architecture in future worldJ. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2016，:.13Bharat Arambhadiya，Harshita Raj，R.L. Tanna，Praveenlal Edappala，Rachana Rajpal，Joydeep Ghosh，P.K. Chattopadhyay，M.B. Kalal. Automation of Aditya Tokamak Plasma Position Control DC Power SupplyJ. Fusion Engineering and Design，2016，:.14Shihka Singh，Bhim Singh，G. 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