单极性可调精密直流稳压电源的方案设计书实现.docVIP

电子电路实验3 综合设计实验总结报告 题目：单极性可调精密直流稳压电源的设计实现 班级：070812 学号姓名：张云 成绩： 日期：2010. 6.12 摘要 在各种电子电路实验及日常生活中，电源是一种必不可少的仪器，目前所用的电源大多是只有固定电压输出(例如常用的有：±5V、±12V或±15V) 。其缺点是输出电压不可人为的改变；输出精度和稳定性都不高，在测量上传统的电源一般采用指针式或数字式来显示电压或电流，需要搭配电位器来调整所要的电压及电流输出值，然而电位器的阻值特性非线性，在调整时又要花费一定的时间，且会产生漂移。 本次电子电路实验是以STC89C51单片机为核心来进行设计的单极性可调精密直流稳压电源。主要由单片机控制模块、D/A转换模块、功率放大模块、键盘模块、数码管显示模块和串口下载模块等几大部分构成。 单极性可调精密直流稳压电源通过硬件电路和软件程序相结合，由单片机通过D/A来控制功率放大器输出电压，在误差不大于4mV的条件下输出电压范围为0～5V，输出电压的步进值分为三种： 20mV 、100mV 、1V。同时将输出的信号经过功率放大器模块，保证输出的电流不小于0.2A，用于驱动外部设备。 D/A转换模块是是采用DAC0832数模转换器将设置电压值转换成模拟量，再通过运算放大电路来实现电压的正向稳定输出。 键盘设置了“左移”、“右移”、“加”、“减”及“设置和触发”五个按键，实现三种步进的增减及任意位上数值的增减。数码显示部分显示输出电压的预定值（0～5V）。 单极性可调精密直流稳压电源具有设置灵活、操作简便等优点，具有初步的智能化功能。 关键词：单极性可调精密直流稳压电源； 单片机最小系统； DAC0832数模转换； 运放LM324； 连续步进可调； 目录 第一章 概述 1. 1直流稳压电源的发展方向 1.2 国内发展现状 1.3 系统研究方向 第二章 设计选题及设计任务要求 1.1设计选题 1.2设计任务要求 第三章 系统概述 3.1方案对比及论证 3.2总体方案对比及论证 3.3各模块方案论证 3.4可行性分析 3.5系统总体设计 第四章 主要器件介绍 4.1 STC89C51简介 4.2晶振的使用 4.3 DAC0832工作原理 4.4 LM324工作原理 4.5译码器74LS47 4.6数码管显示原理 第五章 硬件单元电路设计 5.1 控制电路的设计与分析 5.2 DAC0832数模转换及功放的设计与分析 5.3串口下载电路的设计与分析 5.4 键盘控制的设计与分析 5.5 数码显示控制的设计与分析 第六章 系统软件设计 6.1 系统总程序设计 6.2 系统程序流程图 第七章 安装调试及测试数据分析 7.1 安装调试的步骤 7.2 安装调试出现的问题及原因分析 7.3数据测量 7.4 测量仪器介绍及误差分析 结束语 参考文献 附录一 附录二 附录三 第一章 概述 1. 1直流稳压电源的发展方向 1.1.1智能化 目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时，几乎没有不考虑采用单片机的。以单片机最小系统为主体取代传统仪器的常规电子线路，将软件程序与硬件电路相结合，组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。直流稳压电源一方面为仪器仪表提供电能量，是仪器仪表的“动力源”，另一面它本身就是仪器仪表，因此，它有可能而且应当智能化。具体地说，智能化的直流稳压电源电源应当具有以下功能特点: ① 操作自动化。系统的整个测量过程如量程选择、数据的采集、传输与处理以等都用单片机来控制操作，实现测量过程的全部自动化。 ②具有自检测功能，包括自动调零、自动故障检测与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。 ③具有友好的人机对话能力。智能化的直流稳压电源使用键盘代替传统直流稳压电源中的切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。 1.1.2数字化 在传统直流稳压电源中，控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代，电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是，现在数字信号、数字电路显得越来越重要，数字信号处理技术日趋完善成熟，显示出越来越多的优点。 1.1.3模块化 电源的模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化；其二是指电源单元的模块化。模块化的目的不仅在于使用方便，缩小整机体积，更重要的是取消传统连线，把寄生参数降到最小，从而把器件承受的电应力降至最低，提高系统的可靠性。 1.1.4 绿色化 电源系统的绿色化有两层含义：首先是显著节电，这意味着发电容量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染；其次这些电源不能(或少)对电网产生污染，国际电工委员会(IEC对此制定了一系列标准，如工EC555, IEC917,IECI000