基于DSP 的数控直流稳压电源的设计
数控直流稳压电源的设计_毕业设计
延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）题目：数控直流稳压电源的设计专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：毕业时间：数控直流稳压电源的设计摘要：本设计针对对普通直流电源一般不可以调节或调节范围小的缺点设计出了一种可调节，宽调节范围的直流稳压电源。
该直流稳压电源系统以STC单片机公司的89C52RC单片机为核心，利用10位DA芯片TLC5615作为DA输出，由单片机由采样电阻对输出电压进行采样处理，采用C语言进行程序控制，输出0~9.9V，步进0.1V的精确稳压输出关键词：直流电流源；单片机；89C52RC；TLC5615High precision DC current source based on 51 MCUAbstract:For regular direct current voltage stabilizer accuracy is not high, and the adjusting range is small, we designed a direct voltage stabilizer with high precision and wide adjusting range. This system is based on the MCU of 89C52RC which product by STC. Using a chip TLC5615 which with 10 bit as DA output. By using the resister to process the output voltage. Use the C language to control the system. So that it can output 0~+9.9V, and stepping for 0.1V adjustment function.Key words: DC current;MCU;89C52RC;TLC5615目录1 引言 (1)2 设计原理 (1)3 单元电路的设计 (2)3.1DA的选择与论证 (2)3.2稳压输出方案选择与论证 (2)3.3显示模块的选择与论证 (3)3.4输入按键的选择与论证 (3)4 本系统核心器件简介 (3)4.1STC89C52单片机 (3)4.2TLC5615芯片 (4)4.3TLC431芯片 (5)4.4LM324芯片 (5)5 硬件电路设计 (6)5.1电源电路 (6)5.2DA输出电路 (6)5.3稳压输出电路 (7)5.4数码管显示电路 (7)5.5整体电路原理设计 (8)6 系统软件设计 (9)6.1主程序流程图 (9)6.2DA转换流程图 (9)7 系统调试与仿真 (10)7.1系统仿真 (10)7.2DA输出仿真： (11)7.3PCB制作 (12)7.4硬件调试 (14)7.5软件调试 (14)8 结束语 (15)参考文献 (17)致谢 (18)附录一程序清单 (19)1 引言当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
数控直流稳压电源设计
数控直流稳压电源设计1.数控直流稳压电源的概述现代电子装置在供电要求方面有着越来越高的要求，而数控直流稳压电源则是目前广泛应用的一种供电装置。
数控直流稳压电源不仅具有直流稳定的输出特性，而且还能实现数字化控制，具有更加高效、精确的供电能力和性能。
数控直流稳压电源适用于各种电子装置的开发和生产领域，如通信技术、医疗器械、军事通讯和工业自动化等。
2.数控直流稳压电源的设计原理数控直流稳压电源主要由下列几个模块组成。
2.1输入端输入端是稳压电源的第一步，它接收外部电源的直流或交流信号，并且对输入电压进行过滤和波形整形，以确保后续的电路可以正常工作。
2.2稳压模块稳压模块负责稳定输出电压的值。
在闭环控制下，稳压模块保证输出电压稳定在标准值附近，即使在输入电压波动或负载变化的条件下，它也能确保输出电压的稳定性和可靠性。
2.3数控模块数控模块为整个电源提供了数字化控制的功能。
它包括一个集成电路、显示屏、输入设备和计算机接口等组成部分。
通过输入输出端口与计算机相连，可实时监测和控制电源的电压、电流、功率等参数。
2.4保护模块保护模块负责保护电源免受外界环境的影响。
它包括四种保护措施：过压保护、过温保护、过载保护和短路保护，并采用相应的防护电路来实现保护功能。
3.数控直流稳压电源的设计流程数控直流稳压电源的设计流程包括以下几个步骤：3.1确定电源的基本参数这包括电源输出电压、电流、功率、负载范围等参数。
设计人员需要根据电路应用需要，确定电源所需的输出电压和电流等参数。
3.2选取和确认元件在确定电源的基本参数后，设计人员应选择与之相适应的元件，包括电容器、电感器、稳压管、集成电路等，这是设计数控直流稳压电源的关键步骤之一。
设计人员需要综合考虑元件的品质、供货和维护等方面的因素，以便在成本和性能之间取得平衡。
3.3进行电路设计在确定元件后，设计人员需要根据设计参数和基本电路原理，设计稳压电源的具体电路方案，逐步完善和优化电路。
数控直流稳压电源的设计和制作
数控直流稳压电源的设计和制作数控直流稳压电源，是一种集数字化控制、直流电源稳定输出功能于一体的电子制品，它广泛应用于各类实验、测试、仪器、通讯系统及各种机电设备中。
