通信工程畢業(yè)設(shè)計（論文）-單片機(jī)數(shù)控恒壓源設(shè)計(單片機(jī)數(shù)字控制技術(shù)).doc

X X 師 范 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）（ 2006 屆）題 目： 數(shù)控恒壓源 學(xué) 院： 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 南京師范大學(xué)教務(wù)處 制摘 要直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用非常的廣泛，質(zhì)量優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子線路的要求。所以,直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計頗為重要，特別是數(shù)控制流穩(wěn)壓電源。本文主要介紹數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計，對其中涉及的D/A轉(zhuǎn)換、單片機(jī)等也有詳細(xì)介紹。將單片機(jī)數(shù)字控制技術(shù), 有機(jī)地融入直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計中, 就能設(shè)計出一款高性價比的多功能數(shù)字化通用直流穩(wěn)壓電源。關(guān)鍵詞直流穩(wěn)壓電源, 單片機(jī), 數(shù)字控制29AbstractImplementation of direct current stabilized voltage power source is extensive. Direct current stabilized voltage power source that is supenrior in quality,is able to satisfy with the require of all kinds of electron circuit.So,the design of direct current stabilized voltage power source is very important，especially numerical contol direct current stabilized voltage power source.The text mostly introduce design of a numerical contol direct current stabilized voltage power source, versus thereinto touch on D / Aconversion, SCM wait too have got detail introduce. The DESign middle of the should SCM numerical control technology organically molten greet direct current regulator,thought out one entertain high sexual valence specific multifunction digitalization currency direct current regulator.Keywords regulated power supply of direct current; single2ch ip m icrocomputer, digital control目 錄 摘要1Abstract2 目錄3緒論1第一章 直流穩(wěn)壓電源原理 21.1 整流電路 21.1.1 單相橋式整流電路 2 1.2 濾波電路 3 1.2.1 電容濾波電路 31.2.2 電感濾波電路 5 1.3 穩(wěn)壓電路 6第二章 數(shù)控恒壓源的實(shí)現(xiàn)方案 72.1 設(shè)計目標(biāo) 72.2 實(shí)現(xiàn)框圖 7第三章 供電和穩(wěn)壓輸出部分 83.1 穩(wěn)壓輸出部分仿真圖 83.2 供電和穩(wěn)壓輸出電路圖 8第四章 數(shù)字控制部分10 4.1 單片機(jī)部分10 4.2 D/A轉(zhuǎn)換部分 10 4.3 A/D轉(zhuǎn)換部分 11 4.4 繪制PCB 13 4.5 總電路軟件實(shí)現(xiàn)流程圖14第五章 電源測試結(jié)果15 5.1 電壓測試15 5.2 性能測試16結(jié)論 17謝 辭18參考文獻(xiàn) 19 附錄 20 南京師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文緒 論幾乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源，因此直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用非常的廣泛。 直流穩(wěn)壓電源的電路形式有很多種,有串聯(lián)型、開關(guān)型、集成電路、穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源等等。在電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源的故障率是最高的（長期工作在大電流和大電壓下,電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電源中，通過整流、濾波電路所獲得的直流電源的電壓往往是不穩(wěn)定的。輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載電流變化時也會隨之有所改變。電子設(shè)備電源電壓的不穩(wěn)定,將會引起很多問題，比如：測量儀器的準(zhǔn)確度降低，交流放大器的噪聲增大，直流放大器的零點(diǎn)漂移等等。設(shè)計出質(zhì)量優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子線路的要求。因此,直流穩(wěn)壓電源的研究就頗為重要。目前產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電源的方法大致分為兩種:一種是模擬方法，另一種是數(shù)字方法。前者的電路均采用模擬電路控制，而后者則是通過數(shù)字電路進(jìn)行自動控制。直流穩(wěn)壓電源朝著數(shù)字化方向發(fā)展。因此對于數(shù)控恒壓源的研究是必要的。目前, 國外直流穩(wěn)壓電源已朝著多功能和數(shù)字化的方向發(fā)展。M atthew等提出了采用多路DA分別設(shè)定多路輸出電壓，以及以多路A D進(jìn)行輸出檢測的微機(jī)數(shù)控電源。隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,對電源可靠性、輸出精度和穩(wěn)定性要求越來越高,利用D/ A 轉(zhuǎn)換器的高分辨率和單片機(jī)的自動檢測技術(shù)設(shè)計程控電源就顯示出其優(yōu)越性。程控電源既能方便輸入和選擇預(yù)設(shè)電壓值又具有較高精度和穩(wěn)定性，而且還可程控實(shí)現(xiàn)對電源的可編程監(jiān)控，如模擬電壓跌落、間斷或起伏等情況，即可編程電源也可以看作一種功率型的低頻信號發(fā)生器。程控電源可以任意設(shè)定輸出電壓或電流，所有功能由面板上的鍵盤或通過RS-232C串口連接的上位微機(jī)實(shí)現(xiàn)，給電路實(shí)驗(yàn)帶來極大的方便,提高了工作效率。第一章 直流穩(wěn)壓電源的基本原理在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)壓的直流電源供電。日常生活中也需要將交流電轉(zhuǎn)變成直流電，形成直流穩(wěn)壓電源。一般直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等四部分組成。圖1 直流穩(wěn)壓電源的工作原理 電源變壓器是將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐担缓笸ㄟ^整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓，由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動（一般10%左右的波動）、負(fù)載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。1.1 整流電路整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。完成這一任務(wù)主要靠二級管的單向?qū)щ娮饔谩Ｒ虼硕O管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。常見的幾種整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流。我主要研究了單項(xiàng)橋式整流電路。1.1.1 單相橋式整流電路abTr圖2 單相橋式整流電路圖2中Tr為電源變壓器，它的作用事將交流電網(wǎng)電壓變成整流電路要求的交流電壓。單相橋式整流電路是由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的。設(shè)電源變壓器二次側(cè)電壓U=Usinwt(v)，在U的正半周，極性為上正下負(fù)，此時二極管D1、D3承受正向電壓而導(dǎo)通，D2、D4反向截止，電流i的通路是aD1RLD3b。負(fù)載RL上又得到半波電壓。在U的負(fù)半周，極性為上正下負(fù)，此時二極管D2、D4導(dǎo)通，D1、D3反向截止，電流i的通路是bD2RLD4a。負(fù)載RL上又得到半波電壓。RL上得到的電壓U是單方向全波脈動(圖3)。圖3 單相橋式整流濾波電路波形圖要使之接近于理想的直流電壓，在整流之后需加濾波電路，將單向脈動電壓中的交流分量盡量多地濾掉。1.2 濾波電路濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器L，以及由電容、電感組合而成的各種復(fù)式濾波電路。濾波電路的形式有很多，分為電容輸入式和電感輸入式。1.2.1電容濾波電路采用一只容量較大的電解質(zhì)電容器，所以要注意其極性，其正極要接電路高電位端，負(fù)端要接電路低電位端。若極性接反，過高的反向電壓可能擊穿電容器。圖4 橋式整流、電容濾波電路圖5 交流電壓U的波形如圖4，由于電容C1并聯(lián)在負(fù)載電阻R1上，所以電容C1兩端的電壓就是負(fù)載的電壓，交流電壓U的波形（如圖5）；假設(shè)，電路接通時，恰恰在電壓U由負(fù)到正過零的時刻，這時二極管開始導(dǎo)通，電壓U通過二極管向電容C1充電，由于二極管的正向電阻很小，所以充電時間常數(shù)很小，電壓將隨著電壓U按正弦規(guī)律逐漸升高，當(dāng)U增大到最大值時，也隨之上升到最大值。然后U開始下降，也開始下降，但他們按不同規(guī)律下降，U按正弦規(guī)律下降，而電容C1則通過負(fù)載R1放電，電容端電壓按指數(shù)規(guī)律下降，由于放電時間常數(shù)較大，下降緩慢。