基于单片机的直流稳压电源设计
基于单片机的数控直流稳压电源

文章编号:167222965(2008)022*******基于单片机的数控直流稳压电源高 松(唐山工业职业技术学院,河北唐山 063020) 摘 要:提出了运用单片机来实现智能控制和利用L M317和电阻串联网络构成数控直流稳压电源的一种方案。
关键词:单片机;数控;直流电源中图分类号:TM33 文献标识码:ADC Pow er Supply of Numeric Control by Single Chip MicroprocessorGao Song(Tangshan Industrial Vocation 2Technical College ,Tangshan 063020)Abstract :This paper refers to an intelligent cont rol by single chip microprocessor ,and wit h L M317and resistance in series mesh to form t he DC power supply of numerical cont rol.K ey Words :single chip microp rocessor ;numerical co nt roller ;DC power supply 现代社会越来越注重仪器的数字化和智能化,传统的直流电源中电压的调节方式既麻烦又对电路的性能造成影响,因此在许多数控直流稳压电源的实现方案中都使用了模数或数模转换芯片,这无疑增加了设备的成本和复杂性。
本设计通过单片机来实现电压输出的智能控制,使整个电路的性能得到很大提高,而且操作方便。
系统结构见图1。
图1 数控电压源方框图本设计以单片机为核心,一边监测键盘一边显示当前输出电压值,并向模拟开关输出当前设定值。
当键盘中控制输出电压的增减键被按下时,单片机就会对设定值进行相应的增减操作,并将修改之后的设定值送给模拟开关,更新输出电压为当前设定值。
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案

基于单片机的数控直流稳压电源设计方案一、设计方案简介基于单片机的数控直流稳压电源设计方案主要是通过单片机控制开关电源的开关管,控制输出电压的稳定性和精度。
本设计方案采用闭环控制的方式,通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,单片机根据反馈信号控制开关电源的开关管进行开关操作,以实现电源输出电压的稳定。
二、设计方案详细介绍1.系统总体设计:本设计方案将开关电源分为输入电源模块、控制模块和输出电源模块。
输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压,以保证输入电源的稳定性;控制模块主要是使用单片机进行控制,接收反馈电路的反馈信号,根据设定值进行比较,并控制开关电源的开关管进行开关操作;输出电源模块主要是将开关电源的输出电压经过滤波和稳压处理,以保证输出电压的稳定性和精度。
2.输入电源模块设计:输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压处理,保证输入电源的稳定性和安全性。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
同时,可以使用稳压芯片来实现输入电压的稳压。
3.控制模块设计:控制模块使用单片机进行控制,主要是通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,并经过AD转换后与设定值进行比较。
根据比较结果,单片机控制开关电源的开关管进行开关操作,调整输出电压的稳定性。
在控制过程中,可以设置合适的控制算法,如PID控制算法,以提高控制的精度和稳定性。
4.输出电源模块设计:输出电源模块主要是对开关电源的输出电压进行滤波和稳压处理,以保证输出电压的稳定性和精度。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
可以使用稳压芯片或者反馈调节电路来实现输出电压的稳压。
5.电源保护设计:为了保护电源和设备的安全性,可以设计过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等保护电路。
过压保护可以使用过压保护芯片,欠压保护可以使用欠压保护芯片,过流保护可以通过电流传感器实现,短路保护可以通过保险丝或者短路保护芯片实现。
三、设计方案的优势和应用1.优势:本设计方案采用闭环控制的方式,通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,使得输出电压的稳定性和精度得到保证。
基于单片机的数字可调稳压电源

摘要毕业设计论文基于单片机的数字可调稳压电源的设计系别:专业(班级):作者(学号):指导教师:完成日期:蚌埠学院教务处制基于单片机的数字可调稳压电源的设计摘要:基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。
其性能比传统的可调直流稳压电源好,非常适合一般教学和科研使用。
本文通过对一个基于单片机的数控直流稳压电源的设计,将单片机数字控制技术、有机地融入直流稳压电源的设计中,设计出一款数字化通用直流稳压电源,详细介绍了AT89C52单片机应用中的键盘扫描原理、数码管动态显示原理、定时器中断原理,从而了解单片机相关指令在各方面的应用,同时还介绍了数模转换芯片DAC0832的工作原理。
系统由模拟电源、控制电路、数模转换电路、放大电路、显示电路等部分构成,输出0-12V电压范围,步进值为0.1V的直流电源。
电源的数字化控制是人们追求的目标之一,人们对它的要求也越来越高,数控直流稳压电源能给人们带来很大的方便,为我们工作、科研、生活提供更好、更方便的服务。
本题采用单片机和其他元件及外围电路,开发一个数字可调式稳压电源,能够设定输出电压值、电压输出显示等功能。
关键词:单片机、直流、稳压、数模转换Based on single-chip digital adjustableregulated power supply designAbstract: Microcontroller-based digital adjustable DC power supply as simple in principle, easy operation, good stability, high accuracy, low cost, easy to implement, andmany other advantages of being more widely appreciated. Performance than thetraditional adjustable DC power supply is good, very suitable for general teachingand research use.In this paper, a microcontroller-based digital controlled power supply design, the single