今天我们就来谈谈数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程。
一、设计1.稳压芯片选型在设计数控直流稳压电源中，首先要选用一款适合的稳压芯片。
常见的稳压芯片有LM317、LM350、LM338等，选择其中的一种根据自己的需求进行选择。
例如，LM317适合安装功率较低的电路，LM350适合于安装功率较大的电路，而LM338的输出电流可达5A以上，是一种非常适合于实验室及大功率稳压电源设计的芯片。
2.规划电源输出模块在设计中需要考虑输出模块的功能设置与实际需要相符，因此需要详细了解电源输出模块的所有类型，包括DC稳压输出、DC包络线输出、交流输出、多路并联输出等的优劣之处，然后选用适合自己需要的类型进行设计。
3.阻容电路的设计在电源输出中需要设计阻容电路，其目的是为了保护电源不受怠工放置，以及电源的过载保护等，详见下面内容。
二、制作1.准备器材在制作数控直流稳压电源之前，需要准备相应的器材和材料，例如PCB板、元器件、焊接工具等。
2.电源输出模块的焊接在制作中需要用到数控直流稳压电源输出模块，首先在PCB板上进行焊接，接下来安装电容、二极管等元器件，进行一定量的基础防护。
3.安装稳压芯片安装稳压芯片需要考虑其散热问题，此时应该做好散热片附加硅脂，以保证芯片处于稳定状态。
4.接线在焊接和装配完成后，接线工作是必要的。
在接线时，必须要认真看清接线图，把电路板上的元器件和接线线路进行一一对应，以便拼接时不会出现误差。
5.开机测试制作数控直流稳压电源时，一定要经过开机测试。
在开机时，应该观察电源的工作状态是否正常，电压是否稳定，是否存在短路等问题。
这样可以在实际应用时更加安全和稳定。
以上就是数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程，每一步都要做好方案设计和操作步骤的准备工作，以确保电源的稳定运行。
数控直流稳压电源设计(a)
数控直流稳压电源设计(a)数控直流稳压电源设计的目的是为了实现对电压的精确控制，使其稳定在所设定的值，保证被供电设备能够正常工作。
在本文中，将介绍数控直流稳压电源的设计及其原理。
一、设计原理数控直流稳压电源在设计中需要考虑多种原理，包括电子原理、电磁原理和控制原理等。
其主要工作原理是将交流电源变换成直流电源，通过控制电压稳定器的输出电压来实现对电压的精确控制。
二、电路图设计数控直流稳压电源的电路图分为两部分，分别是控制电路和电源电路。
其中，控制电路包括电压稳定器、电压比较器、AD转换器和单片机等部分，而电源电路则包括变压器、整流电路和滤波电路等部分。
在电源电路中，变压器的选取要根据负载电流和输出电压的大小来确定，整流电路一般采用桥式整流电路。
而在滤波电路中，选用大容值的电容器来实现对电源波动的滤波，达到稳压的效果。
在控制电路中，主要包括电压稳定器、电压比较器、AD转换器和单片机等部分。
电压稳定器的作用是将输入电压转换成稳定的输出电压，而电压比较器则用来比较设计值和实际输出值之间的差异。
AD转换器则用于将电压信号转换成数字信号，以便单片机进行处理。
在单片机中，通过对输入数据的计算和比较，控制输出电压稳定在设定值附近，从而实现对电压的精确控制。
四、稳压原理当输入电压发生变化时，电压稳定器会发挥作用，自动调节输出电压，使其保持稳定。
在电压变化较小的情况下，调节速度较快，反应时间较短。
需要注意的是，稳压电源在进行设计时，需要考虑到负载电流的大小和输出电压的稳定性。
同时，还需要考虑到设备的工作环境和安全问题，确保电源设计符合安全要求。
五、总结。
数控直流稳压电源的设计
目录1. 课题背景 (3)1．1 指导思想 (3)1．2 方案论证 (3)1．3基本设计任务 (3)1．4电路特点 (4)2 电路设计 (4)2. 1 总体方框图 (4)2. 2 工作原理 (5)3 各主要电路及部件工作原理 (5)3.1 74LS192 (5)3.2 DC0832 (7)3.3 CC4008 (8)3.4 CC4115 (8)3.5直流稳压电源 (3)4 原理总图 (9)5 元器件清单 (10)6 调试过程 (10)6.1 通电前检查 (10)6.2 数电部分调试 (10)6.3 模电部分 (11)7 小结 (11)8 设计体会及今后的改进意见 (11)8.1 体会 (11)8.2 本方案特点及存在的问题和改进意见 (12)参考文献 (10)1.课题背景随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控直流稳压电源就是一个很好的典型例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展.。
本次所设计的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A转换器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。
1．1指导思想操作人员通过按键对系统发出电压调整指令，该指令与输出电路的状态信号号一起送入数控部分电路，经过处理后产生符合指令要求的输出电压信号，并经输出电路功率驱动后输出驱动电流。
当输出电路的输出电流超过极限值时，由过流保护电路产生的信号送入数控电路，关闭系统的电压输出，对系统的输出电路进行保护。
