1、 . 目錄容提要2關(guān)鍵詞2引言2一、緒論2（一） 設(shè)計(jì)任務(wù)2（二） 任務(wù)的技術(shù)要求2二、方案的選擇（一） 論證的方案3（二）方案的選擇3三、主要實(shí)驗(yàn)器材（一）設(shè)計(jì)電路的元件4（二）主要芯片的引腳與功能4四、設(shè)計(jì)思路（一）主電路結(jié)構(gòu)6（二）系統(tǒng)仿真與調(diào)試7五、實(shí)物圖展示10六、原理圖與PCB圖11結(jié)論13參考文獻(xiàn)13附錄14單片機(jī)數(shù)控穩(wěn)壓電源容摘要本次設(shè)計(jì)是數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，實(shí)現(xiàn)電壓在010V之間可調(diào)，小步進(jìn)0.4，大步進(jìn)2V的功能。整個(gè)設(shè)計(jì)方案包括鍵盤/顯示器與接口電路、單片機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出放大電路、采樣顯示電路、供電電源電路幾個(gè)部分。設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為控制核心。關(guān)鍵詞可調(diào)穩(wěn)

2、壓 單片機(jī) 數(shù)模轉(zhuǎn)換引言電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。一、 緒論采用單片機(jī)的數(shù)字可調(diào)穩(wěn)壓電源價(jià)格低廉采用普遍使用的元件就能實(shí)現(xiàn)其功能，顯示清晰直觀，傳統(tǒng)的模擬可調(diào)穩(wěn)壓電源沒有讀數(shù)，在讀數(shù)過程中很不方便，并且長時(shí)間使用會(huì)造成輸出電壓不穩(wěn)。數(shù)字可調(diào)穩(wěn)壓電源則采用先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù)，使測(cè)量結(jié)果一目了然，只要儀表不發(fā)生跳數(shù)現(xiàn)象，測(cè)量結(jié)果就是唯一的，

3、不僅保證讀數(shù)的客觀性與準(zhǔn)確性，還符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，能縮短讀數(shù)和記錄的時(shí)間。模擬可調(diào)穩(wěn)壓電源大多是通過調(diào)節(jié)電位器的阻值改變輸出直流電壓，電位器特別容易磨損，使用一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)接觸不良，引起輸出電壓不穩(wěn)定。數(shù)字可調(diào)穩(wěn)壓電源是通過接觸按鈕以步進(jìn)方式選取不同的輸出電壓，再有數(shù)碼管顯示輸出電壓機(jī)器工作狀態(tài)，工作穩(wěn)定可靠。采用單片機(jī)的數(shù)字可調(diào)穩(wěn)壓電源，它具有輸出電壓容易改變、價(jià)格低廉、顯示清晰直觀、準(zhǔn)確度高、擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)。（一）設(shè)計(jì)任務(wù)單片機(jī)控制數(shù)字顯示可調(diào)穩(wěn)壓電源（二）任務(wù)的技術(shù)要求1).輸出電壓為(010V) V2).輸出誤差0.1v3).額定輸出電流500mA二、 方案的選擇（一）論證的方

4、案數(shù)控穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要部分，其質(zhì)量好壞直接影響著電子設(shè)備的可靠性，而且電子設(shè)備的故障60%來自電源。因此電源越來越受到人們的重視。電子電路與電子設(shè)備對(duì)電源最基本的要求就是電源的輸出電壓或輸出電流要穩(wěn)定。通過查閱大量資料，顯示電路和控制電路是本電路的核心部分，對(duì)它的選擇有以下三種方案：1、方案一：采用模擬電路采用模擬電路的可調(diào)穩(wěn)壓電路就是用一個(gè)多檔開關(guān)來控制輸出電壓,而所謂的顯示系統(tǒng)只是在多檔開關(guān)的每個(gè)檔的旁邊注明電壓值。隨著電子行業(yè)的發(fā)展，它不耐用的弊端已經(jīng)使它逐漸離開歷史的舞臺(tái)。2、方案二：采用純數(shù)字電路純數(shù)字電路的穩(wěn)壓電源避免了硬件之間的磨損，使得使用壽命大大提高，而且其輸出電壓也

