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1、河南职业技术学院毕业设计（论文）题 目 数控步进直流稳压电源的设计 系（分院）机械电子工程系 学生姓名 学 号 专业名称 应用电子 指导教师 2011年2月26日河南职业技术学院 机械电子工程 系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名专 业应用电子技术班 级084毕业设计（论文）题 目数控步进直流稳压电源的设计毕业设计（论文）选题的目的与意义电源、导线、负载是电路的三大组成部分。而电源是必不可少的，是提供能量的是电路的动力。目的：巩固所学的基础知识，会熟练运用所学的各种元器件，了解电路设计的流程、掌握学习方法。意义：提高自己在电子信息技术方面的能力，学到一技之长，将来走向社会成为有用的人才。毕业
2、设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）1陈忠，电子制作M.电子制作杂志社，2009，1：1791832杨志忠，数字电子技术M.高等教育出版社，2006，4：146150.3胡宴如，模拟电子技术M.高等教育出版社，2006，11：4556.4王秀珍，姜林，电子技术基础M.中国电力出版社，2006：78855韩伟，数字电子技术及其应用M.国防工业出版社，2005：215221毕业设计（论文）工作进度计划1、2010年11月11日接到毕业设计任务。2、2010年12月20日收集相关资料并确定设计方案。3、2010年12月30日完成硬件电路的制作和软件程序的设计。4、2011年1月6日完成软硬件
3、调试工作，书写论文并交送老师审阅。 5、2011年3月1日完成毕业设计任务。接受任务日期 ：2010年11 月11日要求完成日期 ：2011年3月10日学 生 签 名：年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名学 号性 别男专 业应用电子技术班 级084毕业设计（论文）题 目数控步进直流稳压电源评阅意见成绩指导教师签字年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名学 号性 别男专 业应用电子技术班 级084毕业设计（论文）题 目答辩时间地 点答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长成 员秘 书答辩小组意见 答 辩 成 绩：
4、答辩小组组长签名：年 月 日 数控步进直流稳压电源的设计XXX摘要：电源可分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。交流电源一般为220V、50HZ电源，但许多家用电器设备的内部电路都要采用直流电源作为供电电源，如收音机、电视机、带微控制处理的家电设备等都离不开这种电源。直流电源又分为两种：一类是能直接供给直流电流或直流电压，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等；另一类是将交流电变换成所需的稳定的直流电流或电压，这类变换电路统称为直流稳压电路。现在所使用的大多数电子设备中，几乎都必须用到直流稳压电源来使其正常工作。关键词：稳压电源、单片机、数控步进一、设计的目的
5、、任务和技术指标1、设计目的巩固所学的基础知识，会熟练运用所学的各种元器件，了解电路设计的流程、掌握学习方法。2、设计任务制作一台数控步进直流稳压电源。通过“+”、“-”键进行调整输出电压，可调范围0+12V，幅度0.5V。输出电压和电流值通过4位LED显示，显示精度分别为0.1V和0.01A。通过按键可实现电压、电流的切换。开机默认显示电压，按功能切换键进行电压，电流的切换，LED末位显示“A”电流或电压“V”。3、技术指标（1）交流输入电压范围：220V10%（2）输出电压范围：0+12V（3）输出电流范围: 01A（4）过流保护动作电流：1.1A二、数控电源系统设计（一）、系统概述本系统
6、是一个输出电压可调节的直流稳压电源。它采用STC89C51RC单片机为核心控制器，用输出信号采集调理电路对输出的电压、电流进行实时采样，然后把采样的值送入控制器进行AD转换，转换后的值又经STC89C51RC处理，后在数码管上显示当前输出的电压或电流值。通过按键可以自己设定输入电压值，然后由DA转换电路将设定值转换后由模拟电路输出。本电路具有过流保护和报警提示功能。本系统主要由STC89C51RC核心控制电路、数码管显示电路、键盘电路、稳压电源输出电路、信号采集调理电路、DA转换电路、ADC转换电路、输出电压调理电路，声光报警电路和为系统供电的电源电路等组成。（二）、硬件电路说明1、系统工作原
