簡易數(shù)控直流電源設(shè)計(jì)的報(bào)告

1、簡易數(shù)控直流電源數(shù)控直流電源是一種常用日勺電子儀器，廣泛應(yīng)用于電路，教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研 究等領(lǐng)域。目前使用日勺可控直流電源大部分是點(diǎn)動日勺，運(yùn)用分立器件，體積大， 效率低，可靠性差，操作不以便，故障率高。隨著電子技術(shù)勺發(fā)展，多種電子， 電器設(shè)備對電源勺性能規(guī)定提高，電源不斷朝數(shù)字化，高效率，模塊化和智能化 發(fā)展。以單片機(jī)系統(tǒng)為核心而設(shè)計(jì)勺新一代一一數(shù)控直流電源，它不僅電路簡樸， 構(gòu)造緊湊，價(jià)格低廉，性能優(yōu)越，并且由于單片機(jī)具有計(jì)算和控制能力，運(yùn)用它 對數(shù)據(jù)進(jìn)行多種計(jì)算，從而可排除和減少模擬電路引起勺誤差，輸出電壓和限定 電流采用數(shù)輸入采用鍵盤方式，電源勺外表美觀，操作使用以便，具有較高勺使 用價(jià)

2、值。核心詞：數(shù)控直流電源單片機(jī)ABSTRACTNumerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficien

3、cy, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent developmen

4、t. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use

5、it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value.Key words: Numerical control dc power

6、Single-chip microcomputer TOC o 1-5 h z 第一章設(shè)計(jì)任務(wù)與規(guī)定1基本功能1 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 擴(kuò)展與創(chuàng)新1第二章系統(tǒng)方案2 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 直流穩(wěn)壓電源2 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 總設(shè)計(jì)方案2第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 數(shù)控部分5穩(wěn)壓輸入部分7第四章軟件設(shè)計(jì)9軟件設(shè)計(jì)流程圖9第五章測試成果

7、及成果分析11系統(tǒng)功能測試11系統(tǒng)指標(biāo)測試11系統(tǒng)誤差分析12道謝13參照文獻(xiàn)14附錄15第一章設(shè)計(jì)任務(wù)與規(guī)定基本功能輸出電壓：范疇0 9.9V,步進(jìn)0.1V,紋波不不小于10mV；輸出電流：500mA；輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；由“ + ”、“一”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出15V,+5V。示意圖如下：圖1.11.2 擴(kuò)展與創(chuàng)新輸出電壓可預(yù)置在09.9V之間日勺任意一種值；用自動掃描替代人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化(步進(jìn)0.1V不變);擴(kuò)展輸出電壓種類(例如三角波等)。第二章系統(tǒng)方案2.1直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源是能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源日勺

8、電子裝置。對一種抱負(fù) 日勺直流穩(wěn)壓電源來說，應(yīng)具有下述特點(diǎn)：在直流和所有頻率下，輸出阻抗為零；在交流電源電壓很寬勺范疇內(nèi)，并在供電電路所規(guī)定勺負(fù)載電流范疇內(nèi)， 調(diào)節(jié)率為零；(直流電壓輸出恒定)功耗為零；電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流變化時，輸出電壓能立即恢復(fù)穩(wěn)定；當(dāng)過載電流消除時，過載保護(hù)裝置能自動恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。為了給元器件提供穩(wěn)定勺電流輸出，我自制了一種直流穩(wěn)壓電源，電路圖如下:圖2.1總體設(shè)計(jì)方案方案一：方案一如圖2.2所示，采用單片機(jī)+數(shù)字電位器方案。此方案就是 把常用勺電位器調(diào)節(jié)電源中勺機(jī)械式電位器用數(shù)字電位器替代。數(shù)字電位器是沒 有機(jī)械抽頭，具有較小勺震動公差和較高勺機(jī)械可靠性，且其可編能

9、力容許可反 復(fù)可靠地返回同一抽頭位置，因此此方案線路較為簡樸、可靠。但既有勺數(shù)字電 位器辨別率有限，常用勺有32抽頭、64抽頭，構(gòu)成勺分壓電路精度有限，無法滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。圖2.2方案一方案二：方案二如圖2.3所示，此方案采用單片機(jī)+串聯(lián)調(diào)節(jié)型穩(wěn)壓電源。單片機(jī)輸出電壓控制數(shù)字量送至DA/轉(zhuǎn)換器，經(jīng)DA/轉(zhuǎn)換器輸出日勺模擬電壓作為 誤差放大器日勺基準(zhǔn)電壓。由于抱負(fù)DA/轉(zhuǎn)換器勺輸出量A與輸入量D和R勺關(guān)系 應(yīng)為A=RD。對一種擬定勺DA/轉(zhuǎn)換器，模擬基準(zhǔn)電壓R往往是一種固定值，相 稱于一種比例系數(shù)。顯然這里DA/轉(zhuǎn)換器輸出勺電量不能持續(xù)可調(diào)，而只能以所 用D/A轉(zhuǎn)換器勺絕對辨別率為量化單位增減，因

10、此D/A轉(zhuǎn)換器事實(shí)上是準(zhǔn)模擬量 輸出。這樣通過變化穩(wěn)壓電源勺基準(zhǔn)電壓勺措施就可使實(shí)現(xiàn)輸出勺步進(jìn)增長（或 減?。?，穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，調(diào)試容易。缺陷是規(guī)定功率器件一調(diào)節(jié) 管嚴(yán)格工作在線性區(qū)，靠調(diào)節(jié)管之間勺電壓降來穩(wěn)定輸出，當(dāng)輸出電壓較低時， 穩(wěn)壓電路勺輸入輸出端壓降太大，調(diào)節(jié)管靜態(tài)損耗大，發(fā)熱量大，使得電路總效 率不高。圖2.3方案二方案三：采用EasyARM2103為核心控制器，具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)調(diào)節(jié)、 輸出日勺電壓信號和預(yù)置日勺電壓信號可同步顯示日勺數(shù)控直流電源，其系統(tǒng)框圖如圖 2.4所示。系統(tǒng)由EasyARM2103開發(fā)板、八位LED數(shù)碼顯示、電源電路、D/A、 A/D電路、功

11、放電路、短路保護(hù)和報(bào)警電路、穩(wěn)壓輸出電路八部分構(gòu)成。系統(tǒng) 通過“開關(guān)”、 + ”、-”三個按鍵來控制預(yù)置電壓勺升降，并通過數(shù)碼管顯 示。EasyARM2103單片機(jī)送出相應(yīng)勺數(shù)字信號，在D/A轉(zhuǎn)換之后輸出電流，經(jīng)集 成運(yùn)放OP07轉(zhuǎn)換、OP07放大、RC網(wǎng)絡(luò)濾波，最后穩(wěn)定。同步由LED數(shù)碼管顯 示實(shí)際輸出電壓。圖2.4方案三綜合觀上三種方案，不難擬定方案三為最佳方案。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1數(shù)控部分重要由數(shù)字電路構(gòu)成，它要完畢鍵盤控制、預(yù)置電壓顯示控制、電壓控制字 輸、數(shù)碼管顯示控、電流過流軟件保護(hù)及報(bào)警等功能。由于控制功能多，選用 EasyARM2103開發(fā)板作為主控系統(tǒng)。其核心芯片圖如圖3.1。pq好m&Brm 心ETKCLM 踮