5、不會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生誤差。但是它的電路較為復(fù)雜，制作時(shí)很困難，由于電路的復(fù)雜產(chǎn)生的問題也會(huì)很多。3、方案三：采用單片機(jī)的方法采用單片機(jī)的數(shù)字穩(wěn)壓電源是將數(shù)字電路和單片機(jī)很好地結(jié)合在一起，不但能夠達(dá)到數(shù)字電路的效果，而且能夠大簡化復(fù)雜的純數(shù)字電路。采用單片機(jī)后，還可以用軟件實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，要擴(kuò)展其他的功能也非常容易。（二）方案的選擇經(jīng)過全方位的對(duì)比，使電路的設(shè)計(jì)更加合理化，切合技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)，覺得使用方案三單片機(jī)的方法簡潔、靈活、可擴(kuò)展性好更加的適合這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，并能夠達(dá)到指標(biāo)要求。三、 主要實(shí)驗(yàn)器材（一）設(shè)計(jì)電路的元件STC89C52單片機(jī)，7815、7915、7805三端穩(wěn)壓器（TO-220F封裝

6、），±18V 30W變壓器、DAC0832（數(shù)模轉(zhuǎn)換），LM324運(yùn)算放大器，DAC0804(模數(shù)轉(zhuǎn)換)，4位數(shù)碼管顯示、按鍵4個(gè)、繼電器、蜂鳴器、電阻電容若干。（二）主要芯片的引腳與功能STC89C52 LM324DAC08321、LM324簡介LM324系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為

7、兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位一樣。2、DAC0832芯片簡介DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，如圖3-5所示。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路與轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。(1)DAC0832的主要特性參數(shù)與引腳功能分辨率為8位；電流穩(wěn)定時(shí)間1us；可單緩沖、

8、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電（+5V+15V）；低功耗，200mW。D0D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))；ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效；CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存；XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；WR2：DAC寄存器選通輸入線，

9、負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR1、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的容線性變化；IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；Rfb：反饋信號(hào)輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；Vcc：電源輸入端，Vcc的圍為+5V+15V；VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的圍為-10V+10V；AGND：模擬信號(hào)地 ；DGND：數(shù)字信號(hào)地(2)DAC0832的工作方式根據(jù)對(duì)DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和

10、DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。四、 設(shè)計(jì)思路采用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，滿足可以輸出010V直流電壓，01A直流電流；具有電壓預(yù)置與電壓步進(jìn)功能；課編程數(shù)控直流穩(wěn)壓電源可以實(shí)時(shí)顯示輸出的電壓。（一） 主電路結(jié)構(gòu)數(shù)碼管顯示穩(wěn)壓塊 7815 79157805變壓器±18V 30WSTC89C52單片LM324等比較、放大數(shù)控穩(wěn)壓電路LM317等（給芯片供電）DAC0832等數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊鍵盤穩(wěn)定的電壓輸出ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換電流采樣保護(hù)（二）系統(tǒng)仿真與調(diào)試（電源部分） 電源部分由LM78XX和LM79XX系

11、列輸出固定電壓給不同的芯片供電。上圖過按鍵控制P0口與P2口得電位顯示與輸出，9腳為復(fù)位腳，5、6、7、8腳為數(shù)碼顯示的位腳，P0口為數(shù)字段腳控制數(shù)碼管的顯示與AD轉(zhuǎn)換。18 / 18（DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換部分）上圖過STC89C52的P2口的輸出來控制IO口電流的輸出，經(jīng)過一級(jí)方向后反饋給DAC0832。（ADC0804模數(shù)轉(zhuǎn)換部分）上圖過Uo的實(shí)時(shí)輸出電壓經(jīng)過ADC0804轉(zhuǎn)換后反饋給的單片機(jī)中而后送出顯示。（調(diào)整管部分） 通過二級(jí)放大后電壓對(duì)調(diào)整管的控制使輸出達(dá)到穩(wěn)壓的效果。（過流保護(hù)部分） 當(dāng)流過的電流超過安全圍時(shí)，將使得電路斷電，起到保護(hù)電路的作用。 （顯示圖)采用四位共陰數(shù)碼顯示

12、管（整體仿真電路圖）五、 實(shí)物圖展示六、 原理圖與PCB圖（一）原理電路圖完整原理電路圖（二） PCB圖PCB接線圖PCB_3D正面PCB_3D反面結(jié)論通過這次焊接電路，我真正進(jìn)入到電子技術(shù)實(shí)習(xí)的操作中去了，以前畢竟接觸過電烙鐵，這次焊接起來相對(duì)輕松。而電子電路主要是基于電路板的，元器件的連接都需要焊接在電路板上，所以焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到以后制作的成敗。影響焊接質(zhì)量主要取決于焊接工具、助焊劑、焊料和焊接技術(shù)。對(duì)焊接工具、助焊劑、焊料這樣的物品我們是沒任何辦法的，唯一可以改善的就是我們的焊接技術(shù)，所以焊接技術(shù)就直接決定了我們實(shí)習(xí)的成敗。焊接時(shí)雖然膽戰(zhàn)心驚，但還是總結(jié)出了心得，就是焊錫要用一點(diǎn)