chip digital control technology, organic integration into the DC powersupply design, digital design of a universal DC power supply, details of theAT89C52 microcontroller applications The keyboard scanning principle, thedigital dynamic display principle, the timer interrupt principle, to understandinstruction in all aspects of SCM-related applications, but also introduces theDAC0832 digital-analog converter chip works. System consists of analog powersupply, control circuits, digital to analog conversion circuit, amplifier circuit,display circuit and other parts, output 0-12V voltage range, step value of 0.1V DCpower supply.Digital control of power is one of the goals people pursue, people demand more and more of it, NC DC power supply can give them great convenience forour work, scientific research and to provide better and more convenient service.The problem with single chip and other components and peripheral circuits, thedevelopment of a number of adjustable power supply, can set the output voltage,the voltage output display.Keyword s: microcontroller; DC; regulators; digital to analog conversion目录第一章绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2国内外发展状况 (2)1.3论文构成及研究内容 (3)第二章数字式可调稳压电源原理介绍 (4)2.1方案选择及总体原理介绍 (4)2.2单片机AT89C52原理及其介绍 (5)2.3矩阵键盘扫描原理介绍 (6)2.4 LCD-1602显示原理介绍 (7)2.5数模转换电路原理介绍 (9)第三章数字式稳压电源硬件电路设计 (12)3.1稳压电源数字部分设计 (12)3.1.1单片机主体电路设计 (12)3.1.2键盘部分电路设计 (13)3.1.3 DAC0832数模转换部分电路设计 (13)电路图如下 (14)3.2电压输出单元电路 (15)第四章数字式可调稳压电源软件程序设计语言 (16)4.1 系统软件流程图 (16)4.2 系统程序介绍 (17)4.2.1 初始化硬件程序 (17)4.3 主程序程序语言 (18)结论 (25)谢词...............................................................26参考文献 (26)附录一数字部分电路总图 (27)第一章绪论1.1研究目的及意义在当代科技与经济高速发展的过程中,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.电力电子技术是电能的最佳应用技术之一.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。
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计

基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I(2007届)本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系:电气与信息工程学院 专业:自 动 化 学 生 姓名:刘 慧 班级:自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名:宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩:湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院(系):电气与信息工程学院专业:自动化学号:46030212学生姓名:刘慧指导教师:宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片,实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为+1.4V~+9.9V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有10mV,具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定,具有设定值调整,微调(步进量0.1),粗调(步进量1)三种调整功能,显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,放大后的电压作为LM350的参考电压,真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管,可以显示三位数,一个小数位,比如可以显示5.90V,采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词:数控,步进,三端可调稳压器I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current powersupply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一:采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二:采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三:采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)(1)主程序的源程序清单 (33)(2)外中断1子程序的源程序清单 (35)(3)显示子程序的源程序清单 (36)(4)键扫子程序的源程序清单 (37)(5)延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V湖南工业大学本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
