數控電壓源畢業(yè)論文

1、<p>　　【摘　要】數控直流穩(wěn)壓源就是能用數字來控制電源輸出電壓的大小，而且能使輸出的直流電壓能保持穩(wěn)定、精確的直流電壓源；本文介紹了利用數/模轉換電路、輔助電源電路、去抖電路等組成的數控直流穩(wěn)壓電源電路，詳述了電源的基本電路結構和控制策略；它與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點，其結構簡單、制作方便、成本低，輸出電壓在0～9.9V之間連續(xù)可調，其輸出電壓大小以0.1V步進，輸出電壓的大小調節(jié)是通過“＋”

2、“－”兩鍵操作的，而且可根據實際要求組成具有不同輸出電壓值的穩(wěn)壓源電路。該電源控制電路選用89C51單片機控制主電路采用串聯調整穩(wěn)壓技術具有線路簡單、響應迅速、穩(wěn)定性好、效率高等特點。詳細分析了電源的拓樸圖及工作原理。</p><p>　　關鍵詞：穩(wěn)壓電源；單片微型機；數控直流；D/A轉換</p><p>　　Abstract: NC is the source DC can be use

3、d to control the figure the size of power supply output voltage, but also the output DC voltage to maintain stability, precise DC voltage source; This article describes the use of D / A converter circuit, auxiliary power

4、 supply circuit, go Buffeting NC circuit composed of DC regulated power supply circuit, power supply detailing the basic circuit structure and control strategy; It with the traditional regulated power supply, compared wi

5、th convenient operat</p><p>　　Keywords: ds:voltage-stabiilzedp owers ource; monolithicm cirocomputer; NC DC; D / A converter</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　數 控 直 流 穩(wěn) 壓 電 源

6、 是 一 種 常 見 的 電 子 儀 器，廣 泛 地 應 用 于 電 子 電 路 、 教 學 實 驗 和 科 學 研 究 等 領 域 。 目 前 使 用 的 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 大 部 分 是 線 性 電 源 ， 利 用 分 立 器 件 組 成 ， 其 體 積 大，效 率 低 ， 可 靠 性 性 差 ， 操 作 使 用 不 方 便，自 我 保 護 功 能 不 夠 ， 因 而 故 障 率 高 。 隨 著 電 子 技 術 的 飛 速 發(fā)

7、 展 ， 各 種 電 子 、 電 器 設 備 對 穩(wěn) 壓 電 源 的 性 能 要 求 日 益 提 高，穩(wěn) 壓 電 源 不 斷 朝 著 小 型 化 ， 高 效 率 ， 低 成 本 ， 高 可 靠 性 ， 低 電 磁 干 擾 ， 模 塊 化 和 智 能 化 方 向 發(fā) 展 。 以 單 片 機 系 統(tǒng) 為 核 心 而 設 計 制 造 出 來 的 新 一 代 穩(wěn) 壓 電 源 不 但 電 路 簡 單 ， 結 構 緊 湊，價 格 低 廉 ， 性 能

8、 卓 越 ， 而 且 由 于 單 片 機 具 有 計 算 和 控 制 能 力 ， 利 用 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………2關鍵詞………………………………………………………………………………2Abstract……………………………………………………………………………2

9、Key Words……………………………………………………………………………2引言…………………………………………………………………………………21.概述………………………………………………………………………………41.1系統(tǒng)概述……………………………………………………………………………………41.2 本設計方案思路……………………………………………………………………………41.3穩(wěn)壓源的技術指標和要求……………………………

10、……………………………………42.總體設計框圖 ……………………………………………………………………53.單元電路設計………………………………………………………………………53.1穩(wěn)壓電源部分…………………………………………………………………………………53.2顯示部分………………………………………………………………………………………</p><p><b>　　1、概述</b>&l

11、t;/p><p><b>　　1.1、系統(tǒng)概述：</b></p><p>　　電源技術尤其是數控電源技術是一門實踐性很強的工程技術，服務于各行各業(yè)。隨著數控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度。數控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎。在以后的一段時間里，數

12、控電源技術有了長足的發(fā)展。但其產品存在數控程度達不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點。因此數控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷加以改善。單片機技術及電壓轉換模塊的出現為精確數控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數字信號處理器件的研制應用，到90年代，己出現了數控精度達到0.05V的數控電源，功率密度達到每立方英寸50W的數控電源。從組成上，數控電源可分成器件、主電

