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1、X 学院信息工程系毕业实习与设计学院信息工程系毕业实习与设计设设 计计 题题目目 简易数控直流稳压电源简易数控直流稳压电源 指指 导导 老老 师师_易易 X X 智老师智老师_学学 生生 姓姓 名名_X_X_学学 生生 学学 号号_专专 业业 年年 级级 层层次次 电子信息工程技术电子信息工程技术 实习点实习点 X X 电子科技有限公司电子科技有限公司 X X 学院信息工程系制学院信息工程系制2目目 录录简易数控直流稳压电源（摘要）3第一章 研究背景及意义 4第二章 芯片的原理及应用 6第三章 多位 LED 显示的串口实现原理 10第四章 电路原理和硬件实现11第五章 程序设计14第六章 电路
2、测试16结 束 语 17参考文献 18附录 19材料清单 243简易数控直流稳压电源设计【摘要】随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术 更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。整 流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源智 能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守 “设 计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电 路、检测电路、D/ A 转换电路、直流稳压电路等几部分组成, 直流稳压电源 是最常用的仪器设备, 在科研及实验中都是必不可少的。【关键字】电源，稳压，
3、数控，程序，电路图.4第一章第一章 研究背景及意义研究背景及意义电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随着经济全球化的发展，满
4、足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从 80 年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到 90 年代，己出现了数控精度达到 0.05V 的数控电源，功率密度达到每立方英寸 50W 的数控电源。从
5、组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由 220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管
6、滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小. 因此,电压的调整精度不高,读数5欠直观,电位器也易磨损.而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源
7、智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守 “设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/ A 转换电路、直流稳压电路等几部分组成,直流稳压电源是最常用的仪器设备, 在科研及实验中都是必不可少的。数控电源采用按键盘，可对输出电压及报警阈值以快慢两种方式进行设置, 输出由单片机通过 D/A,控制驱动模块输出一个稳定电压。同时稳压方法采用单片机控制, 单片机通过 A/D 采样输出电压, 与设定值进行比较, 若有偏差则调整输出, 越限则输出报警信号并截流。工作过程中, 稳压电源的工作状态(输出电压、电流等各种工作状态) 均由单
8、片机输出驱动 L ED 显示, 由键盘控制进行动态逻辑切换。以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计,电源采用数字调节、输出精度高, 特别适用于各种有较高精度要求的场合。电源采用数字控制，具有以下明显优点:1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。3)控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统(或不同型号的产品)，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。6第二章第二章 芯片的原理及应用芯片的原理及应用AT89C51 简介简介89C51 是一种带 4K 字节
9、闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器.具有 4K 字节可编程闪烁存储器,可擦除的的只读存储器 (PEROM), 89C51 是一种高效微控制器. 89C51 单片机为很多嵌入式控制系统 提供了一种灵活性高且价廉的方案.程序存储器锁定、128*8 位内部 RAM、32 可编程 I/O 线、两个 16 位定时器/计数器、5 个中断源、可编程串行通道、低功 耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。89C51 管脚图管脚图789C51 P3 口定义口定义管脚号管脚号功能功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXD ( 串行通信输入 )TXD
10、 ( 串行通信输出 )/INT0 (外部中断 0 输入，低电平有效)/INT1 (外部中断 1 输入，低电平有效)T0( 定时器 0 )T1( 定时器 1 )/WR ( 写控制脚 )/RD（ 读控制脚 )TL082内含两个差分放大器 ，能够自动调零。74LS164 图及引脚功能：图及引脚功能：74LS164 有 14 条引脚.74LS164 为 TTL 单向 8 位移位寄存器,可实现串行输 入, 异步清零, 输入端低逻辑时阻止数据输入,在下一个时钟脉冲重起触发器低 电平,这样阻止多余的数据。并行输出其中 A、B（第 1、2 脚）为串行数据输入 端，2 个引脚按逻辑与运算规律输入信号，共一个输入
11、信号时可并接 CLK 为时 钟输入端，可连接到串行口的 TXD 端。每一个时钟信号台的上升沿加到 CLK 端时，移拉寄存器移一位，D0 位首先送出，最后是 D7 位，8 位二进制数全部 移入 74LS164 中。MR（第 9 脚）为复位端，当 MR=0 时，移位寄存器各位复80，只有当 R=1 时，时钟脉冲才起作用。Q0Q7(第 3-6 和 10-13 引脚)并行输 出端分别接 LED 显示器的各段对应的引脚上。DAC0832 ：DAC0832 是 8 位分辨率 D/A 转换集成芯片，与处理器完全兼容，其价格低廉，接口简单，转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。管脚定义：管脚
12、定义：DI0DI7：数据输入线，TLL 电平。ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。CS：片选信号输入线，低电平有效。WR1：为输入寄存器的写选通信号。XFER：数据传送控制信号输入线，低电平有效。WR2：为 DAC 寄存器写选通输入线。9Iout1:电流输出线。当输入全为 1 时 Iout1 最大。Iout2: 电流输出线。其值与 Iout1 之和为一常数。Rfb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻.Vcc:电源输入线 (+5v+15v)7805、7812：7805 和 7812 分别是稳压输出 5V 和 12V 的功能。10第三章第三章 多位多位 LED 显示的串口实现原理显示的
13、串口实现原理该实现方式是通过 89C51 串行输入,再串行输出到 74LS164,再经过 74LS164 并行输出到数码显示管。单片机 89C51 的串行口设定工作在方式 0 状态.在方式 0 时,89C51 的串行口起到一个一位寄存器的作用.RXD 引脚输出端, TXD 引脚输出移位时钟.一个字节输出完毕 AT89C51 自动发送中断标志 TI 置 位.这种显示方式的优点是可以显示位数多，显示亮度大，显示程序简单，主程 序不必扫描显示接口，因此有更多的时间用于完成其它任务。LED 的 8 个段选端通过电阻和 74LS164 的并行输出口即 8 根选线相连接。 电路中设计了 2 位 LED 显
14、示器，其功能为：左一位为个位数，小数点后的小数 位。11第四章第四章 电路原理和硬件实现电路原理和硬件实现电路框图：电路框图：整体电路图整体电路图12内部电路及原理分析：内部电路及原理分析：电路组成电路组成本电源由模拟电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、放大电路四部 分组成.准确说就是电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路 用于显示电源输出电压的大小。1.数码显示电路显示电路由二个数码管和 2 个 74LS164 组成。二个数码管分别组成显示电 路的个位、小数点位，这 2 个数码管为带小数点的七段 LED 数码管。为节约资 源，采用 CPU 的串行口 RXD 和 TXD 通过 74LS164 进行输出口线扩展。单片 机的两个并行口分别作为信号输出口和时钟控制信号。采用单片机的 P3.4、P3.5 作为控制加减的控制口。12M 晶振为单片机提供时钟信号。电容 C3 和电阻 R1 组成复位电路。74LS164 是串入并出的 8 位移位寄存器，在脚所加脉冲 的上升沿作用下，把、脚（一般并联使用）输入的串行数据锁存在并行输 出端，通过这些并行口线驱动数码管的各字段。数码管选用共阳的 KPS-