基于单片机的数控直流稳压电源设计

PRACTICE区域治理基于单片机的数控直流稳压电源设计江苏大学京江学院 陈金华摘要:随着新时代的到来,我国整体国力有了很大提高,这也有利于我国电子技术产业的快速发展。
在电子技术领域当中,不管是任何类型的电子设施都有一个共同一致的电路,这就是电路电源,唯有取得了电路电源的支撑,才可以较好地使电子设施取到良好的运转以及工作。
直流稳压电源在电子技术领域占有十分重要的地位,这是当中不可或缺的主要设施之一。
本文章重要对基于单片机的数控直流稳压电源的设计实行了详细的研究,用单片机成为中心,对直流稳压电源实施了设计,一开始对系统硬件方面的设计进行了研究,其次,又对系统软件方面的设计实行了研究。
关键词:单片机;数控直流稳压;电源设计中图分类号:TL825 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)29-0207-0001电子技术产业是关系到社会生产和人民生活的非常主要产业,其发展始终受到社会各界的极度注重。
而直流稳压电源成为电子领域当中的一种不可或缺的设施,普遍地运用于教育、科学研究等行业。
以往的多性能直流稳压电源繁杂性能较高,并且在性能方面还较为单一,在可靠性方面很难得以保障,往往受到各种方面因素的干扰而带来一定的影响,很难得以控制。
另外,长时间运用直流电源还会产生各项在质量原因的相关问题,如波段导关与电位器发生的对接不合理等问题,这不只是影响到输出的准确性以及及时性问题,且还减少了直流稳压电源该拥有的运用时间。
单片机即单片微控制器拥有价格低、体格小等特征,将其利用于直流电源的设计当中,以确保直流电源的更新。
本文章重要是以单片机为关键,设计了一样精确度高智能化的直流稳压电源,详细状况如下。
一、直流稳压电源系统的性能特征科学地制定直流稳压电源的输出电压,以0V-9V较好,并制定输出电压。
本试验系统由AT89S51单片机、LCD1602显示电压模板与D/A变换模板、电压模板以及数据收集模板等合成,并可达到多样性能。
基于单片机的数控直流稳压电源设计

第26卷 第1期《新疆师范大学学报》(自然科学版)Vol.26,No.1 2007年3月Journal of Xinjiang Normal University Mar.2007(Natural Sciences Edition)基于单片机的数控直流稳压电源设计刘楚湘1, 杜 勇1, 尤双枫2(1.新疆师范大学数理信息学院,新疆乌鲁木齐830054;2.新疆军区自动化工作站,新疆乌鲁木齐830042)3摘要:将单片机数字控制技术,有机地融入直流稳压电源的设计中,设计出一款数字化通用直流稳压电源。
该电源具有数码显示、数字输入调压、电压调节精度高的特点。
通过软件编程,易于实现功能的扩展。
关键词:直流稳压电源;单片机;数字闭环控制中图分类号: TN71019 文献标识码: A 文章编号: 1008296592(2007)20120050203直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备。
常见的直流稳压电源,大都采用串联反馈式稳压原理,通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。
由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄,使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。
目前,直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展,本文以单片机为核心,结合数字反馈控制技术,设计出一种输出电压在0~12V之间并以0.5V为步进值进行电压精确调整的数控直流稳压电源电路。
该电路具有电压调整简便,读数直观,电压输出稳定,便于智能化管理的特点,有效地克服了传统电源的不足。
1 系统功能系统电压调节范围为0~12V,最大输出电流2A,具有过载和短路保护功能。
数字显示有4位,其中1位功能显示,另3位显示输出电压以及电路参数设定值。
键盘设有4个键,功能选择键,步进增减键以及确认键。
功能选择键用于启动参数设定状态,步进增减键用于设定参数数值,确认键用于输入设定值电源开机设定值为前次使用值。
此时按键,则电压显示值出现闪烁现象,表示进入参数设定状态。
基于单片机的直流稳压电源毕业设计

基于单片机的直流稳压电源毕业设计基于单片机的直流稳压电源是一种能够提供稳定的直流电压输出的装置。
它广泛应用于各种电子设备和电子系统中,并且对电子设备的正常工作起到至关重要的作用。
本文将介绍这样一个基于单片机的直流稳压电源的毕业设计,并详细讨论其设计原理、电路图和功能。
首先,我们来介绍这个直流稳压电源的设计原理。
该电源的设计采用了单片机作为控制核心,通过精确的反馈控制来保持稳定的输出电压。
具体来说,单片机通过测量输出电压并与设定的目标值进行比较,然后相应地调整控制电路的工作状态,以实现电压的稳定输出。
单片机还可以监测电源的工作状态,并在出现异常情况时采取相应的保护措施,以防止电源和连接的设备受到损坏。
其次,我们来看看这个直流稳压电源的电路图。
电路图中包括了电源输入部分、控制部分和输出部分。
电源输入部分主要包括输入电源接口、输入滤波电路和过压保护电路。
控制部分由单片机和与之连接的外围电路组成,用于控制电源的工作状态和输出电压。
输出部分由电压稳压电路和输出滤波电路组成,用于提供稳定的输出电压。
此外,电路图还包括了保护电路,用于保护电源和负载设备免受过电流、过压和过热等异常情况的影响。
最后,我们来讨论一下这个直流稳压电源的功能。
该电源具有以下几个主要功能:1.稳定输出电压:通过单片机的精确控制,电源可以提供稳定的输出电压,以满足负载设备的要求。
2.输入保护:通过过压保护电路,电源可以在输入电源过压时及时切断电源输入,以保护电源和负载设备。
3.负载保护:通过输出过电流保护电路,电源可以在输出电流超出额定值时及时切断电源输出,以保护电源和负载设备。
4.温度保护:通过温度传感器和过热保护电路,电源可以在工作温度超出安全范围时及时切断电源输出,以确保电源的安全运行。
总结起来,这个基于单片机的直流稳压电源是一种功能强大的装置,能够提供稳定的输出电压,并具有输入和负载保护功能。
它的设计原理、电路图和功能使得其能够广泛应用于各种电子设备和电子系统中。
基于单片机的数控直流稳压电源设计

