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1、2021届专科毕业设计论文资料第一局部 毕业论文2021届专科毕业设计论文学 院部： 电气与信息工程学院 专 业： 应用电子技术 学 生 姓 名： 班 级：电子092 学号 09301930211 指导教师姓名： 职称 副教授 最终评定成绩 2021年5月 摘 要 本设计以直流电压源为核心，STC89C52RC单片机为主控制器，单片机系统是数控电源的核心。它通过软件的运行来控制整个仪器的工作，从而完成设定的功能。通过数字键盘来设置直流电源的输出电压，输出电压范围为0V10V，最大电流为1A，并可由液晶屏LCD1602显示实际输出电压值。本设计由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器DAC08
2、32输出模拟量，同时输出采用ADC0832对采样的电压、电流转换为数字信号，再经过运算放大器LM324隔离放大,最后通过单片机实现闭环控制输出各种设备所需要的电压。实际测试结果说明，本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。 关键词：直流稳压电源，STC89C52RC单片机 ，数控 ，DAC0832 ABSTRACTThis system to dc voltage source as the core, mainly STC89C52RC SCM, SCM system is the numerical power of the core. It is through the soft
3、ware. Run to control the work of the whole apparatus, thus completing the set of functions through the matrix keyboard controller to install dc power supply output voltage, the range of 0V-10 V, the maximum current of 1A, and can show the actual pipe by digital LCD1602 output voltage values. This sy
4、stem consists of microcontroller program output digital signal, through D/A converter (DAC0832) output analog amplifier, while the output voltage regulator, current use of analog-to-digital converter ADC0832 chip sampling of voltage and current to digital signals, after another op amp lm324 isolatio
5、n amplifier. Finally through the single- chip closed-loop control to achieve output voltage of equipment needed. Test results show that this system application in need of high stability of small power constant-voltage source fields.Keywords: regulated power supply of direct current，(MCU)microcompute
6、r STC89C52RC ， digital control ， DAC0832目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第一章 绪论11.1 研究目的背景及意义11.2 国内外开展状况及相关领域的应用11.3 课题研究设想及方法2第二章 总体设计方案32.1 系统设计要求32.2 系统设计方案及方案论证4控制方案比拟52.2.2 稳压输出方案比拟62.2.3 显示局部比拟6第三章 系统的硬件电路7控制器模块73.1.1 主控制STC89C52RC7时钟振荡子系统8复位子系统9键盘控制子系统103.2 D/A 转换模块10运放LM324123.4 A/D转换模块13显示模块153.5.1
7、LCD1602 主要管脚介绍153.5.2 LCD1602的一般初始化过程163.5.3 LCD1602与单片机连接图16电源模块17第四章 系统软件局部184.1 系统主程序设计流程及说明184.2 键盘子程序设计流程及说明194.3 显示子程序设计流程及说明20第五章 调试结果与仿真分析215.1 测试仪器215.2 测试方法215.3 软件编译与调试215.4 测试结果235.5 测试结论、调试过程与分析23结 论26参考文献27致 谢28附 录29附录一 总体电路PCB图29附录二 源程序31第一章 绪论1.1 研究目的背景及意义直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、
8、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1.021.03V ) ,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
9、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，假设由晶体管滤波器来替代，那么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本钱，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缺乏。随着科学技术的不断开展,特别是计算机技术的突飞猛进,现代工业应
10、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 国内外开展状况及相关领域的应用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开展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到21世纪初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，即如何在现有系统参加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
11、模拟控制方案相比处与劣势，因而无法被广泛采用。 现今随着直流电源技术的飞跃开展, 整流系统由以前的分立元件和集成电路控制开展为微机控制, 从而使直流电源智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 根本实现了直流电源的无人值守目前使用的可控直流电源大局部是点动的，利用分立器件，体积大，效率低，可靠性差，操作不方便，故障率高。随着电子技术的开展，各种电子，电器设备对电源的性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化开展。以单片机系统为核心而设计的新一代数控直流电源，它不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能优越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对数据进行各种计算，从而可排除和减少模
12、拟电路引起的误差，输出电压和限定电流采用键盘输入方式，电源的外表美观，操作使用方便，克服了传统直流电压源的缺点，具有较高的使用价值。直流稳压电源可广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。1.3 课题研究设想及方法目前，市场上各种直流电源的根本环节大致相同，都包括交流电源、交流变压器、整流电路、滤波稳压电路等。本设计将单片机控制系统应用于直流稳压电源的方法和原理，实现了稳压电源的数控调节。从组成上，本设计硬件电路主要由单片机、变压器、整流电路、滤波电路、稳压输出电路、D/A转换电路、A/D转换电路、显示电路等组成。利用D/ A 转换器的高分辨率和单片机
13、的自动检测技术设计数控电源更显示出其优越性。数控电源既能方便输入，具有较高精度和稳定性，而且在0V到10V可以任意设定输出电压，所有功能由面板上的键盘控制单片机实现，给电路实验带来极大的方便,提高了工作效率。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, 可对输出电压进行设置, 输出由单片机通过D/A , A/D电流电压取样等控制驱动模块输出一个稳定电压。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LCD 显示,多种显示模式间, 由键盘控制进行动态逻辑
14、切换。 第二章 总体设计方案2.1 系统设计要求此次设计的直流稳压源要求如下：l 输出电压范围0V10V步进可调，步进间隔为0.1V。l 最大输出电流1A。l 电压调整率0.2%输入电压220V变化范围+10%-20%，输出满载10V l 负载调整率1%输入电压220V，输出电压10V。l 输出纹波电压5mV输入220V，输出10V，满载。l 效率40%输入220V，输出10V，满载。l 有过流及短路保护功能，短路解除后，能自动恢复输出。l 可用键盘设定输出电压值，也可步进调节输出电压。l 用数码管或LCD显示输出电压和输出电流的大小。*描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标如下：*(1) 最大输出电流输出电流是指负载中流过的电流。最大输出电压供应负载的最大平均电流。(2)电压调整率电压调整率表示负载电流为额定值时输入交流电压在额定值上下变化士10%时，稳压电源输出电压的相对变化量(百分数)一般直流稳压电源的电压调整率为1%，0.1%，0.01%等。有的也可以用绝对值表示。3负载调整率(也称电流调整率)在交流电源额定电压的条件下，负载
