基于单片机的智能稳压电源设计

基于单片机的智能稳压电源的设计

摘要

本文介绍了一种基于单片机的智能稳压电源的设计方案，其核心技术是通过单片机控制数模转换来改变其后的稳压模块的输出。该系统由整流滤波初步稳压部分、单片机控制部分、DAC和显示部分组成，该稳压电源能连续步进可调，并且可实时显示，弥补了传统稳压电源的不足。

关键词：单片机，稳压电源，连续步进可调，DAC

Design of Intelligent Power Supply Based on MCU

This paper introduces a single-chip microcomputer-based Intelligent Power Supply Design program, its core technology through the MCU to control digital-to-analog converters to change the voltage regulator module subsequent output. The system consists of rectifier filter preliminary regulator of the MCU control of the DAC and display components, the power supply can be continuously adjustable stepper, and can be real-time display, made up for the shortcomings of traditional voltage regulator power supply.

Key words：MCU，Regulated Power Supply，Stepping and adjustable row，DAC

目录

前言 (1)

第1章概述 (2)

1.1研究的目的和意义 (2)

1.2国内外研究状况 (2)

1.3 研究方法及内容 (2)

1.4稳压电源的介绍 (3)

1.5 稳压电源的分类 (4)

1.5.1 DC/DC变换 (4)

1.5.2 AC/DC变换 (5)

第2章设计原理 (6)

2.1设计原理 (6)

2.1.1稳压电源基本原理 (6)

2.1.2 稳压电路设计方案 (6)

2.2系统框图 (8)

第三章主要器件介绍 (9)

3.1 AT89C51简介 (9)

3.2 DAC0832工作原理 (10)

3.3数码管显示原理 (11)

3.3.1数码管结构 (11)

3.3.2数码管工作原理 (12)

3.4 TL082芯片的简介 (12)

第4章硬件电路与数据测试 (15)

4.1整流滤波、初步稳压 (15)

4.2 AT89C51主控部分 (16)

4.3 数模转换DAC0832 (17)

4.4稳压部分 (17)

4.5显示电路 (18)

4.6数据测试与分析 (18)

第5章软件设计 (20)

5.1 软件流程图 (20)

结论 (21)

谢辞 (22)

参考文献 (23)

附录 (24)

外文资料翻译 (30)

前言

通信电源是保证通信畅通的基础，其基础地位确保了电源专业将长久的兴旺发展并保持其专业的稳定性和独立性，特殊的作用不会被其它专业所取代，所以自60年代以来通信电源事业一直方兴未艾，技术在不断的进步，设备在不断的更新，专业地位日益得到提高，特别是进入90年代以来，随着通信事业超常规的快速发展，电源专业尤为得到了长足的进步，新型的电子器件、新设备、微电子技术、计算机集中监控技术等正在广泛的被通信电源所采用。

全球通信电源技术发展呈现以下几大趋势：(1)高效率，高功率密度，高的使用环境温度；运营商的设备不断增多、用电量加剧、机房面积紧张等客观因素的存在，对电源产品提出了高效率、高功率密度、宽的使用环境温度的要求。(2)网络化智能化的监控管理；随着网络的日益发展，巨大网络设备需要大量人力、物力投在设备的管理和维护工作上，如：通信设施所处环境越来越复杂，人烟稀少、交通不便这些都增大了维护的难度。这对电源设备的监控管理提出了新的要求。

(3)全数字化控制；数字化技术的发展逐步表现出了传统模拟技术无法实现的优势，如：采用全数字化控制技术，有效缩小电源体积降低了成本，大大提高了设备的可靠性和对用户的适应性。(4)安全、防护、良好EMC指标；考虑到设备复杂的运行环境，电源设备须满足相关的安全、防护、防雷标准，才能保证电源的可靠运行。(5)绿色环保；环保一方面的指标是，通信电源的电流谐波符合要求。

降低电源的输入谐波，不但可以改善电源对电网的负载特性，减小给电网带来的污染，也可减少对其他网络设备的谐波干扰。另一个重要方面是，材料可循环利用和对环境无污染。这方面需要产品满足WEEE、ROHS指令。WEEE、ROHS指令包括两部分的内容，即涉及循环再利用WEEE和限制使用有害物质的ROHS。所以设计一个智能电源十分必要。

第1章概述

1.1研究的目的和意义

直流稳压电源是一种常见的电子仪器,应用于电子电路、教学实验等领域。目前使用的直流稳压电源大部分是线性电源,利用分立器件组成,其体积大,效率低,可靠性差,操作使用起来不方便,自我的保护功能不够,因而发生故障的几率高。随着电子技术的飞速发展,各种电子、电器设备对稳压电源的性能要求日益提高,稳压电源不断朝着小型化、高效率、低成本、高可靠性、低电磁干扰、模块化和智能化方向发展,以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代智能型稳压电源不但电路简单,结构紧凑,价格低廉,性能卓越,而且由于单片机具有计算和控制能力,利用它对采样数据进行各种计算,从而可排除和减少由于干扰信号和模拟电路引起的误差,提

高稳压电源输出电压和控制电流精度,降低了模拟电路的要求。

1.2国内外研究状况

在我国,以电力电子学为核心技术的电源产业,从二十世纪60年代中期开始形成,到了90年代以来,电源产业进入快速发展时期。一方面, 电源产业规模的发展在加快;另一方面,在国家自然科学基金的资助下或创新意识指导下,我国电力电子技

术的研究从吸收消化和一般跟踪发展到前沿跟踪和基础创新,电源产业界涌现了一些技术难度较大,具有国际先进水平的产品,而且还产生了一大批具有代表性的研

究成果和产品;目前国内还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究或基础创新研究。但是我国电源产业与发达国家相比,存在着很大的差距和不足:在电源产品的质量、可靠性、开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、网络化、持续创新能力等方面的差距为10-15年,尤其在实现直流稳压电源的智能化、网络化方面的研究不是很多。

1.3 研究方法及内容

本系统研究的直流稳压电源主要是符合智能化、数字化以及模块化的特点。