控制电路的硬件实现和主要的软件流程设计

1、控制电路的硬件实现和主要的软件流程设计摘 要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。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。该直流稳压电源的输入为交流22OV，50Hz，输出电压为1.26V10V内连续可调，输出电流为500mA以上，并能够直观的显示输出电压。电源的控制电路选用AT89S51单片机为核心，以及数/模转换功能，具有线路简单、稳定性好、显示清晰直观等特点。文章中分析了电源的整体结构和工作原理，并详细的讲述了预稳压电路、数/模转换电路、显示电路等电路的工作原理。给出了控制电路的硬件实现和主要的软件流程设计。关键词： 单片机；数码管；数/模转换；稳压AbstractDigitally controlled power supply technology, especially technology is a strong practical engineering te

2、chnology, and service to all industries. Power electronics technology is the best application of energy technologies. Technology combines the power of todays electrical, electronics, systems integration, control theory, materials, and many other subject areas. With the computer and communication technologies developed from modern information technology revolution, to the power electronics technology to provide a broad development prospects, but also to set a higher power supply requirements. The

3、 DC power supply input for the exchange of 22OV, 50Hz, output voltage of 1.26V 10V continuously adjustable output current of 500mA or more and be able to display visual output voltage. Power supply control circuit use AT89S51 microcontroller as the core, as well as D / A converter functions, with simple circuit, good stability, showing a clear and intuitive and so on. The article analyzes the power of the overall structure and working principle and in detail about the pre-regulator circuit, D /

4、A converter circuit, display circuit so the circuit works. Gives the control circuit hardware implementation and the main software flow.Keywords：SCM; digital pipe; D / A converter; Regulators目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 设计任务与技术要求2第2章 方案的论证与设计32.1 方案选择32.2 方案的确定32.3 方框图的设计3本章小结4第3章 单元电路设计53.1 单片机电路设计53.1.1 AT89S51单片机53.1.2 AT89S51引脚功能53.1.3 单片机在电路中应用83.2 数/模转换电路设计103.2.1 DAC0832芯片简介103.2.2 DAC0832的主要特性参数113.2.3 DAC0832结构113.2.4 DAC0832的工作方式123.2.5 DAC0832在电路中的应用123.3 放大电路设计133.3.1 LM324简介

5、133.3.2 LM324的特点143.4 稳压电路设计153.5 电源电路设计163.6 显示电路设计183.6.1 四位一体数码管（共阳）介绍183.6.2 四位一体数码管管脚183.6.3 驱动电路18本章小结19第4章 软件程序设计204.1 程序流程图204.2 程序21本章小结22第5章 整机的工作原理235.1 工作原理235.2 整机原理图23本章小结23结 论25致 谢26参考文献27附录1 译文28附录2 英文参考资料31附录3 C程序35附录4 整机原理图42附录5 元器件表43第1章 绪论采用单片机的数字可调稳压电源价格低廉采用普遍使用的元件就能实现其功能，显示清晰直观，传统的模拟可调稳压电源没有读数，在读数过程中很不方便，并且长时间使用会造成输出电压不稳。数字可调稳压电源则采用先进的数显技术，使测量结果一目了然，只要仪表不发生跳数现象，测量结果就是唯一的，不仅保证读数的客观性与准确性，还符合人们的读数习惯，能缩短读数和记录的时间。模拟可调稳压电源大多是通过调节电位器的阻值改变输出直流电压，电位器特别容易磨损，使用一段时间后就会出现接触不良，引起输出电压不稳定。

6、数字可调稳压电源是通过接触按钮以步进方式选取不同的输出电压，再有数码管显示输出电压机器工作状态，工作稳定可靠。采用单片机的数字可调稳压电源，它具有输出电压容易改变、价格低廉、显示清晰直观、准确度高、扩展能力强等特点。1.1 课题背景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。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。直流稳压电源是电子技术常用的仪表设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行试验操作和科学研究不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多，但均存在一下二个问题：输出电压是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路，对

7、过载进行限流和截流保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来代替，则可缩小直流电源的体积减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需要直流稳压器就能用作家用电器的电源，就既降低了家用电器的成本，由缩小了其体积，使家用电器小型化。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调节精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。而基于单片机控制的直流稳压电源就较好地解决以上传统稳压电源的不足。数控稳压电源是电子行业发展的必然产物。近年来，随着电子技术的发展可调稳压电源应用的越来越广泛。目前，由各种单片机构成的数字稳压电源产品越来越多，已被广泛用于家庭电器、工业电器、军事电器等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由于它扩展能力很强,功能日趋完善而扩展到人们生活的各个方面。1.2 设计任务与技术要求

8、1.设计任务单片机控制数字显示可调稳压电源2.任务的技术要求1).输出电压为(1.2610)v2).输出误差0.1v3).额定输出电流500mA第2章 方案的论证与设计2.1 方案选择数控稳压电源是电子设备的重要部分，其质量好坏直接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自电源。因此电源越来越受到人们的重视。电子电路及电子设备对电源最基本的要求就是电源的输出电压或输出电流要稳定。通过查阅大量资料，显示电路和控制电路是本电路的核心部分，对它的选择有以下三种方案：方案一：采用模拟电路采用模拟电路的可调稳压电路就是用一个多档开关来控制输出电压,而所谓的显示系统只是在多档开关的每个档的旁边注明电压值。随着电子行业的发展，它不耐用的弊端已经使它逐渐离开历史的舞台。方案二：采用纯数字电路纯数字电路的稳压电源避免了硬件之间的磨损，使得使用寿命大大提高，而且其输出电压也不会随时间产生误差。但是它的电路较为复杂，制作时很困难，由于电路的复杂产生的问题也会很多。方案三：采用单片机的方法采用单片机的数字稳压电源是将数字电路和单片机很好地结合在一起，不但能够达到数字电路的效果，而且能够大大地简化复杂

9、的纯数字电路。采用单片机后，还可以用软件实现保护功能，要扩展其他的功能也非常容易。2.2 方案的确定经过全方位的对比，使电路的设计更加合理化，切合技术指标的标准，觉得使用方案三单片机的方法简洁、灵活、可扩展性好更加的适合这次的毕业设计，并能够达到指标要求。2.3 方框图的设计经过对电路原理的分析，基本对电路有了一个大概的设计，如图2-1所示：单片机显示电路按键D/A转换控制电路稳压电路输出电路整流滤波变压器220v图2-1 整机方框图方框图的论述：本电路通过按键设置数字电压值并且在数码管上显示，而设置的电压值通过单片机的P0口的8位数据线传输给D/A转换电路转换成模拟电压值，通过模拟放大器将电压放大后送给稳压电路最终输出。各部分功能：单片机：只要是起到控制作用显示电路：用来显示预置电压按键单元：对预置电压的改变D/A转换：将数字电压转换成为模拟电压控制电路：对稳压电路起到了控制作用稳压电路：输出恒定的电压本章小结本章主要介绍了对该课题的分析论证和方案的确立，以及方框图的设计及原理的阐述，在下一章节当中，将对该课题中各单元电路的具体设计方案、元器件的选择作进一步论述。第3章 单元电路设计3.1 单片机电路设计 AT89S51单片机AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次

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