除了剛過最小值的一小段時間內(nèi)，仍有=U的關(guān)系外，之后就出現(xiàn)U的情況，二極管承受反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)。電壓按指數(shù)規(guī)律緩慢下降到wt=2以后，雖然電壓U又為正值，但由于U以后，二極管才又導(dǎo)通，電容C1由放電狀態(tài)重新變?yōu)槌潆姞顟B(tài)，又隨著U上升。如此繼續(xù)下去，電壓也就是負(fù)載電壓就變得平滑了，因而負(fù)載電壓的平均值也有所增大了。如果電容濾波電路接于橋式整流電路，則在交流電壓的一個周期內(nèi)，電容C1有兩次充、放電，其放電時間比上述半波整流后所接電容濾波電路要短，故輸出電壓更為平滑。電容濾波使整流輸出電壓波形變得平直的原因，還可以從電容C1對脈動電流中的交流成分具有旁路作用來理解。由于電容C1與負(fù)載電阻R1并聯(lián)，C1的容量愈大，整流后所得的脈動電流交流分量的頻率愈高，則電容C1的榮康、容抗愈小，而電阻R1 的阻值與頻率無關(guān)，因此，脈動電流中的交流成分主要通過電容C1而被旁路，R1上的電流和電壓便較為平直了。1.2.2 電感濾波電路圖6 電感濾波電路 如圖6是電感濾波電路，它是在整流電路的輸出端和負(fù)載電阻R之間串聯(lián)一個電感線圈。電感中流過的電流發(fā)生變化時，線圈中要產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的變化。當(dāng)電流增加時，自感電動勢的方向與電流方向相反，自感電動勢阻礙電流的增加，同時將能量儲存起來，使電流增加緩慢。反之，當(dāng)電流減小時，自感電動勢的方向與電流的方向相同，自感電動勢阻止電流的減小，同時將能量釋放出來，使電流減小緩慢，因而使負(fù)載電流和負(fù)載電壓脈動大為減小。如果要求輸出電流較大，輸出電壓脈動很小時，可在電感濾波電路之后再接電容C。組成LC濾波電路。電感濾波之后，利用電容再一次濾掉交流分量，這樣，便可得到更為平直的直流輸出電壓。上面討論的整流濾波電路，輸出電壓已較平滑，但卻不穩(wěn)定，當(dāng)用一個不穩(wěn)定的電壓對負(fù)載供電時，會引起負(fù)載工作不穩(wěn)定，甚至不能正常工作。為了得到穩(wěn)定的直流輸出電壓，在整流濾波電路之后，需要增加穩(wěn)壓電路。1.3 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路用的比較多的穩(wěn)壓電路是硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。如圖7是硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，由穩(wěn)壓管D2和調(diào)整電阻R1組成，穩(wěn)壓管在電路中應(yīng)為反向聯(lián)接，它與負(fù)載電阻R1并聯(lián)后，再與調(diào)整電阻串聯(lián)。下面分析一下穩(wěn)壓原理。圖7 硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 1）負(fù)載電阻R1不變，交流電源電壓波動時的穩(wěn)壓情況：當(dāng)負(fù)載電阻不變，支流電源電壓增加時，整流濾波電路的電壓隨之增加，負(fù)載電壓也將增加，而就是穩(wěn)壓管兩端的反向電壓。當(dāng)稍有增加，穩(wěn)壓管的電流就會顯著增加，因此電阻R1上的壓降增加，從而使增大了的負(fù)載電壓的數(shù)值有所減小。如果電阻R1的阻值選擇適當(dāng)，最終可使基本上保持不變。同理如果交流電壓降低，使減小，則也減小，也隨著減小，則也減小，仍保持負(fù)載電壓近似不變。2）電源電壓不變、負(fù)載電流變化時的穩(wěn)壓情況：假設(shè)交流電源電壓不變，由于負(fù)載電阻變化而使負(fù)載電流增大，則電阻R1上的電壓降增大，負(fù)載電阻R1上的端電壓因而下降，下降一點(diǎn)，穩(wěn)壓管的電流顯著減小，使已經(jīng)降低的負(fù)載電壓回升，與原來數(shù)值比較可基本保持不變。當(dāng)負(fù)載電流減小時，穩(wěn)壓過程相反。經(jīng)半波最好是全波整流，再由穩(wěn)壓電路最終送給負(fù)載的電壓就是比較穩(wěn)定的支流電了。由以上幾部分電路就組成了直流穩(wěn)壓電源，它將廣泛地應(yīng)用到實(shí)踐中。第二章 數(shù)控恒壓源的實(shí)現(xiàn)方案傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源輸出是通過粗調(diào)波段開關(guān)及細(xì)調(diào)電位器來調(diào)節(jié)的，并由電位表指示電壓值的大小。這種直流穩(wěn)壓電源存在讀數(shù)不直觀、電位器易磨損、穩(wěn)壓精度不高、不易調(diào)準(zhǔn)、電位構(gòu)成復(fù)雜、體積大等缺點(diǎn)，而基于單片機(jī)控制的數(shù)控直流電源不但實(shí)現(xiàn)了直流穩(wěn)壓的功能，而且沒有上述的缺點(diǎn)。2.1 設(shè)計目標(biāo)1） 電源輸出電壓范圍0.0V-15.0V，步長0.06V，輸出電壓值由液晶顯示器顯示。2） 用戶對數(shù)控恒壓源的控制，通過按鍵進(jìn)行控制。3） 整機(jī)由自制穩(wěn)壓電源供電，輸入交流220V，輸出直流+5V。2.2 實(shí)現(xiàn)框圖整個電源（如圖10）分成三個主要部分：供電部分、穩(wěn)壓輸出部分和數(shù)控部分。圖8 穩(wěn)壓直流電源總框圖第三章 供電和穩(wěn)壓輸出部分供電部分簡單，不做詳細(xì)論述。