另外，数控部分还产生显示信息送入显示电路，将输出电压或其它信息报告给操作人员。
「数控直流稳压电源的设计与实现」
「数控直流稳压电源的设计与实现」数控直流稳压电源是一种应用广泛的电子设备，用于为各种电子设备提供稳定的直流电源。
本文将讨论数控直流稳压电源的设计与实现过程。
首先，设计一个数控直流稳压电源需要了解其基本原理。
该电源根据输入电源的不稳定性，通过电路设计和控制算法，将电源输出稳定在设定的电压值上。
主要包括输入稳压电路、反馈控制电路、功率放大电路等。
接下来，我们需要选择合适的元件来实现电源电路。
在选取稳压管、二极管等传统元件的同时，可以考虑使用集成稳压芯片和开关电源元件，以提高电源的效率和稳定性。
此外，还需要选取合适的功率放大器和控制器，以保证电源的输出电流和电压稳定性。
在电路设计完成后，需要进行仿真测试。
通过使用SPICE软件等工具，对电源电路进行仿真，以验证电路的工作原理和稳定性。
这包括输入电压范围、输出电流范围等参数的测试。
在完成电路设计和仿真测试后，需要进行电路的实际制作和调试。
这包括设计电路板、焊接元件、连接线路等步骤。
在制作完成后，需要对电路进行调试，检查是否存在电流短路、线路接错等问题，并进行修复。
最后，进行电源的性能测试。
通过连接相关的负载设备，测试电源的输出电压和电流是否稳定，并满足设计要求。
同时，通过使用示波器、数字万用表等测试仪器，验证电源的电压波形、纹波情况等参数。
总结起来，数控直流稳压电源的设计与实现包括了选取合适的元件、电路设计和仿真测试、制作和调试电路以及性能测试等步骤。
通过合理的设计和精确的调试，可以实现一个高品质的数控直流稳压电源。
数控直流稳压电源的设计1
1. 设计任务和要求1.1设计要求1.1.1 任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下：1.1.2 要求基本要求：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
发挥部分：（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波、方波等）。
2 系统方案选择和论证2.1 系统基本方案通过对题目的任务、要求进行分析，我们将整个设计划分成三个部分：自制稳压电源部分，数控部分和输出显示部分。
其系统框图如图2.1所示：市电220V 50Hz图2.11.自制稳压电源部分自制稳压电源输入220v、50hz交流电，通过变压、整流、滤波和稳压电路，输出系统所需的三种直流电压：+15v、-15v、5v。
2.数控部分为完成题目要求制作可调节数控电源，需要有简单的人机接口界面，即需要按键输入和显示输出。
由于数控部分功能较多，较为复杂，对系统性能影响很大，采用了可编程控制器件来作为系统的核心，便可完成题目要求。
由于控制器部分为数字电路，而具体的输出部分为模拟电路，需要D/A 转换电路联系起来，实现电压的输出和调节。
数控部分由自制稳压电源部分供电。
3.输出部分将D/A器件发送过来的电压控制字转换成稳定电压输出，电路主要为D/A转换，稳压输出等组成。
单片机控制电压值通过LED数码管显示出来。
2.2 各模块方案的选择和论证2.2.1 控制器模块作用：各按键信号的辨认，控制电压的输出、显示电压值、各种类波形输出等。
方案1：采用FPGA或CPLD作为系统的控制器。
优点：可以实现复杂逻辑功能，规模大，速度快，密度高，体积小，稳定性高，容易实现仿真、调试和功能扩展。
基于DSP和PID控制的数控电源研究
基于DSP和PID控制的数控电源研究基于DSP芯片TMS32LF2407的高精度数据采集和处理能力，利用一定的控制算法，设计了一种数字化、智能化的高稳定度数控电源。
仿真结果表明该电源系统稳定快，失真小。
标签：数控电源；数字信号处理；PID控制目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源的控制器经历了从模拟控制器到数字控制器的发展，数字控制器与模拟控制器相比较，具有控制精度高、参数调整方便、更改控制策略灵活等优点。
随着微处理器的发展，尤其是DSP具有高速数据处理能力、高可靠性与大容量的特点，数字控制器在开关电源的设计中就越来越显示其优越性。
本文研究了一种基于DSP高速数据处理能力的数模混合控制的数控电源。
1 系统总体设计本文中，数控稳压电源的总体设计框图如图1所示，它主要由键盘、显示、DSP系统、A/D转换电路、直流稳压电路和DC/DC变换电路、过载过热保护电路和报警电路组成。
另外，还有RS232接口电路。
我们选用DSPTMS320LF2407作为数控稳压电源的核心。
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操作。
DSP TMS320LF2407接收来自键盘的信息，也接收来自保护电路的中断信号。
TMS320LF2407对输入的信息进行处理，从而确定仪器的工作状态及输出电压的大小。
如果发生过流过压过热现象，DSP系统能驱动报警电路工作。
此外，如果上位PC机有请求，能通过RS232与PC机进行通信。
2 数模混合控制实现稳压的原理稳压器工作的过程中需要对变换器的开关信号的占空比进行微调，保证系统输出的电压信号在带不同负载的情况下或在输入突变的情况下的失真度较小。
我们采用电压-电压型控制方案，如图2所示。