基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展,电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中,直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点,被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计,但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心,通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计,基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点:单片机具有强大的计算和处理能力,能够实现复杂的控制算法,从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能,具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计,降低成本,提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成,包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现,包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现,包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展,电力电子技术广泛应用于各个行业和领域,直流稳压电源作为其中的关键组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现,其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低,难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术,实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求,通过编程灵活调整输出电压和电流的大小,提高了电源的适应性和灵活性。
同时,数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能,有效提高了电源的安全性和可靠性。
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课程设计论文设计题目:单片机控制直流稳压电源设计学校:院系:专业:年级:2013级姓名学号:指导教师单片机控制的直流稳压电源设计摘要:本系统以AT89S52单片机作为系统的核心,由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。
该系统实现了输出电压:范围2~+15.0V,步进1V,纹波不大于10mV;输出电流:500mA;输出电压值由数码管显示;由“+”、“-”两键控制输出电压步进增减。
输入模块的按键按下之后,对单片机就有了一个输入,单片机将输入的数字一方面给显示模块,让它们在数码管中显示出来;另一部分输给DAC0832,让它转化为模拟量电流输出,通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压,这电压经过放大后控制LM317的控制端,从而实现输出电压的控制。
关键词:AT89S52 单片机, 数控电源, D/A, 直流电源1目录摘要 (1)目录 (3)目录1 (3)目录2 (3)1 直流稳压电源发展方向 (4)2 系统概述 (4)2.1 方案论证 (5)2.1.1 控制器部分 (6)2.1.2 显示部分 (6)2.2电路特点 (7)3 电路设计 (7)3.1 总体方框图 (9)3.2 工作原理 (10)4各主要电路及部件工作原理 (10)2.7 最小系统电路设计 (17)5 软件流程图 (18)6 原理图设计 (19)26.1 ADC0804原理图 (19)6.2.1 DAC0832原理图 (20)6.2.2 DAC0832PCB板图............................. 错误!未定义书签。
6.3 单片机稳压电源整体原理图 (20)6.3.1 单片机稳压电源整体原理 (21)总结 (19)致谢 .................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 .. (21)附录一:系统原程序 (22)31 直流稳压电源的发展方向1智能化目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时,几乎没有不考虑采用微处理器的。
以微处理器为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路,将计算机技术与测量控制技术结合在一起,组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。
智能仪器解决了许多传统仪表不能或不易解决的难题,同时还能简化系统电路,提高系统的可靠性,加快产品的开发速度。
直流稳压电源一方面为仪器仪表提供电能量,是仪器仪表的“动力源”,另一面它本身就是仪器仪表,因此,它有可能而且应当智能化。
2 数字化在传统直流稳压电源中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。
在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。
但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。
3 模块化电源的模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化;其二是指电源单元的模块化。
模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。
大功率的电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。
极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作。
4 绿色化电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC对此制定了一系列标准,如工EC555, IEC917,IECI000等。
20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,为21世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产品奠定了基础。
2 系统设计2.1 方案论证2.1.1 控制器部分应用STC89C52作为控制器。
51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统,称作位处理器,或布尔处理器。
它的处理对象不是字或字节而是位。
它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理,如传送、置位、清零、测试等,还能进行位的逻辑运算,其功能十分完备,使用起来得心应手。
51系列的另一个优点是乘法和除法指令,这给编程也带来了便利。
而且,51系列的I/O脚的设置和使用非常简单,当该脚作输入脚使用时,只须将该脚设置为高电平(复位时,各I/O口均置高电平)。
当该脚作输出脚使用时,则为高电平或低电平均可。