3.1 穩(wěn)壓輸出部分仿真圖圖9 模擬部分中的穩(wěn)壓電路穩(wěn)定性驗(yàn)證圖一般的直流穩(wěn)壓電源是用可變電阻來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)，那么要在直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的話，實(shí)際上很簡單，我們只要將可變電阻換成數(shù)字控制部分來代替，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)控恒壓源這一課題。所以，首先要做的，就是選擇合適的穩(wěn)壓輸出電路并對其可行性進(jìn)行了仿真。如圖9，很容易就驗(yàn)證了此穩(wěn)壓輸出電路的可靠。3.2 供電和穩(wěn)壓輸出部分電路圖這部分將數(shù)控部分送來的電壓控制字轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定電壓輸出，電路主要由供電、整流濾波、穩(wěn)壓輸出、過流保護(hù)和延時啟動等幾部分組成。（如圖10）D/A轉(zhuǎn)換部分的輸出電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例。穩(wěn)壓輸出電路采用的是串聯(lián)式反饋穩(wěn)壓電路（如圖9），在電路中，Q1TIP122為調(diào)整管，U6ALM358 為比較放大器，R19、R22組成反饋網(wǎng)絡(luò)。D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓DAOUT接到 U6A 的同向端，穩(wěn)壓電源的輸出經(jīng)R19、R22組成的取樣電路分壓后送到運(yùn)放U6A的反向端，經(jīng)運(yùn)放比較放大后，驅(qū)動調(diào)整管Q1。當(dāng)電路平衡時，D/A電路的輸出電壓與取樣后的電壓相等。穩(wěn)壓輸出部分的過流保護(hù)電路由R21和Q2組成。設(shè)為保護(hù)動作電流，則當(dāng)電源輸出電流I增加到時，R21上的壓降*R21使得Q2管導(dǎo)通，分掉了Q1上的基極電流，使輸出I不再增加，起到了過流保護(hù)作用。圖10 供電和穩(wěn)壓輸出部分第四章 數(shù)字控制部分4.1 單片機(jī)部分圖11 單片機(jī)控制部分控制部分是系統(tǒng)整機(jī)協(xié)調(diào)工作和智能化管理的核心部分，采用89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制功能是其關(guān)鍵，采用單片機(jī)不但方便監(jiān)控，并且大大減少硬件設(shè)計。I10，I9屬微調(diào)，步長為0.0586V，I10加，I9減；I8，I7屬粗調(diào)，步長為0.9961V，I8加，I9減。4.2 D/A轉(zhuǎn)換部分系統(tǒng)設(shè)置A/D、D/A轉(zhuǎn)換接口，采用美國TI 公司的高速串行8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC549和四通道串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC5620。圖12 D/A轉(zhuǎn)換部分D/A轉(zhuǎn)換部分的輸出電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例。8位字長的D/A轉(zhuǎn)換器具有256種狀態(tài)。當(dāng)電壓控制字從0，1，2，到256時，電源輸出電壓為0.0，0.06，15.0。TLC5620是八位的串行輸入四路電壓輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其時序圖如圖13：圖13TLC5620 數(shù)模轉(zhuǎn)換時序圖Clk為時鐘端，Data為輸入數(shù)據(jù)，LOAD為輸入控制信號。每路電壓輸出值的計算： REF為參考電壓，data為輸入8位的比特數(shù)據(jù)；我們這里用的REF=2.5v；4.3 A/D轉(zhuǎn)換部分圖14 A/D轉(zhuǎn)換部分TLC549是采用LinCMOSTM技術(shù)，以開關(guān)電容逐次逼近原理工作的8位串行A/D芯片。單電源3V6V供電范圍，控制口線少，時序簡單，轉(zhuǎn)換速度快，功耗低，價格便宜，適用于低功耗的袖珍儀器上的單路A/D采樣，也可將多個器件并聯(lián)使用。TLC549是8位串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，可與通用微處理器、控制器通過I/O CLOCK、CS、DATA OUT三條口線進(jìn)行串行接口。具有4MHz片內(nèi)系統(tǒng)時鐘和軟、硬件控制電路，轉(zhuǎn)換時間最長17s,TLC549允許的最高轉(zhuǎn)換速率為40 000次/s?？偸д{(diào)誤差最大為0.5LSB，典型功耗值為6mW。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，VREF-接地，VREF+VREF-1V，可用于較小信號的采樣。TLC549的極限參數(shù)如下：電源電壓：6.5V；輸入電壓范圍：0.3VVCC0.3V；輸出電壓范圍：0.3VVCC0.3V；峰值輸入電流(任一輸入端)：10mA；總峰值輸入電流(所有輸入端)：30mA；工作溫度:TLC549C：070 TLC549:4085 TLC549M：55125TLC549片型小，采樣速度快，功耗低，價格便宜，控制簡單。適用于低功耗的袖珍儀器上的單路A/D或多路并聯(lián)采樣。