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基于STC单片机可调稳压电源的制作毕业论文.doc
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基于STC单片机可调稳压电源的制作毕业论文.doc
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中图分类号: 密级:
UDC: 编号:
毕 业 设 计
设计题目名称:基于 STC 单片机可调稳压电源
的制作
学 生 姓 名:
专业名称:
机电一体化
班 级:
机电 11-3
学 制:
三年
学 号:
1150243302
学历层次:
专 科
指导教师:
评 阅 人:
论文(设计)提交日期: 2014 年 6 月 1 日
论文(设计)答辩日期: 2014 年 6 月 3 日
二○一四 年 六 月 三 日
摘 要
本文制作了一款基于 STC12C5A60S2 单片机的数显可调直流稳
压电源 。在整个设计中,主要选用了 LM317 三端集成稳压集成芯片
构成可调直流稳压电路,选用 STC 公司的 STC12C5A60S2 单片机 ,4
位 8 段共阳极 LED 数码管等器件,制作出电压数字显示电路,直流
稳压电源的输出电压在 1.25V~18V 范围内连续可调。稳压电源输出
电压的采集使用单片机内部的 10 位高速 A/D 转换器,经单片机处理
显示在 LED 数码管上。
本设计制作的数显直流稳压电源成本低、稳压精度高,输出电
压值可以通过数码管显示出来,比较直观。在电气设备维修、调试,
在家庭日常生活做为家用电子设备的电源。比如给 MP3 充电、手机
充电、家用玩具供电等场合都具有实用价值。
关键词:STC12C5A60S2 单片机、LM317 可调稳压电源、数字显示
1
目 录
第 1 章 绪论 ........................................................1
第 2 章 稳压电压电源 ...............................................2
2.1 线性稳压电源的特性 ..........................................2
2.2 开关稳压电源的特性..........................................2
2.3 稳压电源特性指标............................................3
2.3.1 电压调整率 SV..........................................3
2.3.2 纹波系数 ..............................................3
第 3 章 数显可调稳压电源硬件电路的分析 ..............................5
3.1 直流稳压电源的电路组成......................................5
3.2 变压器的选择................................................5
3.3 整流电路....................................................6
3.3.1 半波整流电路 ..........................................6
3.3.2 全波整流电路 ..........................................8
3.4 桥式整流电容滤波电路........................................9
3.5 稳压电路...................................................10
3.5.1 LM317 稳压器..........................................10
3.5.2 电解电容 .............................................10
3.5.3 稳压二极管 ...........................................11
3.6 数字测量显示电路...........................................13
3.6.1 共阳极数码管的结构特点 ...............................13
3.6.2 数字测量显示电路工作原理..............................14
3.6.3 数码管字形编码 .......................................14
3.6.4 STC12C5A60S2 单片机...................................15
3.7 AD 转换器 ..................................................16
3.7.1 STC 单片机的各接口作用................................17
3.7.2 单片机与数码管的连接 .................................19
3.8 Altium Designer 软件画 lm317 稳压电路图的方法 ..............20
3.9 硬件电路板的板制作过程.....................................22
第 4 章 数显可调稳压电源软件设计 ...................................24
第 5 章 4.1 KEIL C51 单片机编程软件安装方法.........................24
4.2 软件设计...................................................30
4.2.1 程序设计流程图 .......................................30
4.2.2 程序分析 .............................................30
第 5 章 可调稳压电源的调试 .........................................36
5.1 调试过程...................................................36
结束语 ............................................................38
致 谢 .............................................................39
参考文献 ..........................................................40
1
第 1 章 绪论
现在社会每个人都离不开电子设备给我们带来的便利,但是所有电子设备都有一个共
同点——需要电源提供电能,一般电子设备都需要直流稳压电源提供电能,比如给手机充
电,笔记本电脑供电,电子测量仪器,示波器供电等。稳压电源可以分为直流稳压电源和
交流稳压电源。直流稳压电源又可以分为线性直流稳压电源和开关直流稳压电源。它们的
区别在于稳压控制方式和输出电路不同。我们制作的是线性直流稳压电源。线性直流稳压
电源输出的电压波纹系数可以很小 。而开关直流稳压电源输出电压波纹系数相对较大。线
性直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路构成。电源变压器是将 220V
高压交流电转换成我们需要的低压交流电压。整流电路作用是把交流电转换成脉动直流电,
能达到这作用是因为电路里利用了具有单向导电性的整流元件。经过滤波电路可以获得比
较平滑的直流电,目前在小功率稳压电源中主要使用电容滤波电路,它让电容器与负载并
联,利用大容量电解电容的充放电特性,平滑脉动直流电压。稳压电路的作用是稳定输出
电压。当负载的大小发生变化时保证输出电压基本不变。整个数显可调稳压电源主要选用
了 LM317 三端集成芯片,STC12C5A60S2 单片机,8 段共阳极 LED 数码管等元件。
直流稳压电源已经朝着数字化方向发展,所以对于数显可调直流可调稳压电源的研究
是有必要的。
现在电子系统对直流稳压电源的主要要求如下:
1)稳压范围宽;
2)过载能力强;
3)具有较高的抗干扰能力和可靠性;
2
第 2 章 稳压电压电源
2.1 线性稳压电源的特性
线性稳压电源内部有一个 50Hz 工频变压器,他把 220v 交流电转化为低压交流电,供
后面的整流,滤波电路使用。工频变压器还起到隔离作用,防止触电。线性稳压电源内部
结构图如图 2-1 所示。
图 2-1 线性稳压电源内部结构图
线性电源的稳压特性由稳压电路中的调整管实现,调整管也是输出管,电路工作在调
整管的线性区,因此叫做线性直流稳压电源。
线性稳压电源输出电压波纹系数可以做的很小,它本身不会产生高频干扰噪音,过载
能力强,输入电压超过额定值时不容易损坏。在精密测量仪器中被广泛的使用。但是,它
的效率较低,发热量较大,输出功率高时,工频变压器体积较大,成本高。
2.2 开关稳压电源的特性
开关电源也可以把交流 220v 电,转换成直流电压。他内部有一个高频变压器起到能量
传递及隔离的作用。开关电源结构比较复杂。如图 2-2,图 2-3 所示
开关电源,输出波纹系数相对比较大,会产生高频干扰噪音,且不易清除。过载能力
弱,易损坏。但是当输出功率较大时,体积增加较少,这是他的优点。它主要由半导体器
件构成,开关变压器体积小,消耗铜很少,成本低。在工业,民用中应用越来越广泛。
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