电子信息专业论文 基于单片机的程控电源的设计

基于单片机的程控电源的设计
摘要
电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。

采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。

无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。

本设计是基于STC12 系列的单片机进行的程控电源硬件电路设计，采用的是STC12C5410AD 单片机替代常规51 单片机加AD 模块的新模式。

设计由主要控制模块、数控电源驱动模块、辅助电源模块、LCD 显示模块、按键操作模块五个模块组成。

本设计以直流电压源为核心，STC12C5410AD 单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0-25V，最大电流为1A，并可由液晶屏显示实际输出电压值。

本系统由单片机程控输出数字信号，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，输入电压、反馈电压、反馈电流由LCD液晶显示器显示。

最终可实现由LCD显示设置电压，及当前电压；通过加减键设置输出电压，步进0.1V，0-25V可调; 实时采样电流，并在LCD上显示出电流值。

本文详细的分析了该程控电源的工作过程。

关键词：程控电源，STC12C5410AD，LCD，AD，51单片机
The Design of Programmable Power Supply based on
Single chip Microcomputer
ABSTRACT
Power supply complete the product design is the most basic of modern tools.Programmable power supply is in one of these new power supplies. Programmablepower supply with single-chip microprocessor control, advanced technology, allprogrammed, all key operations, small size, light weight, adjustable output parameters, easy to carry, both for the laboratory, you can also use the site. Its design system control module, NC power by driving module, auxiliary powermodule,display module, buttons were five modules adjust module. This design with dcvoltage source as the core, STC12C5410AD microcontroller, mainly through thekeyboard to set the controller dc power output voltage, setting stepping level can amountto 0.1 V, output voltagerange of 0-25V, maximum current 1A, and by the display on theLCD panel output voltage. The system is composed of single-chip microcomputerprogram-controlled output digital signal, and then after op-amp isolatingamplifier, control the output power tube, as the base of the base power tube voltageoutput different voltage changes, the input voltage，feedback voltage, feedback by LCDdisplay current. These designs ultimately realize functions: The system can use LCDdisplay Settings voltageand the current voltage. Through the addition and subtractionkey bindings output voltage, stepping 0.1V, 0-25V adjustable. The current real-timesampling is displayed on LCD and the current value. This paper analyzes in detail theworking process of the programmable power supply.
Keywords :SPC power,STC12C5410AD,LCD,AD,MCS—51
目录
摘要 (I)
ABSTRACT (II)
1 绪论 (1)
1.2 国内外研究现状、水平 (2)
1.3 本课题的发展趋势 (2)
2 程控电源系统基本理论 (3)
2.1 程控电源的工作原理 (3)
2.2 程控电源的设计指标 (3)
2.3 程控电源的系统组成 (3)
2.4 系统设计方案 (4)
2.4.1 系统可行性分析 (4)
2.4.2 设计方案比较 (4)
3 系统硬件的设计与实现 (6)
3.1 电路设计框图 (6)
3.2 STC12C5410AD 单片机介绍 (6)
3.2.1 STC12C5410AD 单片机特点 (6)
3.2.2 STC12C5410AD 工作类型 (8)
3.2.3 STC12C5410AD 的晶振及其连接方法 (9)
3.3 数字控制部分 (10)
3.3.1 复位电路 (10)
3.3.2 晶振电路 (10)
3.3.3 键盘电路 (11)
3.3.4 主控系统的整体结构 (12)
3.4 数控电源驱动电路以及其反馈模块 (13)
3.4.1 数控电源驱动电路连接 (13)
3.4.2 电压采样电路 (14)
3.4.3 电流采样电路 (14)
3.5 显示电路的设计 (15)
3.5.1 LCD 液晶显示器简介 (15)
3.5.2 显示电路 (15)
3.6 电源的设计 (16)
4 软件设计 (18)
4.1 主程序流程图 (18)
4.2 键盘扫描流程图 (19)
4.3 定时中断流程图 (20)
总结............................................................................. 错误!未定义书签。

致谢.. (23)
参考文献 (24)
大学本科毕业生设计第 1 页1 绪论
电源是一种能够提供电压的装置，它可以把其他形式的能转换成电能。

随着电子技术产业的快速发展，各类电子仪器设备对电源在多方面都提出了更好的要求，例如电源的精确度，电源的稳定可靠性，电源的能耗以及电源的体积等。

为了能达到这些要求从而诞生了一系列性能更佳的新型电源。

程控电源就是其中的一种。

其中采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点。

无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用1.1本课题研究的背景及意义
在现如今这个电子时代，我们无时无刻不享受着电子设备带给我们的便利。

而电源是所有电子设备都必须的重要部件。

传统的电源功能单一，一般只能够提供定值电压或电流，这样对系统的升级和修改不方便，不能满足电子设备对电源的更高要求。

程控电源是一种新型电源，是自动测试系统中不可缺少的组成部分[1,2]，它指的是把计算机当做电源系统的控制部件和数据运算处理部件，使电源系统按照预先编制好的程序和数据，自动的输出电压或电流，并使电压或电流稳定在给定数值上的一种电源装置[3]。

与常规电源相比，程控电源具有以下特点[4]：
(1)提高电源装置的性能。

电源利用微机控制后，提高了控制的精度和输出电压电流的可调节灵敏度，控制速度、动态相应较快，并且能够通过微机进行非线性补偿。

(2)电源装置标准化和系列化。

电源利用微机控制，其硬件基本上相同，只须要改变抽样方法和软件程序，就能够满足不同负载的要求。

由于控制电路被软件代替，所以在很大程度上缩小了电源的体积。

(3)提高电源装置的可靠性，便于制造和维修。

(4)增加电源系统的智能化，使电源技术迈入了先进技术的行列。

现如今的电子设备都向着体积小，多功能，智能化发展，所以对电源就有了更多的要求。

基于单片机的程控电源能够达到全程控、全按键操作、高精度、体积小、重量轻、携带方便、器件少、功能较强、使用灵活、价格便宜等要求，因此越来越受到广大用户的喜爱。

所以设计一种采用单片机作为核心控制器件的易操控，误差小，体积小，性价比高的程控电源，以克服传统电源本身的缺点，就。