TLC549均有片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，該時鐘與I/O CLOCK是獨(dú)立工作的，無須特殊的速度或相位匹配。當(dāng)CS為高時，數(shù)據(jù)輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態(tài)，此時I/O CLOCK不起作用。這種CS控制作用允許在同時使用多片TLC548、TLC549時，共用I/O CLOCK，以減少多路(片)A/D并用時的I/O控制端口。一組通常的控制時序?yàn)椋?1)將CS置低。內(nèi)部電路在測得CS下降沿后，再等待兩個內(nèi)部時鐘上升沿和一個下降沿后，然后確認(rèn)這一變化，最后自動將前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位(D7)位輸出到DATA OUT端上。(2) 前四個I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5個位(D6、D5、D4、D3)，片上采樣保持電路在第4個I/O CLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。 (3)接下來的3個I/O CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉(zhuǎn)換位，(4)最后，片上采樣保持電路在第8個I/O CLOCK周期的下降沿將移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉(zhuǎn)換位。保持功能將持續(xù)4個內(nèi)部時鐘周期，然后開始進(jìn)行32個內(nèi)部時鐘周期的A/D轉(zhuǎn)換。第8個I/O CLOCK后，CS必須為高，或I/O CLOCK保持低電平，這種狀態(tài)需要維持36個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。如果CS為低時I/O CLOCK上出現(xiàn)一個有效干擾脈沖，則微處理器/控制器將與器件的I/O時序失去同步；若CS為高時出現(xiàn)一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉(zhuǎn)換過程。在36個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期結(jié)束之前，實(shí)施步驟(1)(4)，可重新啟動一次新的A/D轉(zhuǎn)換，與此同時，正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換終止，此時的輸出是前一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果而不是正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。若要在特定的時刻采樣模擬信號，應(yīng)使第8個I/O CLOCK時鐘的下降沿與該時刻對應(yīng)，因?yàn)樾酒m在第4個I/O CLOCK時鐘下降沿開始采樣，卻在第8個I/O CLOCK的下降沿開始保存。本設(shè)計中A/D的采樣電壓是穩(wěn)壓輸出電路的取樣電壓。與輸出電壓的關(guān)系： （4-1）因此可以通過一定的比例調(diào)整來得到輸出電壓的數(shù)字顯示值。4.4 繪制PCB圖15 總電路的PCB4.5 總電路軟件實(shí)現(xiàn)流程圖圖16 總流程圖程序見后面附錄。第五章 電源測試結(jié)果5.1電壓測試預(yù)置電壓（V）顯示電壓（V）測量電壓（V）0.0580.0580.0590.1750.1750.1760.2920.2920.2940.4100.4100.4110.5850.5850.5870.8200.8200.8210.9960.9960.9951.9921.9921.9902.9983.0462.984.9805.0384.976.9727.0306.959.96010.0779.9412.94813.12412.9214.9414.9414.735.2 性能測試性能指標(biāo)測量條件測量結(jié)果測量儀表全程輸出電壓0-15VDM-311型數(shù)字萬用表負(fù)載電流=5V,=10506mA短路電流=15V=1.73A過流保護(hù)1.4A用單片機(jī)控制電源時，輸出直流0-15V，液晶顯示器顯示清晰正確，誤差極小，完美的實(shí)現(xiàn)了數(shù)控恒壓源這一課題。但在功能上還不夠強(qiáng)大,如沒有開機(jī)的電壓預(yù)置功能，沒有電流過流時的報警指示功能等等，還可以進(jìn)一步得到提高。結(jié) 論本文先對直流穩(wěn)壓電源原理進(jìn)行了論述，主要是對整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等幾部分功能進(jìn)行了論述；然后通過仿真進(jìn)行穩(wěn)壓輸出電路可行性研究，最終確定了數(shù)控恒壓源的方案。繪制PCB版，制作完成硬件部分，然后對硬件進(jìn)行了測試；編寫單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)軟件部分；通過對整個數(shù)控衡壓源的調(diào)試完善，最終實(shí)現(xiàn)了數(shù)控恒壓源的制作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制穩(wěn)定電壓輸出的功能。但在制作上還有進(jìn)一步提高的可能，如開機(jī)預(yù)置電壓輸出，過流保護(hù)警報指示等等。致 謝大學(xué)生活即將結(jié)束，回想這四年有苦有甜。