13、路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開關調節(jié)電壓，調節(jié)精度不高，而且經常跳變，使用麻煩數字化電源模塊是針對傳統(tǒng)電源模塊的不足提出的，數字化能夠減少生產過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產品一致性等工程問</p><p>　　1.2、本設計方案思路</p><p>　　根據設計任務要求，數控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖1所示。主

14、要包括三大部分：數字控制部分、模擬/數字轉換部分（D/A變換器）及可調穩(wěn)壓電源。數字控制部分用+、- 按鍵控制一可逆二進制計數器，二進制計數器的輸出輸入到D/A變換器，經D/A器轉換成相應的電壓，此電壓經過放大到合適的電壓值后，去控制穩(wěn)壓電源的輸出，使穩(wěn)壓電源的輸出電壓以0.1V的步進值增或減。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　1.3、穩(wěn)

15、壓源的技術指標與要求</p><p>　　設計并制作有一定輸出電壓調節(jié)范圍和功能的數控直流穩(wěn)壓電源。基本要求如下：</p><p>　　(1)、輸出直流電壓調節(jié)范圍0～10V.</p><p>　　(2)、輸出直流電壓能步進調節(jié)，步進值為0.1V。</p><p>　　(3)、由"+"、"-"兩鍵分別控

16、制輸出電壓步進增和減。</p><p>　　(4)、輸出電壓類型可選：三角波、方波、直流電壓。</p><p><b>　　2、總體設計框圖</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　3、單元電路設計</b></p><p

17、>　　3.1、穩(wěn)壓電源部分</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　在圖3中，該部分主要是由三端穩(wěn)壓器LM7812、LM7912、LM7805和若干個電容、二極管元器件組成，220 V市電經220 V／12 V變壓器降壓后得到的雙12 V交流電壓，經三端穩(wěn)壓器LM7812和LM7912得到+12 V和-12V，再經過LM7805得到+5 V

18、的電壓。</p><p><b>　　3.2、顯示部分</b></p><p>　　在圖4中，顯示部分比較簡單，主要是由兩個數碼管和若干電阻組成，兩個數碼管分別顯示電壓的個位和十分位，該部分是由單片機完成的，數碼管的各端口以依次連到AT89S51的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7口，完成對電壓的顯示功能。</p>

19、;<p><b>　　圖4</b></p><p>　　3.3、模數轉換部分</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　本系統(tǒng)中的數模轉換電路如圖5所示。它由DAC0832、兩級低漂移的運放μA714及VREF電路組成。DAC0832和運放U3A將CPU發(fā)出的8位二進制數據轉換成0～-5

20、V的電壓，然后經運放U3B反向放大2倍，以得到0～10 V電壓。因此，該DAC的轉換分辨率為10／(28-1)=0.04 V，即CPU輸出給DAC的數據變化為1 Bit，DAC輸出電壓的變化為0.04 V。VREF電路為DAC提供基準電壓，調節(jié)R5A，可使基準電壓保持為5 V。</p><p>　　3.4、數字控制部分</p><p><b>　　圖6</b><

21、/p><p>　　數字部分主要是有AT89C51控制，它通過控制按鍵來達到對數字的控制，我們可以通過按鍵對電壓進行調整，按照實際需要可以通過按鍵得到所需的電壓，調節(jié)范圍是0～10 V。</p><p><b>　　4、系統(tǒng)軟件設計</b></p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　本

22、電路的主程序流程如圖7所示。</p><p><b>　　5、制作與調試</b></p><p>　　5.1、硬件電路的布線與焊接</p><p><b>　　自制電路板的制作</b></p><p>　　原料：熱印紙，覆銅板，三氯化鐵溶液</p><p>　　電路圖經過我們

23、在PROTEL中的自動排線和手動排線產生PCB原理圖，我們將原理圖打印在熱印紙上，然后在經過高溫，將墨覆到銅板上，產生清晰的電路布線圖。由于打印或人為的原因很可能出現斷線的結果，所以我們要認真檢查，如出現斷線我們可用油漆涂上，使斷口再次被連在一起。為了能使那些墨都能覆在覆銅板上我們最好把覆銅板在壓印機上過兩遍。</p><p><b>　　元器件的焊接：</b></p><