13、點(diǎn)下去，電烙鐵要在錫水熔化后產(chǎn)生光亮就拿開，這樣就能焊出光亮圓滑的焊點(diǎn)了。由于器件較多，焊的時(shí)候還要注意不能將不相干的引腳焊在一起。通過這次焊接，發(fā)現(xiàn)整個(gè)電路板的布局很重要，前期如果布局得當(dāng)，后面焊接起來相對(duì)輕松不少，能減少許多工作量，對(duì)整個(gè)電路的成功與否有很大關(guān)系。焊接的時(shí)候有許多注意事項(xiàng)注意分清楚電源和地線位置，最好焊接好后用萬用表測(cè)量確認(rèn)，避免燒壞單片機(jī)和其他器件；單片機(jī)的濾波電容盡可能貼近單片機(jī)電源引腳焊接，以增強(qiáng)濾波效果。為便于系統(tǒng)擴(kuò)展，建議用雙排針將單片機(jī)所有引腳全部引出。單片機(jī)與其下載部分焊好后可以利用下載器下載一個(gè)*.HEX文件。能夠下載后再焊接和調(diào)試程序。參考1 新概念51單

14、片機(jī)C語言教程入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略M.郭天祥編著.電子工業(yè). 2009年1月2 C語言設(shè)計(jì)（第四版）M.譚浩強(qiáng).清華大學(xué).2010年3月 3 單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例基于8051+Proteus仿真R.雨林木風(fēng).2011年7月.4 “百度一下你就知道”附錄（一） 程序清單#include "reg52.h"#include "intrins.h"#include "math.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit DA_UP = P14; /

15、按鍵大進(jìn)步sbit UP = P10; /按鍵小進(jìn)步sbit DA_DO = P16; /按鍵大退步sbit DO = P12; /按鍵小退步sbit CC = P13; /4555驅(qū)動(dòng)sbit AA = P11; sbit WR1= P15;/AD輸出控制位uchar code table=/無小數(shù)點(diǎn)0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;uchar code table1=/帶小數(shù)點(diǎn)0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;Uintshu3,ss,gewei,shiwei,

16、baiwei,qianwei,z;float shu0;/*-mS延時(shí)模塊-*/void delayms(uint xsm)/延時(shí)xsmuint i,j;for(i=xsm;i>0;i-)for(j=110;j>0;j-);/*-顯示函數(shù)模塊（用于動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管）-*/void deplay()CC=0;AA=0;P0=tableqianwei;/第四位輸出delayms(4); CC=1;AA=0;P0=table1baiwei;/第三位輸出delayms(4);CC=0;AA=1;P0=tableshiwei; /第二位輸出delayms(4);CC=1;AA=1;P0=tab

17、legewei; /第一位輸出delayms(4);/*-按鍵步進(jìn)模塊-*/void kay()/*- 步進(jìn)加(細(xì)調(diào))-*/if(UP=0)/增加輸出0.4Vdelayms(10);if(UP=0)ss+=4;if(ss>0x65)/防止按鍵短暫無效ss=0;while(!UP)deplay();/*- 步進(jìn)加(粗調(diào))-*/if(DA_UP=0) /增加輸出2Vdelayms(10);if(DA_UP=0)ss+=20; if(ss>0x65)/防止按鍵短暫無效ss=0;while(!DA_UP)deplay();/*-步進(jìn)減(細(xì)調(diào))-*/if(DO=0)/減少輸出0.4Vdela

18、yms(10);if(DO=0)ss-=4; if(ss>0x65)/防止按鍵短暫無效ss=0x64;while(!DO)deplay();/*-步進(jìn)減(粗調(diào))-*/if(DA_DO=0)/減少輸出2Vdelayms(10);if(DA_DO=0)ss-=20;if(ss>0x65)ss=0x64;while(!DA_DO)/防止按鍵短暫無效deplay();/*- AD轉(zhuǎn)換模塊(0.03906=10V*1/256)-*/ void AD_play()_nop_();/防止AD轉(zhuǎn)換時(shí)間不足WR1=0;_nop_();/防止AD轉(zhuǎn)換時(shí)間不足WR1=1;shu3=P3;shu0=0.03906*shu3; /*- 顯示位轉(zhuǎn)換模塊-*/void play() z=shu0*100; qianwei=z/1000; baiwei=z%1000/100; shiwei=z%100/10;gewei=z%10;deplay();/*-主函數(shù)-*/void main()P2=0;P1=0x55;ss=0;WR1=1;while(1)