简易数控直流电源设计的报告
数控直流电源设计
数控直流电源设计报告模拟电路部分第一部分系统设计1.1 设计题目及要求1)当输入交流电压为220v±10%时，输出电压在3-13v可调；2)额定电流为0.5A，且纹波不大于10mV；3)使用按键设定电压，同时具有常用电平快速切换功能（3v、5v、6v、9v、12v），设定后按键可锁定，防止误触；4)显示设定电压和测量电压，显示精度为0.01v。
1.2 总体设计方案1.2.1设计思路题目要求制作一个简易的可编程直流稳压电源，而我负责的是基础部分，即是电源。
而要使得家用交流220v电压变成v、5v、6v、9v、12v的直流电压必然要先经过变压器将电压变小，再经过整流电路、滤波电路和稳压电路才能得到稳定的之路电压。
于是基本功能部分全部电路由四部分组成：整流电路、滤波电路、稳压电路、稳压值选择电路、芯片供电电源。
1.2.2设计方案及论证比较一、整流电路方案：1. 半波整流电路，用一支二极管就能构成，简单易行。
所用元件数量极少，但是它只利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大，效率低。
因此这种电路只适合用于整流电流较小，对纹波电压（脉动）要求不高的场合。
2.全波整流，采用单线桥式整流电路。
由四只二极管构成，具有输出电压高、纹波电压小、变压器利用率高等优点。
综上所述，虽然单线桥式整流电路所用到的元件较多，但由于元件成本并不高，加之性能大大优于半波整流电路，故选择后者。
二、滤波电路方案：1. 电容滤波。
在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。
电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
2.电感滤波。
利用电感对交流阻抗大而对直流用抗小的特点，可以用带铁芯的线圈做成滤波器。
实习简易数控直流电源设计报告
2信息科学与技术学院电子综合设计报告项目名称：简易数控直流电源指导老师：组号： 3成员：简易数控直流电源摘要本课程设计主要使用集成555定时器、CPLD器件EPM570、运算放大器LM324、稳压管等器件，运用数模混合电路及可编程器件制作输出电压范围为0～9.9V、步进0.1V的两位数码管显示的可控数字直流电源。
本设计包括以下四部分：1 时钟部分：以555为核心组成，为CPLD部分的可逆计数器提供时钟脉冲。
2 电源部分：为设计中各个芯片等电路中各个部分提供电源。
3 CPLD部分：包括核心控制部分、BCD转二进制和BCD转7段译码显示三部分，分别实现“＋”、“－”、“置数”控制，0~99的二进制输出，译码显示功能（针对共阴极数码管）。
4 D/A转换及扩流部分：将数字信号转换为模拟信号，然后经过扩流电路实现所需要的电压及电流的输出（输出电压范围0～9.9V,步进0.1V，电流500mA）。
一、方案设计1．设计要求（1）基本要求1）输出电流：500mA。
2）输出：0～9.9V，步进0.1V，纹波电压<10mV。
3）数字显示电压值。
4）由“+”、“-”键控制输出电压增减。
5）自制直流文稳压电源。
（2）提高部分1）输出电流1A。
2）纹波电压<10mA。
4）可预置电压值。
5）显示值和输出可快速连续增减。
3）禁止0.0→9.9和9.9→0.0跳变。
2. 设计思路根据设计要求及方案图所显示的结构及功能，此次设计我们主要使用555定时器、CPLD器件EPM570、运算放大器、简易变压器、稳压器等器件，运用数模混合电路制作输出电压范围为0～9.9V、步进0.1V的两位数码管显示的可控数字直流电源。
下图所示为本设计总体方案的结构框图：BCD---7段译码器二进制--BCD转换供电数码管时钟本次设计中我们将总体方案分以下几个部分分别实现：1 电源部分电源部分的主要功能是为设计中运放、EPM570，DAC0832、555以及电路中某些部分提供电源。
(数控加工)数控直流电流源设计报告精编
（数控加工）数控直流电流源设计报告数控直流电流源一、设计任务和技术要求1.设计壹个数控直流电流源。
2.输出电流0～99mA，手动步进1mA增、减可调，误差不大于0.01mA。
3.具有输出电流大小的数码显示。
4.负载供电电压+12V，负载等效阻值100Ω。
5.电路应具有对负载驱动电流较好的线性控制特性。
6.设计电路工作的直流供电电源电路。
二、系统原理概述本设计要求设计出壹个数控的直流电源，且且输出电流为0～99mA，能够手动控制增减。
在此采用数模转换的原理，只要产生和0～99mA电流相对应的数字量（我们取数字量为0～99），再使用D/A转换器转换为模拟电压量，最后再用V/I转换器将电压量转换为和电压量相对应的电流量即可。
为控制输出电流手动步进为1mA增、减可调，我们只要保证数字量（0～99）——电压量（0～9.9V）——电流量（0～99mA）相对应，通过控制数字量手动增减步进为1可调即可。
