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1、XXXXXXXXXXXXXX本科生毕业设计（论文）学 院： XXXXXXXXXXXXXXX专 业： XXXXXXXXXXXXXXX学 生： XXXXXXXXXXXXXXX指导教师： XXXXXXXXXXXXXXX完成日期： XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXX本科生毕业设计（论文）数控电压源的设计（实物制作）总计 毕业设计（论文） 38 页表格 3 表插图 17 幅数控电压源的设计摘 要本课题以LM2576-ADJ作为调整输出电压的主控器件，通过调节按键来调整输出电压。同时借助AD0832进行A/D转换并一次将需要显示的信息提供给数码管。本系统由五个模块构成，分别
2、为LM2576输出电压控制模块、单片机、数码管显示模块、整流滤波模块以及AD0832 A/D转换模块，通过这几个模块的有机组合，构成一个完整的数控稳压电源。该稳压电源具有数字显示功能，还具有能耗低、电压稳的优点。关键词：LM2576；输出电压；单片机；数码管AbstractThis topic to a LM2576 - ADJ as main control device to adjust the output voltage, by adjusting the slide rheostat value to adjust the output voltage.At the same ti
3、me use AD0832 to A/D conversion and A will need to display the information provided to digital tube.This system is composed of six modules, respectively LM2576 output voltage control module, microcontroller, digital tube display module, rectifier filtering module, AD0832 A/D conversion module and DS
4、18B20 temperature measurement module, through the organic combination of several modules, constitute A complete numerical control regulated power supply.The regulated power supply with digital display function, but also has the advantages of low energy consumption, the voltage stability.Key words：LM
5、2576;The output voltage;Single chip microcomputer;Digitalt目 录摘 要IAbstractII第一章 概述11.1引言11.2 数控电压源的意义21.3 国内外现状研究31.4数控电压源的设计要求4第二章 方案论证与比较52.1 输出电压控制模块52.2 显示模块62. 3控制芯片的模块62. 4按键模块6第三章 控制电路设计73.1 STC89C51简介73.2 STC89C51主要相关参数83.3 STC89C51引脚说明83.4单片机最小系统103.5中断技术12第四章 数控稳压电源电源电路模块144.1 整流滤波电路144.2输出
6、电压控制的设计144.3 D/A转换和显示电路的设计16第五章 系统软件程序设计205.1 程序设计、流程图205.2 部分程序流程图205.3 数码管显示子程序流程图22第六章 系统调试与测试结果246.1 系统软件调试246.2 系统硬件调试246.3 测试结果24测试结果统计表：24结论25参考文献26致谢27附录一系统仿真图28附录二程序29II第一章 概述1.1引言电源技术的发展在现代工业的发展中起到了不可替代的作用。各行各业的发展都离不开电源，随着技术的不断发展，对电源的性能要求越来越高，电源提供电压的稳定性以及电压的精度是电源的重要性能指标。为了提高电源的性能，数控电源技术应运而
7、生，经过多年的发展，应经成为一个热门的研究领域。数控电源技术发展到今天已经成为了一个与多个学科（电子、控制等）理论相互交织的综合学科。新技术的不断发展，为数控电源技术的发展提供了更先进的实验设备和试验方法，但也提出了更高的性能要求。随着科技的不断进步，对电源有精确控制要求的领域越来越多，传统的电源显然是满足不了需求的，因此，数控电源的市场越来越大，研究的人也越来越多，数控电源已经成为当今世界各行各业发展必不可缺的重要设备。电源的数字化、智能化是电源技术的未来发展方向。在实验室中，稳定的可调直流电源有着不可取代的地位，很多实验的成败都取决于电源的性能。一般常见的直流稳压电源主要通过粗调波段和细调
8、电位器的手段来控制对电压的输出，电压值的读取依赖于指针的显示，这种方式具有以下几个面向的缺点：（1）指针式的电压值获取方式不够精确，误差较大；（2）对电压稳定性的控制能力不够精细；（3）电压的调节难度很大；（4）电位器比较容易磨损；（5）电路的构成极为复杂，导致电源的体积很大，给使用带来很多不便。上述问题的一个比较理想的解决方案就是将电压值的获取以数字显示的形式给出，同时基于单片机进行控制。本文的主要思路是，基于单片机和外围电路，以及其他元器件实现数控式可调稳压电源的设计。该设计具备设定显示电压值输出、输出稳定电压值、存储等便捷功能。在此作品的研究和设置过程中，设计者能更熟练的掌握单片机基本原
