基于amega16单片机的数控直流稳压电源设计 大学学位论文.doc

智能控制设计大赛 摘要 本系统以Amega16单片机为核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。该系统实现了，输出电压3-13V可调，步进值为0.05mv，纹波不大于10mv，额定输出电流0.5A，由单片机自身提供的矩阵键盘作为输入，每按一次实现+0.05mv或-0.05mv。还有一些按键用以实现电平快速切换，使能够在常用电平之间实现快速跳跃。输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。 关键字：Amega16单片机、数控电源、LM317、AD7226、三端稳压管 数控直流稳压电源论文 设计任务与要求 设计任务 设计并制作一个直流可调稳压电源。 设计要求 1、 当输入交流电压为220v±10%时，输出电压在3-13v可调； 额定电流为0.5A，且纹波不大于10mV； 使用按键设定电压，同时具有常用电平快速切换功能（3v、5v、6v、9v、12v），设定后按键可锁定，防止误触； 显示设定电压和测量电压，显示精度为0.01v。 2、 输出电压在0-13v连续可调； 额定电流为1A，且纹波不大于1mV； 掉电后可记忆上次的设定值； 两级过流保护功能，当电流超过额定值的20%达5秒时，电路作断开操作；当电流超过额定值的50%时，电路立即断开。具有光提示（如LED）； 其他创新。 说明 禁止直接使用220v直接电阻分压的作法，注意用电安全。 引言 数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的，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。 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。 4)系统维护方便，一旦出现故障，可以很方便地通过RS232接口或RS485接口或USB接口进行调试，故障查询，历史记录查询，故障诊断，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试;也可以通过MODEM远程操作。 5)系统的一致性好，成本低，生产制造方便。由于控制软件不像模拟器件那样存在差异，所以，其一致性很好。由于采用软件控制，控制板的体积将大大减小，生产成本下降。 6)易组成高可靠性的多模块逆变电源并联运行系统。为了得到高性能的并联运行逆变电源系统，每个并联运行的逆变电源单元模块都采用全数字化控制，易于在模块之间更好地进行均流控制和通讯或者在模块中实现复杂的均流控制算法(不需要通讯)，从而实现高可靠性、高冗余度的逆变电源并联运行系统。 方案论证与比较 分析题意，根据设计要求，画出基本原理图如图一 图一 1、控制器部分： 方案一：采用AT89S52单片机作为主控芯片。优点：AT89S52作为一种比较成熟的单片机型号，广范应用于各领域技术比较熟练，价格相对便宜。缺点：其内部集成资源偏少，功能不够强大，中断源和定时器较少，且没有PWM可调占空比波形输出。 方案二：采用Amega16单片机作为主控芯片。优点：AVR是51的升级版。Amega16单片机功能强、高速度 考虑到以上两种方案的优缺点，因本系统对单片机内部硬件资源的要求比较高，而且我们有现成的Amega16开发板，所以不存在成本的问题。 显示部分： 方案一：采用普通数码管显示，优点：价格便宜，而且可以用单片机内部的数码管显示，政绩电路比较清晰 方案二：采用LCD1602液晶显示，优点：显示清楚、且管脚不多，容易控制，缺点：价格较贵 由于我们只需显示3—13V，精度为0.01mv，单片机自带的数码管就已经够用，所以我们采取方案一 按键部分 方案一、采用一般的电平按钮，优点是控制比较简单，编程不用考虑按键部分 方案二、采用4*4矩阵键盘，优点：利用8个IO口得到16个按键，可使操作界面变得简单，操作也方便；缺点：软件处理比独立按键复杂。 通过比较，由于这也是我们熟悉单片机的一次过程，所以我们选择方案二。 可调稳压芯片 三端可调稳压芯片有多