综上，整个系统的原理框图如图壹所示：图一系统原理框图三、方案论证1.直流稳压电源电路单元小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成。
如图二所示：图二稳压电源组成示意图方案壹：输出可调的开关电源开关电源的功能元件工作在开关状态，因而效率高，输出功率大；且容易实现短路保护和过流保护，可是电路比较复杂，设计繁琐，在低输出电压时开关频率低，纹波大，稳定度极差，因此在本设计中不适合此方案。
方案二：由固定式三端稳压器组成由固定式三端稳压器（7805、7812、7912）输出脚V0、输入脚V i和接地脚GND组成，它们的输入端接电容能够进壹步滤波，输出端接电容能够改善负载的瞬间影响，且且此电路也比较稳定，实现简单。
因此在此采用方案二，电路原理图如图三所示：图三固定三端式直流稳压电源电路2.手动增减数字量产生单元方案壹：74LS163为可预置的4位二进制同步加法计数器。
采用俩片74LS163运用反馈清零或者反馈置数法构成十进制计数器，再将俩片73LS163构成2位十进制加法计数器。
简易数控直流源-制作报告.doc
简易数控直流源设计制作报告郑冰环 0805070134 赵晨 0805070116 陈兵 0805070127指导老师：干开峰张为堂摘要：本课题设计在稳压直流电源的基础上，通过AT89S52单片机作为主控制器对稳压直流源进行简单易操作的数字控制。
设计通过键盘输入进行电压预置，经由单片机处理输出数字信号，通过DAC0832 D/A转换器将数字量转变成模拟量，再经过功率输出网络电路，对电流电压进行一定倍数放大成满足需求的电量输出。
最后通过三位半A/D转换器DH7107驱动一组数码管组成一只简易数字电压表对输出电压显示。
系统采用单片机作为控制器，具有速率高，功效高等优点。
关键字：单片机数控电流源 D/A转换一、设计思路1.1 题目理解与分析题目要求设计制作一个简易的数控直流电源系统，来实现输出电压范围0~9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV和输出电流大于等于500mA，要求输出电压值用数码管显示，由“+”“-”两键分别控制输出电压步进增减，自制输出±15V、+5V稳压直流电源。
发挥部分为可输出电压预置在0~9.9V之间的任意一个值，用自动扫描代替人工按键，实现输出电压步进0.1V变化，扩展输出电压种类，如三角波等。
1.2 简易数控直流源系统设计思路根据题目理解，系统分为控制部分和功能部分。
系统部分包括主控制器、D/A 转换和A/D转换；功能部分分为按键部分、显示部分和电流放大部分。
系统设计方案框图如下图1.2.1所示。
图1.2.1 简易数控直流电源设计方案图二、方案选择与论证2.1 主控制模块论证方案一：采用凌阳系列单片机作为主控制器凌阳单片机是基于SOC的新型的数/模混合的系统级芯片。
在一个芯片内集成了单片机数据采集或控制系统所需的模拟和数字外设及其它功能部件。
其系统芯片具有集成度高、数/模混合、功能全、低功耗、低电压和易于开发等特点。
另外，凌阳单片机还增加了适合于DSP的某些特殊指令；有些系列的单片机还嵌入了LCD控制/驱动和双音多频发生器功能。
简易数控直流电源设计共16页文档
二、数控直流电源的设计
设计内容：
数控直流电源的原理框图 直流稳压电源的设计 可逆计数器的工作原理及实现 LM317调节电压的产生 输出电压值的数码管显示
1、数控直流电源原理框图
“+”“—” 键
可逆 计数器
数显电路
D/A 转换输出 调整稳压电源来自2. 直流稳压电源的设计
固定输出的直流稳压电源的构成。
简易数控直流电源设计
聪明出于勤奋，天才在于积累
简易数控直流电源的设计
主讲：
一、设计任务
1. 设计一个有一定输出电压范围和功能的数控电源； 2. 输出电压：范围0～+9.9V，步进0.1V，纹波电压不
大于10mV； 3. 输出电流：500mA； 4. 输出电压值由数码管显示； 5. 由“+”、“-”两键分别控制输出电压增减； 6. 工作电源为220V。
可逆计数器的实现
输出电压：范围0～+9.9V，步进0.1V。所以可逆计数 器的计数范围从0~99。
因为74LS192是0~9十进制计数器，所以需要两片 74LS192构成0~99十进制计数器。
4、LM317调节电压的产生
0~99个位 计数器
0~99十位 计数器
个位D/A转 换，权值为 0.1v，产生 0~0.9v电压
十位D/A转 换，权值为 1v，产生 0~9v电压
0~9.9v
加法器
减法器
LM317 -1.25v~8.65v
1.25v
LM317公共端的调节电压可以通过数/模(D/A)转换，将 数字量转换为模拟调节电压。
