毕业设计（论文）_基于ATS单片机的直流稳压电源设计.doc

摘 要 本系统以单片机AT89S5为核心部件，由键盘、显示、D/A转换放等组成基于单片机的直流稳压电源与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高、调节精度不高、波纹电压低以及其输出电压大小采用数码管显示的特点 录 摘 要 I 第一章 概述 1 1.1直流稳压电源的简介 1 1.2 直流稳压电源的技术指标 2 1.3 数控电源的发展 3 1.4 研究的意义 4 1.5各章节介绍 4 第二章 系统硬件电路的设计 7 2.1 系统总体结构 7 2.2 AT89S51单片机的最小系统 7 2.3 单元电路设计与分析 9 2.3.1 电源电路 9 2.3.2 键盘接口电路 10 2.3.3 D/A转换电路 11 2.3.4 显示电路 12 2.3.5 稳压输出电路 14 第三章 系统软件设计 17 3.1 主程序 17 3.2 键盘子程序 17 3.3 过流保护程序 18 第四章 总体调试 19 4.1 系统调试 19 4.2 系统测试 19 第五章 总结与展望 21 致 谢 23 参考文献 25 附录 系统总电路图 27 第一章 概述 1.1直流稳压电源的简介 直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源可分为连续导电式与开关式两大类连续导电式稳压电源有线路简单、纹波小、相互干扰小等优点；缺点是体积大，耗材多，效率低等。因并联调整方式中的串联电阻以及串联调整方式中的串接的调整元都流过负载电流，功耗很大，效率低。 开关式稳压电源开关型稳压电源的优点是效率高，体积小，重量轻；缺点是电路比较复杂，有一定的电磁干扰。改变调整元件开关的通断时间比,可调节输出电压的大小从而达到稳压目的。元件导通时因处在饱和状态故功耗小效率高。从工作方式上可分为以下3大类可控整流型开关稳压电源：用晶闸管作调整开关，由交流市电电网直接或经变压器降压后供电。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压，从而达到稳定输出电压的目的斩波型开关稳压电源：它的输入是不稳定的直流电压，改变开关电路的通断比，在输出端得到单向的脉动直流，经滤波后得到与输入电压不同的稳定直流电压变换器型开关稳压电源：将不稳定直流电压送入逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后得到新的直流输出电压，从输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出电压的目的。随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。 使用的可控直流电源大部分是点动的，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。随着电子技术的发展，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，模块化和智能化发展。 以单片机系统为核心而设计的新一代数控直流电源，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。 图1-1 电源方框及波形图 整流和滤波电路：整流作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3；滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4，再通过稳压电路得到平直的直流电压U5。 1.2 直流稳压电源的技术指标 直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻、纹波电压及温度系数等。 、特性指标 1）输出电压范围符合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。2）最大输入－输出电压差该指标表在保证直流稳压电源正常工作条件下，所允许的最大输入－输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。 3）最小输入－输出电压差该指标表在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入－输出之间的电压差值。 4）输出负载电流范围输出负载电流范围又称为输出电流范围，在这一电流范围内，直流稳压电源应能保证符合指标规范所给出的指标。 、质量指标 1）电压调整率SV电压调整率是表直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表当输入电压变化时直流稳压电源输出电压稳定的程度通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。2）电流调整率SI电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流稳定系数。它表当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的