论文总字数：19674字

摘 要

数控稳压电源技术在工程领域的各个行业都有广泛地应用。因此，用数字单片机的控制技术，恰当的加入实际应用的稳压电源设计中，设计出一个具有较高精度，较高稳定性，具有良好的人机交互界面的数控稳压直流电源是很有现实应用意义的。本设计采用220V市用交流电输入，经由STC89C52控制数模转换转换后，输出0～9.9V可调，步进为0.1V的有效输出。在整个系统的设计中，直流电压源是核心，STC89C52是主控制器，同时，它也是数控电源的核心。单片机系统通过软件来控制整个系统的完整运行，利用4位键盘来控制电压的输出。最后结果表明，通过这种方式能够做到稳定的小功率直流电压的输出。

关键词：数控直流稳压电源 单片机 液晶显示

The design of NC DC regulated power supply based on single chip microcomputer

ABSTRACT

Power supply technology of NC regulated industries in the field of engineering are widely used. Therefore, with the control technology of digital single-chip, right into the design of regulated power supply of the practical application, the design of a high precision, high stability, numerical control DC power supply voltage regulator has good human-computer interaction interface is of great practical significance. This design uses 220V for AC input, through the STC89C52 control digital to analog conversion, output 0～9.9V adjustable, stepping to the effective output 0.1V. In the design of the entire system, DC voltage source is the core, STC89C52 is the main controller, at the same time, it is also the core of the control power. The complete operation of microcomputer system to control the whole system through the software, the output voltage to control the 4 keyboard the results show that, the output of small power DC voltage can be stabilized by this way.

Key Words: NC DC regulated power supply; Single chip microcomputer; liquid crystal display

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 本论文主要任务 1

1.3 论文结构安排 2

第二章 数控稳压直流电源的系统设计 3

2.1 系统总体方案的设计 3

2.2 系统主要器件的选择 4

2.3 显示模块的选择 5

2.4 D/A转换模块的选择 6

2.5 运算放大模块的选择 6

第三章 数控直流电源的硬件实现 8

3.1 变压器供电电路 8

3.2 控制电路 9

3.3 D/A转换电路 12

3.4 模块LM324放大电路 13

3.5 LCD1602显示电路 14

3.6 具体硬件的连接 16

第四章 软件设计 17

4.1 端口的定 17

4.2 程序初始化 18

4.3 LCD1602的显示 19

4.4 LCD1602数据的写入 19

4.5 LCD1602电压的写入 20

4.6 键盘扫描 20

4.7 D/A0832写入电压 21

第五章 系统调试 22

5.1 对硬件系统的调试 22

5.2 对D/A转换电路和输出电路的调试 22

5.3 调试结果 23

第六章 论文总结 26

6.1 论文小结 26

6.2 今后的工作 26

参考文献 28

附录A系统硬件原理图 30

附录B硬件搭建图 31

附录C系统源程序 32

致 谢 39

第一章 绪论

引言

在当今的现实生活中，电源技术尤其是稳压电源技术具有十分重要的现实意义。制作一个数控稳压直流电源也是在电能领域一个十分具有实践性的技术之一。随着电源在各种装置中的普遍使用，一些普通的电源在使用过程中普遍存在精度不高，稳定性不好，数控程度达不到要求，功率密度比较低，较差的可靠性等非常多的缺点。在工业技术不断发展，电子电力技术应用范围不断扩展的大背景下，这种落后的普通稳压电源明显跟不上新技术的运用，降低整个系统的可靠性的缺点暴露无遗。因此，设计一种具有高可靠性，并且易控制的电源就显得十分必要。

上世纪八十年代，在电力电子领域，一些基础理论才刚刚建立。在这个时期，数控电源才真正的开始发展起来。这些基本的理论基础为电源技术的不断革新提供了较好的发展温床。尤其是数控稳压直流电源技术在今后的时期中获得了长足的进步。尤其是电压转换模块的出现和单片机技术的发展，这两项关键技术的出现为具有较高精度的数控稳压直流电源的设计提供了较好的理论上设计基础。

以单片机为核心控制的直流稳压电源的出现，也即为标示着数字化电源的出现。在实际的生产生活中，存在着大量的不确定因素和人为因素等，这些因素严重的影响着系统的稳定性。而数控稳压直流电源的出现大大减少了这些不稳定因素的存在，并且有效的提高了实际生产中的效率问题和产品的稳定性。

在上世纪九十年代，0.05V高精度数控稳压直流电源的出现标志着。数控稳压技术达到了一个新的高度。这也体现了数控稳压直流电源在这种新技术出现后的迅猛发展，反映了市场对这种技术的需求。因此，设计出一种具有高稳定性的数控稳压直流电源在实际生产生活中具有非常明显的意义。

本论文主要任务

本篇论文所主要完成的内容是一种基于单片机的数控稳压直流电源的设计，它主要是通过STC89C52单片机来实现数字化的控制的。本文论述的主要工作是将220V的家用市电，经由变压器的转换，输出 12V，-12V， 5V的有效稳定电压。利用变压器输出的电压给单片机系统供电，将输出的电压设置为可控的在0～0.9V范围内，步进为0.1的可调稳压输出。最后再经由LCD1602显示输出。

论文结构安排

本篇论文一共由六个主要章节组成。第一章是绪论部分，主要是用来介绍课题的相关背景和论文具体内容的安排；第二章为数控稳压直流电源的设计，主要描述系统总方案的设计和各个器件的选择原因；第三章系统硬件的实现；第四章为软件程序的设计，主要描述整个这部分的设计方法和实现原理；第五章用来描述系统调试的方法，在这一章包括了硬件调试和软件调试两个方面；第六章为论文的总结部分。

第二章 数控稳压直流电源的系统设计

系统总体方案的设计

本设计所要完成的是对一种基于单片机的数控稳压直流电源进行设计。在查阅大量的相关资料之后，初步的设计出两种设计方案。

方案一中，我设计采用了单纯的数字电路系统来实现对系统的控制。这种方案的优点是减少硬件之间的磨损，使用寿命比较高。并且最主要的优点是其输出的电压相对而言比较稳定，不会随时间的改变而改变。但是同样存在许多问题，不如说电路设计比较复杂，可靠性并不是非常高。由于电路比较复杂，在实际电路的搭建中也会产生许多不同的问题。

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