24、;p>　　①焊件必須具有良好的可焊性.不是所有的金屬都就有良好的可焊性.焊接時,由于高溫是焊件的表面產生氧化膜,影響焊件的可焊性.為了提高焊件的可焊性,一般采用表面鍍錫,鍍銀等措施來防御表面的氧化。</p><p>　?、跒榱耸购讣秃稿a之間有良好的接觸,焊件表面必須保持清潔.在焊接前必須把氧化膜清除干凈,否則將無法保證焊接質量。</p><p>　?、垡褂煤线m的助焊劑.不同的焊接

25、工藝應使用不同的助焊劑.在焊接電子線路板等精密電子產品的時候,衛(wèi)士焊接可靠穩(wěn)定,通常采用松香助焊劑.一般使用酒精將松香溶解成松香水使用。</p><p>　?、芎讣訜岬竭m當的溫度.需要強調的是,需要強調的是,不但焊錫要加熱到熔化,而且應當同時將焊件加熱到能夠熔化焊錫的溫度。</p><p>　　5.2、電路組裝和調試</p><p>　　在電路組裝過程中，遇到的最

26、大問題是，起初考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現了許多"特長線"。不但影響布線速度，而且也會給后來的調試帶來不必要的麻煩。當時已經布線不少，不可能重新開始，再三權衡，最后只移動了一個芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因為要求不準交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工夫。 調試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測試，就遇了實驗板上有插孔不通的情況，導致芯片不能正常工作。相對于別的辦法

27、，我選擇了導線顯式連通，因為其更明晰，更易實現。對于高阻導線則只能換掉。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。如：經過每一級三端穩(wěn)壓器后輸出的電壓否為穩(wěn)定電壓，并且與所需電壓偏差會不會很大，根據測試結果對電路進行必要的改進，從而達到設計的目的。</p><p><b>　　6、分析與心得</b></p><p>　　畢業(yè)設計剛開始，拿著選定的題目不知如何入

28、手。畢竟畢業(yè)設計不同于實驗課，電路圖都要自己設計。靜下心來，仔細分析題目，再加上指導老師的說明與提示，心中才有了譜。將整個系統(tǒng)根據不同的功能化分成模塊，再分別進行設計，逐個攻破，最后再將其整合即可。</p><p>　　在設計過程中，既有用過的芯片，又有沒用過的，只能自己查表，分析功能。即學即用。最后調試階段哪怕一個小小的錯誤也會使結果出不來。只好一條線一條線地查，一個孔一個孔的測。結果終于出來了，又發(fā)現還有其他

29、地方需要改進。如顯示不正常，還有就是按鍵失靈等等。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，使我受益頗多，既鞏固了課堂上學到的理論知識，又掌握了常用集成電路芯片的使用。在此基礎上學習了數字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會了科學的分析實際問題，通過查資料、分析資料及請教老師和同學等多種途徑，獨立解決問題。同時也培養(yǎng)了我認真嚴謹的工作作風。</p><p><b>　　結束語</b

30、></p><p>　　本文設計的數字控制直流穩(wěn)壓電源，利用AT89C51單片機及其外圍擴展電路。采用了鍵盤及數碼顯示，該電源具有調整方便、步進精度高等特點，可作為電子儀器直流標準電壓源，其數字化輸入方便，快捷。在該系統(tǒng)中，采用了橋式整流電路以及三端集成穩(wěn)壓器提高穩(wěn)壓電源的精度。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p&

31、gt;　　1.電工基礎 浙江大學電工基礎教研室 人民教育出版社</p><p>　　2.模擬電子技術 清華大學電子教研室 童詩白主編 人民教育出版社</p><p>　　3.數字電子技術基礎 清華大學電子教研室 閻石主編 人民教育出版社</p><p>　　4.單片機原理及應用技術

32、 蘇家健等編 高等教育出版社</p><p>　　5.電力電子技術 丁道宏 航空工業(yè)出版社 </p><p><b>　　相關程序：</b></p><p>　　#include <REGX52.H></p><p>　　Unsigned char led[15]={0x6

33、f,0x7f,0x07,0x7d,0x6d,0x66,0x4f,0x5b,0x06,0x3f,0x39,0x52,0x64,0x37,0x0e};</p><p>　　// 9 8 76 5 4 32 1 0 -</p><p>　　void main()//主函數</p><p&