模数转换器实时对输出电压UO进行采样并经DSP進行计算得到其实际值，与数字基准电压Uref（预先储存在DSP内与模拟电路中电压相对应的电压数值）比较得到误差ue，计算ue 变化之后新的PWM控制方波的占空比。
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2014 届毕业设计说明书数控直流稳压电源的设计院、部：电气与信息工程系学生姓名：指导教师：职称讲师副指导老师：赵定文职称工程师专业：班级：完成时间：2014年6月摘要在我们生活的各个角落都可以见到直流稳压电源的身影，我们用的手机、笔记本电脑、工业用的各种电子仪表等，它无处不在，在电子设备中发挥着不可替代的作用。
但是当前我们常见的直流稳压电源,多半是选用数字电位器来调节,通过调整数字电位器来调整输出电压。
现有的数字电位器的分辨率有限，常见的有32抽头，64抽头有限精密分压器电路构成，不能够满足所需的设计要求。
本文给以微处理器数据处理系统为核心部分，通过软件的运转控制系统工作，从而完成预设参数的功能操作。
将微处理器数字控制技术，有机地展。
微处理器不但拥有良好的集成性能, 而且都具有在线编程接口, 融入直流稳压电源的设计中，实现了直流稳压电源数字化的设计。
该设计是把220V的交流电压经过变压器变压成低电压的交流电，再经过整流电路变换为脉动的直流电压，后经过滤波电路滤去输出电压中的文波，最后通过采集电压信号，由DSP主控制器控制，DC/DC变换器输出所需要的稳压电源。
该电源具有LCD液晶的显示、键盘的数字输入调压、数字电位器调压精度高的特点。
通过软件编程，易于实现功能的扩还具备JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、复位电路、时钟电路、键盘电路、液晶显示电路、数模转换电路、直流稳压电路和DC/DC变换电路组成。
本设计由微处理器控制输出数字信号，经过D/A转换器输出模拟量,在经过DC-CD变换器，最后输出设备所需要的电压。
基于DSP的数控直流稳压电源，利用了DSP微处理器精准的数据采集与高速的数据处理能力，以完成对直流稳压电源的稳定的控制，从而改善输出电压的精准度。
本电源可以用微处理器控制预设参数，以取代许多不准确的设计，带给我们不同程度的便利性和效率。
关键词：DSP控制器；DC/DC变换电路；直流稳压电源ABSTRACTIn every corner of our life can see the figure of dc regulated power supply, we use mobile phones, notebook computers, industrial use a variety of electronic instrument, etc., it is everywhere, in the electronic equipment plays an irreplaceable role. But the current common dc regulated power supply, we mostly use digital potentiometer to adjust, by adjusting the digital potentiometer to adjust output voltage. Resolution of existing digital potentiometer is limited, common 32 tap, tap 64 limited precision voltage divider circuit composition, are not able to meet the design requirements. This paper give the microprocessor data processing system as the core part, through the operation control system of software, so as to complete the function of the preset parameters.The microprocessor digital control technology, organically. Microprocessor not only has good integrated performance, and have online programming interface, into the design of dc regulated power supply, realized the digital dc regulated power supply design. This design is the 220 v ac voltage by transformer transformer into low voltage alternating current (ac), repass for pulsating DC voltage rectifier circuit transformation, after the filter circuit Wen Bo in the filter to the output voltage, final voltage