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1、-*职业技术学院电子信息系毕业论文 数字式可调稳压电源 学生*： 王文婷 学 号： 0902030213 专 业：应用电子技术 年 级： 0902班 指导教师： 王大为 . z-摘 要数字式可调稳压电源由于原理简单、稳定性好、精度高、本钱低、易实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。其性能优于传统的可调直流稳压电源 ，操作方便 ，非常适合一般教学和科研使用。本文通过对一个数控稳压电源系统的设计，详细介绍了AT89S52 单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时中断原理,同时还介绍了利用PCB板的设计制作。系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等局部构成，能输出0V
2、24V电压*围，步进值为0.1V的直流电源，并且具有掉电存储等功能。首先，本文将概述数字式可调稳压电源的根本原理。其次，本文将详述数字式可调稳压电源系统的硬件电路设计。最后，本文将介绍数字式可调稳压电源系统的软件设计。 关键词：单片机；直流稳压；PCB板的设计制作. z-目录1绪论12 数字式可调稳压电源原理介绍22.1单片机AT89S52介绍22.2矩阵式键盘扫描原理32.3数码管动态显示原理43数字式可调稳压电源硬件电路设计53.1稳压电源数字局部电路53.1.1 单片机外围接口电路53.1.2 数字局部电路PCB设计73.2 稳压电源模拟局部电路73.2.1 电源局部电路83.2.2 输
3、出电压控制单元电路84数字式可调稳压电源软件设计94.1系统程序介绍10总结14参考文献15. z- 绪论在当代科技与经济高速开展的过程中，电源起到关键性的作用。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，会影响整个系统的准确度。电源在使用时会造成很多不良后果，因此电源的数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否认的,其中数控直流稳压电源就是一个很好的典型例子,人们对它的要求也越来越高,要想为现代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向开展。此题采用单片机和其它元器件及外围电路，开发一个数字式可调稳
4、压电源。能够设定输出电压值、电压值输出显示、存储等功能。通过此系统的设计，让开发者更深刻的掌握单片机根本原理，并熟悉一些外围电路的扩展，以及进一步提高C语言的硬件编程能力。 当前在国内外电源产业中，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC/DC开关电源、DC/DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。而产品价格、性能指标、品牌效应及使用寿命一直是用户最关心的问题。这就促使国内外电源生产商朝着应用技术数字化、硬件构造模块化、产品性能绿色化智能化的方向开展。对
5、我们学生而言，在大学的实验室里和课程设计里面，有一个稳定可调的直流电源是很有必要的。因传统的直流稳压电源输出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的，并由电压表指示电压值的大小。这种直流稳压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高、不易调准、电路构成复杂、体积大等缺点，而基于单片机控制的数字式可调稳压电源能较好地解决了以上问题。 数字式可调稳压电源原理介绍本设计采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，利用44键盘输入数字量，通过控制单元输出数字信号，再经过D/A转换器DA0832输出模拟量，最后经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着输出功率管的基极电压的变化，间接地改变
6、输出电压的大小。2.1单片机AT89S52介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：1、与MCS-51单片机产品兼容；2、8K字节在系统可编程Flash存储器；3、1000次擦写周期；4、全静态操作：0Hz33Hz；5、三