34、gt;<b>　　{</b></p><p>　　void ledout(unsigned char ATA,char add,char j);</p><p>　　void delays(unsigned char t);</p><p>　　unsigned char odata,key,temp;</p><p>

35、　　unsigned int F,f=0x100; //初始頻率</p><p>　　char add=0,j=1;</p><p>　　odata = 155; //電壓初值為5v</p><p><b>　　j=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p&g

36、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　for(F=f;F<0x110;F++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P3=0xff;</b></p><p><b>　　key=P3;</b&

37、gt;</p><p>　　if (key!=0xff)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　{</b></p>

38、<p>　　ledout(odata,add,j);</p><p>　　delays(10);</p><p>　　ledout(odata,add,-j);</p><p>　　delays(10);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　ke

39、y=P3;</b></p><p>　　if (key==0xff) break;</p><p>　　for(i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ledout(odata,add,j);</p><p>　　delays(10

40、);</p><p>　　ledout(odata,add,-j);</p><p>　　delays(10);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(add==0) temp=odata; //記錄當前電壓值</p><p>　　switch(key)&l

41、t;/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　case 0x7f: if (add==0)</p><p>　　if(odata>57)</p><p>　　odata=odata-2; //電壓加0.1V</p><p><b>　　break;<

42、/b></p><p>　　case 0xbf: if (add==0)</p><p>　　if(odata<255)</p><p>　　odata=odata+2;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xdf: if(add==0)&

43、lt;/p><p>　　{ //三角波</p><p>　　f=0x100; //1時為頻率最高，最大允許256</p><p>　　odata=155; </p><p><b>　　add=1;</b></p><p><b>　　} </b&

44、gt;</p><p>　　else if(add==1) </p><p>　　{//方波</p><p>　　//f=f*200; //頻率跟隨</p><p><b>　　f=0x100;</b></p><p>　　odata=55; </p

45、><p><b>　　add=200;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　else if(add==-1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//f=f*200;</p>&

46、lt;p>　　f=0x100; </p><p>　　odata=55; </p><p><b>　　add=200;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(add==200) </p><p&

47、gt;　　{//直流電壓</p><p>　　add=0; </p><p>　　odata=temp;//電壓記憶恢復</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{<

48、;/b></p><p>　　add=0; </p><p>　　odata=temp;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xef: if(add!=0)</p&g

49、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　f=f/2; //頻率頻率加</p><p><b>　　if (f==1)</b></p><p>　　if(add==1)</p><p><b>　　f=0x100;</b></p>

50、;<p>　　else f=0x3200;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

51、;p>　　if(odata==255)</p><p><b>　　add=-add;</b></p><p>　　odata=odata+add;</p><p>　　if(odata==55)</p><p><b>　　add=-add;</b></p><p>

52、　　P0=odata; //送數據</p><p><b>　　}</b></p><p>　　ledout(odata,add,j); //送顯示</p><p><b>　　j=-j;</b></p><p><b>　　}</b></p>

53、<p>　　}</p><p>　　void ledout(unsigned char ATA,char add,char j)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char DH,DL,temp;</p><p>　　switch(add)<

54、/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　case 0:</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=((ATA-55)/2)-1; //十進制轉換</p><p>　　DH=temp/10;&l

55、t;/p><p>　　DL=temp%10;</p><p><b>　　}break;</b></p><p><b>　　case 1:</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　DH=11;</b>

56、;</p><p><b>　　DL=12;</b></p><p><b>　　}break;</b></p><p><b>　　case -1:</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>

57、;　　DH=11;</b></p><p><b>　　DL=12;</b></p><p><b>　　}break;</b></p><p><b>　　case 200:</b></p><p><b>　　{</b></p>

58、<p><b>　　DH=13;</b></p><p><b>　　DL=14;</b></p><p><b>　　}break;</b></p><p>　　case -200:</p><p><b>　　{</b></p>

59、;<p><b>　　DH=13;</b></p><p><b>　　DL=14;</b></p><p><b>　　}break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　switch(j)

60、</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　case 1:</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=led[DH]; //送數碼管高位顯示</p><p>　　P1_7=

61、1; //動態(tài)顯示</p><p><b>　　}break;</b></p><p><b>　　case -1:</b></p><p>　　P1=led[DL]; //送數碼管低位顯示</p><p><b>　　break;</b></p>&l

62、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delays(unsigned char t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char s;</p><