在最后的畢業(yè)設(shè)計過程中，我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，也學(xué)到了很多平時在學(xué)習(xí)中無法學(xué)到的東西。在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過我的同學(xué)，是他們在我的成長過程中給予了我足夠的幫助。本文能夠順利的完成，要特別感謝我的導(dǎo)師殷奎喜老師的關(guān)懷和教導(dǎo)；還有我的同學(xué)蔡紅雷在硬件電路的設(shè)計和電子器件的選擇上給了我很多的意見，潘應(yīng)云同學(xué)在單片機(jī)的編程上給了我特別多的幫助，使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計。參考文康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 210005013（2001）04037105 AT89C51單片機(jī)數(shù)控多路直流穩(wěn)壓電源 華僑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)報） 第22卷第4期2001年10月310028743（2004）02005505 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的仿真分析 廣西師范學(xué)院學(xué)報 第21卷第2期4高穩(wěn)定度穩(wěn)壓電源（GWE-1）的研制 西南石油學(xué)院學(xué)報 第17卷第3期1年8月516711041（2003）01001302 基于TL431的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 設(shè)計師筆記 6基于單片機(jī)的高品質(zhì)直流電源 電子產(chǎn)品世界 2005,1/下半月7基于先進(jìn)集成電路多輸出線性直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 中文核心期刊微計算機(jī)信息（測控自動化） 2005年第21卷第1期816730062（2005）006304 數(shù)字可調(diào)式高壓直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 南華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 第19卷2005年9月 9用單片機(jī)制作的直流穩(wěn)壓可調(diào)電源 電子世界 2005年第11期10劉華毅，李霞，徐景德 電力電子技術(shù) 第35卷第六期2001年12月117-81012-969-4 何立民 單片機(jī)中級教程 北京航空航天大學(xué)出版社127-115-13713-7 陳小忠、黃寧、趙小俠 單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序 人民郵電出版社13Matthew R, Robin T. M icrop rocessor controlled pow er supp lyJ .ElectronicWorldW -irelessWorld, 1994,95 (1 639) : 524 527附錄/包函數(shù)調(diào)用#include#include/顯示器數(shù)據(jù)口定義#define lcd1602_bus P0/*tlc549 port*/tlc549接口定義sbit cs_549=P12;sbit data_549=P11;sbit clk_549=P10;/*tlc5620 port*/tlc5620接口定義sbit load_5620=P13;sbit clk_5620=P14;sbit data_5620=P15;/*lcd1602 port*/lcd1602顯示器接口定義/引腳定義sbit rs_1602=P25; sbit rw_1602=P26;sbit e_1602=P27;/*/*tlc549 output variable*/tlc549 全局變量定義unsigned char bdata adc_549; /bdata /bit data areasbit adc_549low=adc_5490; /最低位/ASCII碼表/*0-9*/unsigned int code table10=0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39;unsigned int set5; /setting unsigned int mea5; /measureunsigned int ad5;/ad data/輸入數(shù)據(jù)的ASCII碼轉(zhuǎn)換函數(shù)hexstoascii_set(unsigned int hex)set0=tablehex/10000;hex=hex%10000;set1=tablehex/1000;hex=hex%1000;set2=tablehex/100;hex=hex%100;set3=tablehex/10;hex=hex%10;set4=tablehex; /測量數(shù)據(jù)的ASCII碼轉(zhuǎn)換函數(shù)hexstoascii_mea(unsigned int hex)mea0=tablehex/10000;hex=hex%10000;mea1=tablehex/1000;hex=hex%1000;mea2=tablehex/100;hex=hex%100;mea3=tablehex/10;hex=hex%10;mea4=tablehex;/*549convert*/tlc549 子程序/*adc_549convert*/unsigned char