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1、摘 要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为1.4V+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。我们自行设计了12V和5V电源为系统供电。该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM3
2、50的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。关键词：数控，步进，三端可调稳压器ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number c
3、ontrols the direct current power supply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832, three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high pre
4、cision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjust function,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the
5、 coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to
6、 control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the
7、 outputs voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to hav
8、e an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulators 目 录第1章 绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外研究状况11.3 课题研究方法2第2章 数控电压源的总体方案介绍32.1 数控电压源的方案论证32.1.1 方案一：采用单片机的数控电压
9、源的设计32.1.2 方案二：采用调整管的双计数器的数控电压源的设计32.1.3 方案三：采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计42.2 数控电压源的方案比较52.2.1 数控部分的比较52.2.2 输出部分的比较52.2.3 显示部分的比较5第3章 数控电压源的工作原理63.1 整机电路框图63.2 工作原理63.2.1 DA转换电路工作原理63.2.2 电压调整电路工作原理73.2.3 数值计算8第4章 单元电路工作原理94.1 时钟电路94.1.1 时钟振荡电路图94.1.2 时钟信号的产生94.2 复位电路94.3 键盘接口电路104.3.1 键盘电路104.3.2 键盘电路工作原
10、理104.4 显示接口电路114.4.1 显示电路原理114.4.2 LED显示方式124.4.3 显示电路原理图124.5 DA转换电路134.6 电源电路134.6.1 稳压器78L12和79L12134.6.2 电源电路原理图14 4.7 所用主要芯片14 4.7.1 单片机AT89S5214 4.7.2 芯片ADC083215 4.7.3 LM35017 4.7.4 运放UA74118第5章 数控电压源的软件系统205.1 主程序205.2 子程序21 5.2.1 中断子程序21 5.2.2 显示子程序22 5.2.3 键扫子程序23第6章 电路的调试246.1 硬件的调试246.1.
11、1 硬件调试过程246.1.2 电路数据的测试256.2 软件的调试26第7章 数控电压源的使用说明27结论28参考文献29致谢30附录1器件清单31附录2源程序清单32（1）主程序的源程序清单32（2）外中断1子程序的源程序清单35（3）显示子程序的源程序清单36（4）键扫子程序的源程序清单37（5）延时及启动0832子程序的源程序清单38第1章 绪 论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能数控直流电压源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通数控直流电源品种很多，但均存在以下二个问题: 1)输出电压
12、是通过粗调(波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时(如1.051.07V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。2)稳压方式均是采用串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。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。滤波器用于滤除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，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的
13、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。传统的数控直流电压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，读数欠直观，电位器也易磨损，而基于单片机控制的数控直流电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，特别是在一些高能物理领域，急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。1.2 国内外研究现状 从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更
14、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。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。早在90年代中期，半导体生产商们就开发出了数控电压源管理技术，而在当时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处于劣势，因而无法被广泛采用。由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电压源”的新产品。现今随着直流电源技术的飞跃
15、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。本次毕业设计设计的数控直流电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、D/A转换电路、稳压电路等几部分组成。单片机系统选用89S52型号单片机，采用独立式键盘及LM350作稳压器件。1.3 课题研究方法随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域，本文将介绍一种数控直流电源，本电源由电源电路、显示电路、控制电路、数模转换电路四部分组成。准确说就是电源电路提供各个芯片电源、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，同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。数控电压源是最常用的仪器设备，在科研及实验中都是必不可少的。目前所使用的直流可调电源中，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。利用数控电压源，可以达到每步0.1V的精度，输出电