DAC0832是8位的D/A转换芯片。能够与多数通用的微处 理器相接口，工作电源5~15V。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
简易数控直流电源设计的报告
简易数控直流电源数控直流电源是一种常见的电子仪器，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。
目前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，它不但电路简单，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数输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。
关键词：数控直流电源单片机ABSTRACTNumerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficiency, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent development. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value.Key words：Numerical control dc power Single-chip microcomputer第一章设计任务与要求 (1)1.1 基本功能 (1)1.2扩展与创新 (1)第二章系统方案 (2)2.1直流稳压电源 (2)2.2 总设计方案 (2)第三章系统硬件设计 (5)3.1 数控部分 (5)3.2 稳压输入部分 (7)第四章软件设计 (9)4.1 软件设计流程图 (9)第五章测试结果及结果分析 (11)5.1 系统功能测试 (11)5.2 系统指标测试 (11)5.3 系统误差分析 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (15)第一章设计任务与要求1.1基本功能（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。
简易数控直流电压源报告
题目: 串联型直流稳压电源设计专业电子信息工程班级 09电信一班学号 090507128姓名黄志诚指导老师郭海燕摘要直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路组成。
变压器把高交流电变为需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本次设计主要采用串联型直流稳压电路，通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后，通过桥式整流VD1—VD4整流成直流电再经过滤波电容平滑直流电，减少直流电纹波系数。
最后，通过稳压器稳压，将输出电压稳定在5V。
关键词：整流、滤波、电压源、过流保护2目录1 系统设计 (3)1.1设计要求 (3)1.1.1 设计任务................................... 错误！未定义书签。
1.1.2、基本要求 (4)1.1.3、发挥部分 (4)1.1.4 测试要求................................... 错误！未定义书签。
1.1.5 系统框图................................... 错误！未定义书签。
1.2方案论证与比较 (4)1.2.1电压采样模块 (10)1.2.2 稳压模块 (10)1.2.3 过载保护模块 (11)1.2.4 最终方案 (6)2.单元电路分析 (6)2.1D/A转换模块 (6)2.1.1工作原理 (6)2.1.2 参数选择 (7)2.2电压放大模块 (7)2.2.1 工作原理 (7)2.2.2 参数选择 (7)2.3稳定电压源及电压采样模块 (8)2.3.1 工作原理 (8)2.3.2 参数选择 (8)2.4过载保护模块 (9)2.4.1工作原理 (9)2.4.2 参数选择 (9)3.软件设计 (15)3.1实现功能....................................... 错误！未定义书签。
简易数控直流电源单片机课程设计报告
单片机课程设计报告简易数字直流电源A Direct Current Source on MCU组长：专业、班级：小组成员：设计日期：指导教师：重庆大学城市科技学院本科学生课程设计任务书说明：一、学院、专业、年级均填全称。
二、本表除签名外都可采纳运算机打印。
本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。
目录一、引言................................................................................ 错误!未定义书签。
