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1、数控直流电源 1简易数控直流电源 摘要：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，各个领域， 本文将介绍一种数控直流稳压电源，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 . 准确说就是模拟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。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。关键词：单片机 AT89C51， 数模转换 DAC0832 ，串行输入并行输出 74LS164The simple number contr
2、ols direct current power supply89C51 system error margin is analyticalAuthor: Yu QuanhaoThtor : Zhang qinglinAbstractAlong with the development of the ages, the numerical electronics technique has already makewidely available to our life, work, research, each realm, this text will introduce a kind o
3、f number to control direct current steady press power supply, this power supply from imitate power supply,show electric circuit,control electric circuit,few molds conversion electric circuit and enlarge electric circuit to constitute for four-part cent.Accurate say be imitate power supply to provide
4、 each electric voltage that chip power supply,the figures tube,enlarger need;the manifestation electric circuit used for showing the power supply outputs electric voltage of size.Analyzed a numerical technique and imitates the concept that the technique converts mutually in the meantime.With traditi
5、onal steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keyword:SCM AT89C5174 LS164 D/A C目录1 绪论1.1研究背景及意义11.2国内外研究现状21.3课题的研究方法22 基础知识2.1 芯片的原理及应用2.1.1 AT89C51 简介32.1.2 HA
6、17741 52.1.3 TL082 62.1.4 74LS136472.1.5. DAC0832 92.1.6 7805、7812 管脚图92.1.7 7915 管脚图102.2多位LED显示的串口实现原理2.2.1 实现方式11引脚功能113 电路原理和硬件实现123.1 电路框图3.2 整体电路 图3.3 内部电路及原理分析3.3.1 电路组成4 程序设计4.1程序流程图214.2程序运行原理235 电路的调试5.1实验仪器245.2电路测试数据246 系统误差分析 25 7结论 258. 参考文献 279附录附录A:源程序27附录B:材料清单321 绪论1.1 研究背景及意义直流稳压电
7、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 统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积 大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多 , 但均存在以下二个问题 : 1） 输出 电压是通过粗调 （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
8、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 ,读数欠直观,电位器也易磨损 . 而基于单
9、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。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，
10、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，半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术，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与劣势， 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“数控电源”的新产 品。现今随着直流电源技术的飞跃发展 , 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
11、 电路、检测电路、 D/ A 转换电路、直流稳压电路等几部分组成 , 系统框图如图 2 所示。单片机系统选用89C51型号单片机,内含4 K的ROM.采用8255作为电 压输出的扩展接口 ,8279 作为键盘和显示器的扩展接口。1.3 课题研究方法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。 针对以上 问题, 我们设计了一套以单片机为核心的智能化直流电源。 该电源采用薄膜轻触 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闭环控制 , 单片机通过A/D采样输出电压，与设定值进行
12、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）均由单片机输出驱动L ED显示,多种显示模式间，由键盘控制 进行动态逻辑切换。本课题研究一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计 ，该电源 采用数字调节、闭环实时监控、输出精度高，且兼备双重过载保护及报警功能， 特别适用于各种有较高精度要求的场合。2基础知识2.1芯片的原理及应用2.1.1 AT89C51 简介AT89C51是一种带4K字节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）,
13、 ATME的 AT89C51是一种高效微控制器.AT89C51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三级程序存储器锁定、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：Pin Configuration图2.1 AT89C5僧脚图表 2.1 T89C51P3 口定义PortPinAlter nateFunctionsP3.0RXD (serialin putport )P3.1TXD (serialoutputport )P3.2/INT0 (external in terru
14、pt 0 )P3.3/INT1 (external in terrupt 1 )P3.4T0(timer 0 exter nal in put )P3.5T1(timer 1 exter nal in put )P3.6/WR (Exter nal data memory write-L ink )P3.7/RD ( Exter nal data memory read-L ink )P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。2.1.2 HA17741内含单个放大器，但是其内部差分放大电路不够理想对称，需要外接电位器调零， 调整输入级的对称程度，使电路输入为零时输出为零。由于每次启动都
15、需要调零， 且调零需要改变电路，故不采用这个芯片，用 TL082CP代替。图2.2 7741管脚图2.1.3 TL082内含两个差分放大器，能够自动调零。图2.3 TL082管脚图电特性图图2.4TL082最大输出尖峰电压与供电电压关系图2.1.4 74LS13648位串行输入并行输转换寄存器，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。图2.574LS164管脚定义与输入、输出特性2.1.5. DAC0832图 2.6DAC0832管脚图7805、7812管脚图图 2.77805、7812 管脚图2.1.7 7915 管脚图图 2.87815 管脚图图 2.9 7915 管脚图2.2多位LED显示的串口实现原理2.2.1 实现方式该实现方式是通过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
