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1、目录摘要 1 关键词 1 Abstract 1 Key words 1 前言2 一开关电源的概述3 二系统功能 3 三方案论证与比较33.1 稳压电源分类 43.2 源部分方案 43.3 三端集成稳压芯片 53.4 数字显示部分 5 四统硬件设计64.1 电路原理设计 74.2 硬件模块分析 74.2. ATmagel6单片机模块84.2.2 L620驱动模块84.2.3 5V 系统电源模块94. 2.4 1602液晶显示模块 9 4.2.5输出电压采集反馈电路模块10 五、系统的软件设计105.1 程序设计105.2 程序流程图11 六结束语11 七致谢11 八参考文献12附录1（电路原理图
2、）13附录2（电子万年历程序）14数控直流稳压电源电子专业学生 王小 指导教师 巩老师 摘要：将单片机数字控制技术，有机地融入直流稳压电源的设计中，设计出一款数字化通用直 流稳压电源。该电源具有液晶显示、数字输入调压、电压调节精度高的特点。通过软件编程， 易于实现功能的扩展。AVR系列的单片机不仅具有良好的集成性能，而且都具备在线编程接口，其中的Mega 系列还具备JTAG仿真和下载功能；含有片内看门狗电路、片内程序Flash、同步串行接口SPI; 多数AVR单片机还内嵌了A/D转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM定时计数器等多种功能；AVR 单片机的I/O接口具有很强的驱动能力，灌入电流
3、可直接驱动继电器、LCD等元件，从而省去 驱动电路, 节约系统成本。关键词：AVR单片机；液晶显示；直流稳压电源NC DC regulated power supplyStudent majoring in：PhysicsName:Wang Dan DanTutor:Gong Yong GuangThe single chip digital control technology, organic integration into the DC power supply design, digital design a universal DC power supply. The power
4、supply has a liquid crystal display, digital input voltage, voltage regulation and high accuracy. Through software programming, easy to expand their role.AVR microcontroller series, the integration is not only good performance, and all have online programming interface, which also has the Mega serie
5、s of JTAG emulation and download capabilities; with on-chip watchdog circuitry, on-chip program Flash, synchronous serial interface SPI; most AVR microcontroller is also equipped with a A / D converter, EEPROM, Analog comparators, PWM timer counter and other functions; AVR microcontroller I / O inte
6、rface has a strong drive capability, poured into the current can directly drive relays, LED and other components, thereby eliminating the need for circuit, system cost savings.Keywords: DC Power Supply; AVR microcontroller; LCD前言随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，传统应用 技术，由于功率器件性能的限制使开关电源性能的影响减至最小，新型的电源电路
7、 拓扑和新型的控制技术，可使功率开关工作在零电压或零电流状态，为了提高开关 电源工作效率，设计出性能优良的开关电源，十分必要。电源技术尤其是数控电源 技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳 应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。 随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔 的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。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，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会 造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列
8、的产 品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随着经济全球化的发展，满足 国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源（数控直流稳压电源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且 使输出的直流电压能保持稳定，精确的直流电压源）是从 80 年代才真正的发展起来 的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好 的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长远的发展。但其产品存在数控 程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电 源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的 出现为精确数控电源的发展提供了有利的条
9、件。新的变换技术和控制理论的不断发 展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90 年代，己出现了 数控精度达到 0.05V 的数控电源，功率密度达到每立方英寸 50W 的数控电源。从组 成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。目前在电力电子器件方面，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。数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够 减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可 靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。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
10、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
11、。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。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, 基本实现了直流电源的无人值守 。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。数控电源采用按键盘，可对输出电压进行设 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 片机控制, 单片机通过 A/D 采样输出电压, 与设定值进行比较, 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
12、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LCD显示，由键盘控制进行动态逻辑切 换。以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计,电源采用数字调节、输出 精度高, 特别适用于各种有较高精度要求的场合。电源采用数字控制，具有以下明显优点:1）易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高， 性能更完美。2）控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线 路。3）控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统（或不同型号的产 品），采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。一、开关电源的概述开关电源是利用现代电力电子技术，控制开
13、关管开通和关断的时间比率，维持稳 定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制控制 IC 和 MOSFET 组成开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET 开关电源的三个条件1、开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流二、系统功能系统电压调节范围为010V,最大输出电流1A,具有过载和短路保护功能。输 出电压可用1602LCD液晶显示。键盘设有6个键，复位键，步进增减IV两个键，步进 增减0.1V两个键以及确认键。复位键用于启动参数设定状态（5V），步进增减键用 于设定参数数值，确认键用于确认输出设定值.电源开机设定电压输出默认值为5V。通过步进增减按键功能选择可在不同的设 定参数之间切换，再按确认键进入设定电压输出状态。若按复位键，则电压输出恢 复5V。系统设有自动识别功能，将不接受超出使用范围（012V）的设定值。三、设计思路数控直流稳压电源主要包括三大部分：数字控制部分、模拟/数字转换部分（D/A转 换器）及可调稳压电源。数字控制部分用“+”、“-”按键控制单片机，单片机的 输出输入到D/A变换器，经D/A变换器转换成相应的电压此电压经过放大到合适的 电压值后，去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以0.1V的步进值增或减。3.1 稳压