9、理，还能学习到一些外围电路的基础知识，更重要的是，使用c语言进行软件开发的能力得到了较大的提升。1.2 数控电压源的意义在当代科技与经济高速发展的过程中，电源起到关键性的作用。电源技术尤其是数控电源技术是一门可用于各行各业的，实践性很强的工程技术。电力电子技术是电能应用的最佳技术之一。现如今电源技术囊括了电气、电子、控制理论、系统集成和材料等诸多3.3 STC89C51单片机引脚说明学科领域。随着通讯技术和计算机不断发展的现代信息技术革命，给电力电子技术创造了广阔的发展空间，同时也对电源的提供提出了更高难度的要求。因为数控电源在电子装置中有较高的使用率，普通电源在使用中产生的极小误差都会影响整
10、体系统的精确度。电源在使用时会造成诸多不良后果，正因为如此，电源的数字化控制才成为了人们追求的永恒目标之一，它为人类提供的方便也是无可估量的，其中数控直流稳压电源的成功就是一个典型例子，这使得人们对它的性能要求也越来越高。简言之，要想为现代人的工作，生活，科研，提供更好更方便的设施就得从数字电子技术入手，一切以数字化，智能化方向发展为目标。对我们学生而言，能在大学的实验室和课程设计中，一个稳定可调的直流电源是十分有必要的。传统的直流稳压电源输出电压是通过细调电位器及粗调波段来调节的，并由电压表指示电压值的大小。这种直流稳压电源有电位器易磨损、读数不直观、稳压精度低、调准难、电路构成不简化、体积
11、大等显而易见的缺点，而以单片机控制为基础的数字式可调稳压电源可以轻松解决以上问题。此设计主要采用单片机和外围电路及其它元器件，设计一个数控式可调稳压电源。该设计具备设定显示电压值输出、输出稳定电压值、存储等便捷功能。在此作品的研究和设置过程中，设计者能更熟练的掌握单片机基本原理，还能学习到一些外围电路的基础知识，更重要的是，大幅度的提高了C语言的软件编程能力。1.3 国内外现状研究数控电压源技术作为通信工程的一个重要的研究方向，经过多年的不断发展，已经成为一种体系完整的高科技技术。信息产业是数控电压源技术早期的主要应用领域，随着信息技术的不断发展，对数控电压源技术的要求越来越高，同时信息技术的
12、发展成果也不断的应用到数控电压源技术领域。这样，二者形成了一个相互促进、相互借鉴的关系，在这种相辅相成的关系的促进下，二者都取得了长足的发展。发展到今天，电源已经成为各行各业必不可少的设备，对电源技术的研究也扩展到了各行各业。目前电源技术的主要前进方向是设计制造频率更高、效率更高、密度更高、电流更大的低压多元化电源，另外，为了适应全球一体化发展进程的要求，封装和外形尺寸的标准化也是一个不可阻挡的趋势。电源技术发展到今天，产生了各种各样的技术，也设计制造了样式各异的电源。当前，在主流市场上占有一定份额的主要有：整流焊接电源DC/DC开关电源、UPS、线性稳压电源、光伏逆变电源、点解电镀电源通讯用
13、的AC/DC开关电源、正弦波逆变电源、交流变频调速电源、风光互补型电源、电力操作电源、中频感应加热电源等。影响用户对电源的选择的要素有很多，其中主要的有：品牌效应、价格因素、电源性能等，而为了更好的应对客户的需求，各电源生产厂商都将发展目标定位于数字化、绿色化、智能化、模块化。1.4数控电压源的设计要求本设计的目的是为不同型号的低压电器提供稳定的电压，通过调节按键可调出020V稳定的电压，方便使用。本设计主要是基于LM2576而设计制作用7805可直接输出+5V稳定的电源为单片机供电。第二章 方案论证与比较根据对现状的分析，以及选题的指导，本课题的主要任务是设计出能够数字显示的数控稳压电源，为
14、了实现这个功能，本文将所要设计的系统划分成了四个功能模块：按键模块、单片机模块、输出电压控制模块、LED显示模块。如图2-1所示：图2-1 功能模块图2.1 输出电压控制模块输出电压控制模块的实现依赖于稳压器的选择，常见的稳压器有两种：LM317和LM2576，下面对这两种稳压器进行简介。LM317可以提供1.237V范围内的电压输出，能够提供的电流为1.5A，是一种三端可调节的线性正电压稳压器。LM317基于线性调节的工作方式，会导致大量的热量流失，带来的坏处一是效率变低，二是浪费的热量还会给稳压器带来负担，需要散热。最重要的是单片机不能直接到LM317。LM2576可以提供1.2318V范
15、围内的电压输出，能够提供的电流为3A，是一种降压型的开关式稳压器，采用完全导通或关断的方式取代线性调节的方式，减少了热量损耗，提升了工作效率，同时还内置了过热和过流两种防护措施，可以摆脱散热片。综上所述，LM2576的性能明显优于LM317，因此本文选用LM2576作为输出电压控制模块。2.2 显示模块显示模块也有多种备选方案，最常用的有LED数码管和LCD液晶显示屏。两种显示方式各有优缺点，LED价格简单、使用方便而且亮度较高，但能耗大；LCD功耗小、接口简单、显示清晰，但价格昂贵，使用复杂。结合对比权衡以及课题的具体需求，本文决定选用LED作为解决方案。2. 3控制芯片的模块芯片的控制模块主要靠单片机来实现，单片机有有多种型号，比较常见的有两种，分别是：51系列单片机和凌阳系列单片机。51系列单片机的优势是价格便宜，有较强的算术计算能力，而且逻辑控制算