二、整体方案设计................................................................ 错误!未定义书签。
三、硬件电路设计................................................................ 错误!未定义书签。
操纵部份............................................................................ 错误!未定义书签。
设定初值....................................................................... 错误!未定义书签。
加减设定及报警电路................................................... 错误!未定义书签。
显示部份............................................................................ 错误!未定义书签。
电路输出部份 .................................................................. 错误!未定义书签。
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简易数控直流电源数控直流电源是一种常见的电子仪器，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。
目前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，它不但电路简单，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数输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。
关键词：数控直流电源单片机ABSTRACTNumerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficiency, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent development. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value.Key words：Numerical control dc power Single-chip microcomputer第一章设计任务与要求.........................................................11.1 基本功能 (1)1.2 扩展与创新 (1)第二章系统方案 (2)2.1 直流稳压电源 (2)2.2 总设计方案 (2)第三章系统硬件设计 (5)3.1 数控部分 (5)3.2 稳压输入部分 (7)第四章软件设计 (9)4.1 软件设计流程图 (9)第五章测试结果及结果分析 (11)5.1 系统功能测试 (11)5.2 系统指标测试 (11)5.3 系统误差分析 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录........................................................................ .. (15)第一章设计任务与要求1.1基本功能（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。
示意图如下：图 1.11.2扩展与创新（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（比如三角波等）。
第二章系统方案2.1直流稳压电源稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。
对一个理想的直流稳压电源来说，应具有下述特点：(l)在直流和所有频率下，输出阻抗为零；(2)在交流电源电压很宽的范围内，并在供电电路所要求的负载电流范围内，调整率为零；(直流电压输出恒定)(3)功耗为零；(4)电网电压和负载电流变化时，输出电压能立即恢复稳定；(5)当过载电流消除时，过载保护装置能自动恢复到正常工作状态。
为了给元器件提供稳定的电流输出，我自制了一个直流稳压电源，电路图如下：图 2.12.2 总体设计方案方案一：方案一如图2.2所示，采用单片机+数字电位器方案。
此方案就是把常用的电位器调节电源中的机械式电位器用数字电位器代替。