signal through gathering, controlled by DSP main controller, DC/DC converter regulated power supply output needed. The power supply has a LCD digital display, a keyboard input voltage regulator, digital potentiometer, the characteristics of high precision voltage regulator. Through software programming, easy to realize the function expansion also has the JTAG simulation and download function; Contain internal watchdog circuit, reset circuit, clock circuit, keyboard circuit, liquid crystal display circuit, d/a conversion circuit, DC voltage circuit and DC/DC conversion circuit. This design is controlled by A microprocessor output digital signal, through D/A converter output analog quantity, after DC - CD converter, finally the voltage output devices needed.Numerical control dc regulated power supply based on DSP, using the DSP microprocessor precise data acquisition and high-speed data processing ability, to complete the control of the stability of dc regulated power supply, so as to improve the precision of output voltage. This power can use a microprocessor control default parameters, to replace many inaccurate design, bring us the convenience and efficiency of different level.Key words：DSP controller. DC/DC conversion circuit; Dc regulated power supply目录1 概论 (1)1.1 系统研究的背景和意义 (1)1.2 系统的研究现状及在发展趋势 (1)1.3 论文的总体结构 (2)2 系统总体设计方案 (4)2.1 系统的任务分析: (4)2.1.1 系统的功能特点分析 (4)2.1.2 性能指标 (4)2.2 系统的方案论证与选择 (4)2.2.1 方案一 (4)2.2.1 方案二 (5)2.3 总体设计方案 (6)3 系统硬件设计 (7)3.1 直流稳压电源的设计 (7)3.1.1 电源变压器 (7)3.1.2 整流电路 (8)3.1.3 滤波电路 (9)3.1.4 稳压电路 (10)3.1.5 保护电路 (11)3.2 开关变换器的设计 (13)3.2.1 BUCK 变换器基本工作原理 (13)3.2.2 滤波电容的设计 (14)3.2.3 滤波电感的设计 (14)3.2.4 占空比计算 (15)3.3 控制器的设计 (15)3.3.1 主控制器模块 (16)3.3.2 5V 电源的产生电路设计 (18)3.3.3 复位和WATCH DOG电路设计 (18)3.3.4 时钟电路 (19)3.3.5 TMS320C5402 的电源设计 (20)3.3.6 JTAG 仿真接口电路 (21)3.4 输入输出电路的设计 (22)3.4.1 键盘接口电路设计 (22)3.4.2 液晶显示电路设计 (24)3.4.3 模数转换模块 (25)3.4.4 数字电位器 (26)4 系统软件设计 (28)4.1 系统软件设计的方法及工具 (28)4.2 系统的主程序设计 (28)4.3 系统的子程序设计 (29)4.3.1 数模转换子程序模块 (29)4.3.2 键盘扫描子程序模块 (30)4.3.3 液晶显示子程序模块 (32)4.3.4 中断子程序模块 (32)5 系统的应用设计 (34)6 总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录一 (38)附录二 (39)1 概论1.1 系统研究的背景和意义随着科技技术的飞速进步,电子技术领域也得到了快速的提升,所以把电源技术带到了一个新的台阶。
电源技术产品也已广泛应用到人们的日常生活屮去,可以说,电源产业支撑着我们的工业,支撑着我们的日常中的生活。
市场的全球化也促使电源产品的国际化,这种技术的快速流通和服务的全球化使得人们加弥对电源产品的设计研究以适应不同国情、不同环境的需要,这也就进一步刺激了电源的发展。