7、理图系统工作原理图如图1所示：键盘电路为系统供电的电源电路声光报警电路数码管显示电路STC89C51RC核心控制电路控制信号调理电路采集信号调理电路DA转换稳压电源输出电路图1 系统工作原理2、各电路工作原理（1）STC89C51RC核心控制电路电路如图2所示。由于单片机对时钟的要求比较精确，在此采用12晶振和两个30P的独石电容，从而保证单片机的正常精确工作。C401、R401和按键S1组成单片机的上电复位兼手动复位电路。当开始上电时，由于电容两端电压不能突变，单片机的9脚相当于接一个高电平，随着对C401的充电9脚电位会逐渐升高，上电复位完成。在单片机运行中，当按下按键S1后，单片机9脚出
8、现高电平使单片机复位。在单片机复位后，松开按键S1，单片机即可开始进行正常的运行程序。图2 STC89C51RC核心控制电路单片机的P20P23管脚是按键的输入端口，作用分别为加和减0.1V、电压电流转换显示、无。单片机接收不同的键值会做出相应的处理，同时在数码管上显示。ADC0809作为模数转换芯片，通过采集AD0、AD1两路信号，由单片机处理后可以得到显示所需要的电压值和电流值。P1口作为数码管显示输出口，P35、P36、P31、P34分别作为显示驱动端，通过三极管驱动数码管显示。单片机P0口作为DAC0832的数据端。（2）按键电路 电路如图3所示：图3 按键电路KEY0、KEY1、KE
9、Y2、KEY3分别和P20P23相连接。按键功能如下：按键KEY0：每次按下此键输出电压加0.1V；按键KEY1：每次按下此键输出电压减0.1V；按键KEY2：实现电压、电流转换；按键KEY3：功能没有设定。（3）稳压电源输出电路 电路如图4所示：CBA图4 稳压电源输出电路从变压器次级输出的15V交流电经过整流二极管D201、D202、D203、D204的整流、电容C201、C202的滤波后送给调整管TIP122，同时由A点控制输出电压，其中A点为控制点，B、C分别为电流、电压采样点。（4）信号采集调理电路 电路如图5所示：ABC图5 信号采集调理电路由图4、图5可知B点的采样值是采样电阻R
10、202分压所提供的，采样值送给由R8、R9、R10和U4B组成的同相加法器进行放大,uo=（1+R9/R8）Ub，后经过R11（限流电阻，起到保护LM324的作用）后同时送给ADC0809的IN1通道和比较器U4C，比较器的基准电压是12V电压经过10K电阻限流然后经过LM385稳压管稳压和一个10k的电位器并联调节得到的，比较器的输出控制二极管D10的导通和截止，并能影响A点的电位变化，从而调整TIP122的基极电压，从而改变输出电压，同时也起到过流保护的作用。由图4、图5可知C点的采样值是采样电阻R203、R204和电位器RP201分压得到的，采样值首先送给由U5A构成的电压跟随器，实现电
11、流的放大，然后送给由电阻R13、R14和U5B构成的1:1的反比例放大器，然后经过电阻R15后送由ADC0809进行转换。（5）DA转换电路电路如图6所示：图6 DA转换电路DA0832的CS与单片机的P37相连接；WR与P24连接；DI0DI7:数据输入端，在本电路中与单片机的P0相连接；ILE：数据锁存允许控制信号输入端，高电平有效；CS：片选信号输入端，低电平有效；Xfer：数据传送控制信号输入端，低电平有效；Vref:基础电压输入端，在本电路中接VCC；Rfb：反馈信号输入端输入端，反馈电阻在芯片内部；Iout1：电流输出端，当输入全为1时，其值最大；Iout2:电流输出端，其值与IO
12、UT1之和为一常数；Vcc：电源输入（+5+15），在本电路中接VCC；AGND:模拟地；DGND：数字地；因为DAC0832是电流型输出型，在本电路中用A1构成的放大电路，将电流转换成电压输出。（6）ADC转换电路图7 ADC0809转换电路ADD-A、ADD-B、ADD-C通道选择端，在本系统中仅用两个通道，所以ADD-B、ADD-C直接接地，P00P07数据输出端，其他的各控制端由单片机控制。（7）控制信号调理电路A电路如图8所示：B 图8 控制信号调理电路 DAC0832的输出电压送给图14中的DA，并作为U4A构成的比较器的基准电压，从图10和图14可以看出采样电压Ub与参考电压比较
13、控制A点电压变化，而A点电位变化使调整管TIP122动作，从而使输出电压改变，输出电压变化进而使输出采样电压变化，这样就构成了一个闭环的自动调节电路，只需改变DA数值便可以改变输出电压值。（8）声光报警模块此模块电路图如图9所示，其原理是当输出电路过载时采样端送往由U301构成的比较器的3脚，从而改变1脚的输出电压，当达到设定值时，LED2导通，使TLP521-1工作，进而使三极管9013导通驱动蜂鸣器发出声音。图9 声光报警模块（9）数码管显示电路图10 数码管显示电路图10中，三极管9015驱动数码管的位，74HC245驱动数码管的段，DISP0DISP7通过排线与单片机连接。（三）、程序设计1、程序设计条件程序设计必须在硬件电路完好的情况下实验，这在统调过程中是非常重要的。硬件条件：DAC0832基准电压设定为5.0V；AD转换的基准电压设定为5.0V； +12V、-12V和+5V电压正常。2、程序流程图程序流程图如图11所示：图11 程序流程图结束语 经过几个月的努力，终于完成了毕