低电平时,吸入电流可达20mA,具有一定的驱动能力;而为高电平时,输出电流仅数十μA甚至更小(电流实际上是由脚的上拉电流形成的),基本上没有驱动能力。
2.1.2 显示部分使用LED显示。
优点:可视角度宽,价格便宜。
缺点:显示的内容少,介面呆板,而且占用较多的IO口资源。
2.2 电路特点本电路使用了最基本数字电子芯片,运用了单片机等可编程芯片,电路原理简单,易于理解。
显示部分用了两个四位一体数码管,这样使得显示更加清晰易懂。
3 电路设计3.1 总体方框图如图1.1所示图1.13.2 工作原理单片机将根据按键锁进行的操作增加或减小A/D转换电路的输入数值,D/A转换器将数字量按比例转换成模拟电压,然后经过射极跟随器控制调整输出级输出5所需的稳定电压。
4 各主要电路及部件工作原理4.1 AT89C52单片机介绍本设计中采用宏晶科技公司的STC89C52单片机作为控制芯片。
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压,高性能COMOS8的微处理器。
该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
下面对设计中使用到的单片机组成部分进行简要介绍。
a. 运算器电路运算器电路包括ALU(算术逻辑单元)、ACC(累加器)、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件,运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。
b. 控制器电路控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。
控制电路完成指挥控制工作,协调单片机各部分正常工作。
c. 定时器/计数器MCS-52单片机片内有两个16位的定时/计数器,即定时器0和定时器1。
它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。
d. 存储器MCS-52系列单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器,其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的,物理结构也不相同。
e. 并行I/O口MCS-52单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2和P3),每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。
P0口为三态双向口,能带8个TTL门电路,P1、P2和P3口为准双向口,负载能力为4个TTL门电路。
f. 串行I/O口MCS-521单片机具有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口,可以同时发送和接收数据。
g. 中断控制系统8051共有5个中断源,即外中断2个,定时/计数中断2个,串行中断1个。
h. 时钟电路MCS-52芯片内部有时钟电路,但晶体振荡器和微调电容必须外接。
时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,振荡器的频率范围为1.2MHz~12MHz,典型取值为6MHz。
i. 总线以上所有组成部分都是通过总线连接起来,从而构成一个完整的单片机。
系统的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的,总线结构减少了单片机的连线和引脚,提高了集成度和可靠性。
6选用单片机的结构:1 一个8 位算术逻辑单元2 32 个I/O 口4 组8 位端口可单独寻址3 两个16 位定时计数器4 全双工串行通信5 6 个中断源两个中断优先级6 128 字节内置RAM7 独立的64K 字节可寻址数据和代码区每个8051 处理周期包括12 个振荡周期每12 个振荡周期用来完成一项操作如取指令和计算指令执行时间可把时钟频率除以12 取倒数然后指令执行所须的周期数因此如果你的系统时钟是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数为921583条指令取倒数将得到每条指令所须的时间1.085ms 。
AT89C52的管脚图如图1.2所示。
图1.2 89CS52管脚图4.2 MAX7221芯片简要说明4.2.1 MAX7221功能介绍MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED显示,也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。
其上包括一个片上的B型BCD 编码器、多路扫描回路,段字驱动器,而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。
MAX7221是一种集成化的串行输入/输出共阴极显示驱动器,它连接微处理器与8位数字的7段数字LED 显示,也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED。
其上包括一个片上的B型BCD编码器、多路扫描回路,段字驱动器,而且还有一个8*8的静态RAM用来存储每一个数据。
一个方便的四7线串行接口可以联接所有通用的微处理器。
每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。
MAX7221同样允许用户对每一个数据选择编码或者不编码。
MAX7221芯片管脚如图1.3所示。
图1.3 MAX7221芯片管脚图4.2.2 MAX7221引脚介绍1.Din脚,串行数据输入端,数据存入内部16位移位寄存器。
2. DIG0-DIG7脚,8位共阴极数码管的控制输入端,显示关闭时输出高电平。
3.GND脚,接地段,4和9脚都要接地。
4.CS脚,片选输入端,当CS=0时,串行数据存入移位寄存器,当CS为上升沿时锁存最后16位数据。
5.CLK脚,串行时钟输入端,最高频率10MHz,在时钟上升沿数据移位存入内部移位寄存器,当时钟下降沿时,数据由Dout输出,CLK输入仅当CS=0是有效。
6.SEGA-SEGG,SEGDP脚,数码管七段驱动和小数点驱动端,关闭显示时各段驱动输出为高电平。
7.Iset 脚,连接到Vdd的电阻连接端,用来模拟设定各段驱动电流。
8.Vdd脚,5v正电压输入端。
9.Dout脚,串行数据输入端,数据由Din输入,经16.5个时钟延迟后由Dout引脚输出,此引脚用来扩展MAX7221。
4.3 DAC0832芯片简要说明4.3.1 引脚及其功能DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。
能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。
图为DAC0832的引脚图和内部结构图。
其主要参数如下:分辨率为8位,转换时间为1μs,满量程误8差为±1LSB,参考电压为(+10?/span>-10)V,供电电源为(+5~+15)V,逻辑电平输入与TTL 兼容。