adc_549convert() unsigned char i; cs_549=1; cs_549=0; clk_549=0; for(i=0;i8;i+) clk_549=1; adc_549low=data_549; /read one bit clk_549=0; if(i7) adc_549=adc_5491;/經(jīng)八次左移adc初值可以不付 clk_549=0; cs_549=1; return(adc_549);/*end of adc_549convert*/*dac_5620*/tlc5620子程序（四個通道）void dac_5620(unsigned char dataa,unsigned char datab, unsigned char datac,unsigned char datad) unsigned char i; /*dataa*/ load_5620=1; clk_5620=1; data_5620=0; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=0; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; for(i=0;i8;i+) clk_5620=1; if(dataa & 0x80) data_5620=1; else data_5620=0; clk_5620=0; dataa=dataa1; load_5620=0; _nop_(); load_5620=1; /*datab*/ load_5620=1; clk_5620=1; data_5620=0; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; for(i=0;i8;i+) clk_5620=1; if(datab & 0x80) data_5620=1; else data_5620=0; clk_5620=0; datab=datab1; load_5620=0; _nop_(); load_5620=1;/*datac*/ load_5620=1; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=0; clk_5620=0; clk_5620=1;data_5620=1; clk_5620=0; for(i=0;i8;i+) clk_5620=1; if(datac & 0x80) data_5620=1; else data_5620=0; clk_5620=0; datac=datac1; load_5620=0; _nop_(); load_5620=1;/*datad*/ load_5620=1; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; clk_5620=1; data_5620=1; clk_5620=0; for(i=0;i8;i+) clk_5620=1; if(datad & 0x80) data_5620=1; else data_5620=0; clk_5620=0; datad=datad40us delay_1602(100);/*1602液晶的初始化*/void lcd1602_init(void) lcd1602_wrcmd(0x38); /功能設(shè)置8位數(shù)據(jù)接口，兩行顯示，5*7點(diǎn)陣字符顯示 delay_1602(100); lcd1602_wrcmd(0x0c); /顯示開關(guān)控制顯示開關(guān)開，光標(biāo)開關(guān)關(guān)，閃爍開關(guān)關(guān) delay_1602(100); lcd1602_wrcmd(0x06); /輸入方式設(shè)置，AC自增1, S=0; delay_1602(100); lcd1602_wrcmd(0x01); /清屏 delay_1602(100);/*/*延時子程序*/delay (unsigned char dy) while(-dy);/*高玉老師的讀鍵子程序*/unsigned char getkey() unsigned char k,tem,keytem; keytem=0;tem=P2&0x0f; if(tem!=0x0f) for(k=0;k40;k+) delay(250); /加延時防抖tem=P2&0x0f; if(tem!=0x0f) if(tem=0x0e) keytem=1; else if(tem=0x0d) keytem=2; else if(tem=0x0b) keytem=3; else if(tem=0x07) keytem=4; while(tem!=0x0f) tem=P2 & 0x0f;return(keytem);/主程序main()/初始化unsigned char data549=0; unsigned char data5620=0;unsigned int cov549=0;unsigned int cov5620=0;unsigned char str0=Output: . V ;unsigned char str1=Input : . V ;unsigned char kk=0x80; unsigned char i;unsigned char key;delay(2);lcd1602_bus=0xff;lcd1602_init();lcd1602_wrcmd(kk+0x00);for(i=0;i15;i+) lcd1602_wrdata(str0i);lcd1602_wrcmd(kk+0x40);for(i=0;i15;i+) lcd1602_wrdata(str1i);while(1) dac_5620(data5620,data5620,data5620,data5620); data549=adc_549conver