数字电位器是没有机械抽头，具有较小的震动公差和较高的机械可靠性，且其可编能力允许可重复可靠地返回同一抽头位置，因此此方案线路较为简单、可靠。
但现有的数字电位器分辨率有限，常见的有32抽头、64抽头，构成的分压电路精度有限，无法满足设计要求。
图2.2 方案一方案二：方案二如图2.3所示，此方案采用单片机+串联调整型稳压电源。
单片机输出电压控制数字量送至DA/转换器，经DA/转换器输出的模拟电压作为误差放大器的基准电压。
由于理想DA/转换器的输出量A与输入量D和R的关系应为A=R·D。
对一个确定的DA/转换器，模拟基准电压R往往是一个固定值，相当于一个比例系数。
显然这里DA/转换器输出的电量不能连续可调，而只能以所用D/A转换器的绝对分辨率为量化单位增减，所以D/A转换器实际上是准模拟量输出。
这样通过改变稳压电源的基准电压的方法就可使实现输出的步进增加(或减小)，稳定性高，纹波小，可靠性高，调试容易。
缺点是要求功率器件一调整管严格工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出，当输出电压较低时，稳压电路的输入输出端压降太大，调整管静态损耗大，发热量大，使得电路总效率不高。
图2.3 方案二方案三：采用EasyARM2103为核心控制器，具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和预置的电压信号可同时显示的数控直流电源，其系统框图如图2.4所示。
系统由EasyARM2103开发板、八位LED数码显示、电源电路、D/A、A/D 电路、功放电路、短路保护和报警电路、稳压输出电路八部分组成。
系统通过“开关”、“+”、“-”三个按键来控制预置电压的升降，并通过数码管显示。
EasyARM2103单片机送出相应的数字信号，在D/A 转换之后输出电流，经集成运放OP07转换、OP07放大、RC 网络滤波，最终稳定。
同时由LED 数码管显示实际输出电压。
图2.4 方案三综合观上三种方案，不难确定方案三为最佳方案。
第三章系统硬件设计3.1 数控部分主要由数字电路构成，它要完成键盘控制、预置电压显示控制、电压控制字输、数码管显示控、电流过流软件保护及报警等功能。
由于控制功能多，选用EasyARM2103开发板作为主控系统。
其核心芯片图如图3.1。
图3.1 2103核心控制芯片3.11ARM2103开发板LPC2103 是一个基于支持实时仿真的16/32 位ARM7 TDMI-S CPU的微控制器，并带有32kB 的嵌入高速Flash 存储器，128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行。
32/16 位定时器、增强型10 位ADC、定时器输出匹配PWM特性、多达13个边沿、电平触发的外部中断、32条高速GPIO，使得LPC2103微控制器特别适用于工业控制和医疗系统中，其食物图如图3.2所示图3.23.12键盘显示电路此次的显示部分由键盘显示板来完成，它由2个8位LED数码显示器和2片SN74HC164CN芯片加上8个按键组成，具体电路图如下图3.3。
图 3.33.2稳压输出部分稳压输出部分原理图如图3.4所示。
这部分将控制部分送来的电压控制字数据转换成稳定电压输出。
他由数／模转换器（DAC0832）、集成运放(OP-07CP)、晶体三极管(TIP122、TIP127、9015、9014)、基准电压源组成。
图 3.43.21 主电路的工作原理及参数计算电压输出范围0~9.9V，步进0.1V,共有100种状态，8为字长的D/A转换器具有256种状态，能满足要求，设计中用两个电压控制字代表0.1V，当电压控制字从0,2,4,…，198时,电源输出电压为0.0V,0.1V, …,9.9V。
电路选用的D/A 转换芯片是DAC0832，该芯片价廉且精度较高。
DAC0832属于电流输出型D/A，输出的电流随输入的电压控制字线性变化。
为了得到电压，还需外接一片运放来实现电流到电压的转换。
该运放输入端的输入电流对转换精度影响打，DAC0832输出地电流有几十微安的变化，若运放输入端的输入电流为0.1uA，如uA741的输入电流约为此值，且有一定变化，则会引入相当于1~2个电压控制字的误差，因此应选用高输入阻抗的运放，如JFET输入的运放LF356，他的输入电流可以忽略。
DAC0832需要外接基准电压，此基准电压的性能决定了输出电压的性能，要求基准电压具有高稳定度和低纹波，故选用LM336-5作为基准源，当DAC0832采用5V基准电压时，D/A转换电路的满幅输出为5.0V（电压控制字为255时），由于实际最大用到电压控制字198，因此D/A部分最大输出电压U（imax）=（198/255）*5.0=3.882V。
D/A转换部分输出电压Ui作为电源功放机的输入电压。