基于51 单片机数控稳压直流电源的设计1.doc

目 录 第一章 前言 1 1.1 研究背景及意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3课题的主要内容 2 1.3.1如何实现对电源的输出控制 2 1.3.2数控直流电源功能的完备 2 1.3.3性能指标 2 1.4论文的总体结构 2 第二章 方案设计与论证 2 2.1设计要求： 2 2.2设计方案： 3 第三章 系统电路原理及硬件模块设计 4 3.1微控制器模块 4 3.1.1 AT89C52简介 4 3.1.2 引脚说明 4 3.1.3单片机外围电路 4 3.2 显示模块 5 3.2.1 LCD1602简介 5 3.2.2 引脚接口说明 6 3.3 键盘模块 7 3.4 D/A转换模块 7 3.4.1 LTC1655芯片简介 7 3.4.2 LTC1655与单片机连接 8 3.5 A/D转换模块 8 3.5.1 LTC1865芯片简介 8 3.5.2 LTC1865与单片机连接 10 3.6 稳压控制与输出模块 10 3.6.1 单运算放大器UA741 10 3.6.2 运算放大器TLE2022 12 3.6.3 稳压控制输出电路 13 3.7 输出短路保护电路模块 14 第四章 系统的软件设计 14 4.1 软件设计思路 14 4.2系统软件流程 14 第五章 系统测试与误差分析 15 5.1系统测试 15 5.1.1 软件测试 15 5.1.2 硬件仿真测试 16 5.2 误差分析 17 第六章 结论 17 致谢语 18 参考文献 18 附录一：系统整体原理图 19 附录二：系统源程序 19 基于51 单片机数控稳压直流电源的设计 摘要： 本文主要论述了一种基于51 单片机为核心控制器的数控直流电源的设计原理和实现方法。该电源具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和电流信号可同时显示功能。 文章介绍了系统的总体设计方案，其主要由微控制器模块、D/A转换模块、A/D转换模块、稳压控制与输出模块、显示模块、键盘模块、MCU短路保护模块七部分构成。该系统原理是以AT89C52 单片机为控制单元，以数模转换芯片LTC1655 输出参考电压控制电压转换模块TIP122 输出电压大小，同时输出稳压、恒流采用模数转换芯片LTC1865 对采样的电压、电流转换为数字信号，再通过单片机实现控制。 关键词 单片机（MCU）数模转换器（DAC）； 模数转换器（ADC）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。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。直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和科学研究所不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多, 但均存在以下二个问题: 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,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。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。随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，而在一些高能物理领域，更是急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。 从十九世纪90 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。在上世纪80 年代的第一代分布式供电系统开始转向到上世纪末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，即如何在现有系统加入嵌