英语原文共 5 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

基于单片机的直流稳压电源设计

摘要：设计了基于单片机的数控直流电压源。以单片机为主控制器，通过键盘设置直流电源的输出电压，经D/A转换后（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器输出不同的电压。电压输出范围0-12v，步进值为0.1Ｖ，可由数码管显示实际输出电压值。电路结构简单、操作方便，可满足各类电子实验的要求。

关键词：直流电压源；单片机；D/A转换器

在各种电子实验中，直流稳压电源是广泛应用于教学，科研等领域的基本单元。传统的多功能直流稳压电源的特点是功能简单，可靠性低，精度低。随着单片微机和电力电子技术的发展，使用SCM和高性能电力设备的直流稳压电源系统设计吸引了越来越多的用户。非常注意重新搜索。本文设计了基于单片微型计算机的数字控制直流稳压电源，与传统多功能直流稳压电源相比，设计简单可调，输出精度高。它不仅为电子产品提供研究或测试的电源，而且通过软件编程产生连续的输出电压。它是简单的但可用的。

1系统硬件设计

1、1系统结构

设计系统由电源，SCM，键盘模块，显示模块，D/A转换电路，直流放大电路，缺点等，如图1所示。在该系统中，采用了全桥式电路作为负载电源电路产生稳定可靠的电压输出。从数字控制电源输出的电压由键盘控制，通过该键盘可以输入所需的电压值.SCM检测输入值，并且在D / A转换和DC放大之后输出在数码管中显示的相应的电压。输出电压可以通过键盘控制。本系统具有电压设置，步进调谐，电压显示等功能。

图1 系统结构

1、2电源电路

开关电源可以在输入电压的波动相对较大时输出稳定的电流，但是容易产生对控制电路产生影响的高频电磁噪声。因此，采用线性稳压电源作为负载电路。

首先，在通过变压器以220/15的比率和50W的输出功率降低家用电压之后，使用桥式整流器电路以获得波动的DC。由于大量交变电流（AC）组件这种波动的DC，必须使用滤波电路来滤除这些分量以获得平滑的输出电压。

1、3控制模块

控制模块是系统的核心，用于整体协调和智能管理SCM的工作包括键盘控制，电压显示控制，短路保护控制，报警控制等。

本文选择AT89C52作为控制核心，如图2所示。

图2 AT89C52控制模块的电路图

在图2中，当P0用作I / O输出端口时，输出电路必须连接4.7kOmega;的上拉电阻以创建高电平输出，P1负责键盘和触发器控制.P1.0，P1.1和P1.2更改为关键步控制位，步进增量位和步进减量位。通过连接上拉电阻和三个外部键盘实现抖动的消除，如图3所示。

图3 键盘控制电路图

在显示模块中，采用数码管并由三极管8550驱动.P1.5和P1.6分别连接到三极管8550的基极，以确保数码管控制的位选择是有效的低电压电平，如图4所示。另外，P1.3控制D / A转换，P2与数据通信DAC0832连接。

图4 电压显示电路图

该模块由DAC0832，积分放大器TL082，参考电压源（ 15V）等组成.8位DAC0832基本满足精度要求。D / A数据接口与SCM的P2端口连接。DAC0832芯片选择信号受控 通过SCM的P1.3pin。来自DAC0832IOUT2的恒定电流输出将外部阻抗转换为电压.DAC0832与TL082连接，同时从D / A转换得到的电流转换为所需的电压，如图5所示。

图5 电压输出电路图

1、5辅助电源

辅助电源主要实现对SCM，D / A转换器等5 V和15 V的电压转换。辅助电源电路图如图6。

图6 辅助电源电路图

从图6可以看出，由变压器提供的24V的辅助交流电源，辅助电源的输入功率由24V变压器的辅助线圈提供。稳定的24V供电作为输入电源通过使用整流桥整流和通过电容C2滤波获得三端稳压器LM7815。因此，在通过电容C5对输出进行滤波之后，可以获得具有15V幅度的稳定的直流电压。LM7805的输出电路和LM7815类似。LM7805的输出电压也由两个电容滤波，5V电压作为SCM的电源输出。输出电压满足要求后多模拟。

2系统软件设计

系统软件主要负责密钥管理，板扫描，D / A转换，数码管显示，系统在上电时首先被初始化，同时显示预设电压值和缺陷输出电压。然后根据按下的键调用子程序。该程序可以监视是否按下一个键。

如果检测到按键，则可以显示相应的信息和/或相应地执行用于输出电压的程序。在键盘扫描程序中，可以通过读取不同的键来实现0.1V和1V的电压变化步骤。可精确控制输出电压。程序流程图如图7所示。

图7 主程序流程图

3实验分析

为了测试系统精度，根据图1所示的逻辑结构设计硬件。将源代码写入SCM进行硬件控制。测试结果如表1所示。

表1 测试结果

在表1中，基于SCM的DC稳压电源系统可以输出稳定的电压。系统误差在10以内，小到满足实际应用。

4结论

基于SCM的DC稳压电源，结构简单，操作方便，高精密输出和稳定的输出电压。整个供电系统可以实现智能，内部故障自检报警，动态数字显示，直流电压等级控制和高精度步进电压调节的多种选择，减少了电源故障排除时间，提高了集成智能服务水平。因此，在高精度数控电源领域具有相当高的实用价值。

参考文献

[1]刘兴桥，卢秀银，唐碧强。基于单片机的高精度数字直流电流源设计[J]。计算机信息，2006,22（11）：99-102。

[2]吴恒宇，唐敏丽，何灵。基于89S51单芯片数字控制直流电压源的设计。制造自动化，2010,32（1）：95-96。

[3]邓建华。基于单片机的直流稳压电源设计。科学技术信息，2010,32（7）：142-144。

[4]吴千勇。一种数控直流电源设计。科技信息，2010，（27）：46-47。

[5]罗振平。基于单芯片设计的稳定直流电源系统。机电与电子信息，2010,32（21）：36-37。[6]张红。基于单片机和高精度程序设计与实现的稳压电源。电子技术与软件工程，2014,32（11）：50-52。

[7]梁吉锋，于国强，刘瑞妮。基于单片微机的高功率电源设计。电子制造，2015,22（11）：12-14。

[8]谢林杰，林伟鹏。基于单芯片的设计与实现微电脑数控调光电源。电子世界，2014,32（7）：52-53。

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[27917]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word