7、级加密程序存储器；6、32个可编程I/O口线；7、三个16位定时器/计数器；8、八个中断源；9、全双工UART串行通道；10、低功耗空闲和掉电模式；11、掉电后中断可唤醒；12、看门狗定时器；13、双数据指针；14、掉电标识符。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停顿工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停顿，直到下一个中断或硬件复位为止。其引脚构造如图2.1图2.1 AT89S52引脚构造 2.2 矩阵式键盘扫描原理键盘是由假设干按键所组成的开关矩阵，它是
8、微型计算机最常用的输入设备，用户可以通过键盘向计算机输入指令，地址和数据。通常单片机系统采用非编码键盘。非编码键盘通过软件来识别键盘上的闭合键，它具有构造简单、使用灵活等特点，因此被广泛应用于单片机系统。44矩阵式键盘如图2.2的按键识别方法：行扫描法又称逐行扫描查询法，是一种常用的按键识别方法，其过程如下：为判断键盘是否有键按下，将全部列线置为低电平，全部行线置为高电平，然后读行线的状态7。只要有一行的电平为低电平，则说明键盘中有按键按下。然后依次将行线置为低电平，即在置*根行线为低电平时，其它行线为高电平。在确定*根行线位置为低电平后逐行检测各列的电平状态。假设*列线为低电平，则该列线与置
9、低电平的行线相穿插处的按键就是闭合键。图2.2 44矩阵式键盘2.3 数码管动态显示原理如图2.3, 共阴LED 数码管由7只发光二极管共阴连接并按8字形构造排列而成。这样，我们将这些二极管的正极接上下不同的电位，把所有的负极接地，当正极为高电位时相应的二极管就会导通而发光，从而使数码管呈现不同的字符。共阳LED数码管，即选通位接高电平，a,b,c,d,e,f,g,h端接高或低电平，如想让数码管显示“0，就必须使g，h和选通位为高电平，其他引脚均为低电平。在设计电路时，可将数码管这几个引脚分别接到单片机的引脚上，还要加上限流电阻，这样就可由程序控制数码管的工作情况了。图2.3 LED数码管构造
10、图3数字式可调稳压电源硬件电路设计本系统的硬件电路设计主要围着AT89S52单片机作为整机的控制单元用PROTEL 99SE设计软件来布线的，其中还用到了模数转换芯片DAC0832、外部存储芯片24C01、放大器芯片LM324、44矩阵式键盘、数码管等其他器件。总体框图考虑到各个元件的电气特性，例如元器件之间的干扰问题，接地问题，布线问题等，本系统将硬件电路设计分为数字局部和模拟局部。3.1稳压电源数字局部电路稳压电源数字局部电路即单片机外围接口电路主要包括：DAC0832数模转换电路、EEPROM接口电路、键盘接口电路、扬声器接口电路、复位电路、晶振电路及数码管显示局部电路。3.1.1 单片
11、机外围接口电路单片机AT89S52与外围器件的接口总电路如图3.1所示，为了将各局部电路介绍的更加清楚，下面就单片机外围接口电路作一个扼要介绍。图3.1AT89S52与外围器件的接口总电路如图3.2所示，AT89S52的P0、P2.5P2.7接数码管输出显示局部电路，其中P0口用来输出字段码；P2.5P2.7用来输出数码管选通位信号；P2.0、P2.2分别接外部存储芯片24C01的数据线SDA和时钟线SCL；P2.3接扬声器电路，为执行内部程序指令，EA/VPP必须接VCC.图3.2AT89S52局部接口电路一如图3.3所示，AT89S52的P1口与数模转换芯片DAC0832相连接，用来输出数
12、字量信号；RST为复位脚，用来输入复位信号，同时它还与P1.5P1.7一起用作ISP下载端口；P3口用做键盘信号输入端口，*TAL1、*TAL2接晶振电路。图3.3AT89S52局部接口电路二3.1.2 数字局部电路PCB设计本系统中，数字局部电路PCB采用Protel 99se 软件进展设计，其设计步骤是: 1、画电路原理图；2、电路元件封装；3、生成报表ERC表、网络表、元件列表；4、创立一个PCB工程文件，将网络表导入该工程；5、自动布局，自动布线后通过手工调整布线完成整个PCB幅员的设计。系统设计中，数字局部电路PCB如图3.4所示。图3.4数字局部电路PCB图3.2 稳压电源模拟局部电路稳压电源模拟局部电路主要包括电源局部电路，由运放LM324、达林顿管TIP127等构成的输出电压控制单元电路。这一局部采用普通万能板来完成，主要是由于模拟局部电路的可变性大，随时都有可能更改电路。另外，模拟局部电路属于高压局部，稳
