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利用单片机控制继电器选择不同的电阻,从而控制LM317稳压芯片输出2V~18V的电压,步进值为0.1
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设 计 说 明 书
设 计 题 目: 基于单片机数控电源的设计
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日期: 年 月 日
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西华大学
说明书
基于单片机数控电源的设计
摘要:本次设计是基于单片机数控电源的设计,其主要利用单片机、LED 数码
管、按键及其他相应的电器元件设计的一个通过按键对 LED 数码管显示的电压数进行
预置并通过单片机控制继电器开关使得输出电压与 LED 数码管所显示的电压数相同。
本设计中我们对该系统所测的电压范围和步进都做出了明确的规定。设计中我们做了
单片机控制 LED 数码管显示电压部分、单片机控制按键预置数部分、电源部分、单片
机控制继电器部分,设计的核心就是 STC89C512 单片机,所有的一切都是通过单片机
来控制实现的。通过单片机对继电器的控制实现了输出电压与 LED 数码管所显示的电
压值相同的设计目的,其中设计步进为 0.1,电压显示范围为 1.3v——19.9v,误差控
制在 5%以内。
关键字:单片机、电压、继电器、LED 数码管、按键控制预置数
Abstract:The design is based on the design of digitally controlled power
MCU, the main use of microcontroller, LED digital tube, keys, and other
appropriate design of electrical components through a button on the LED digital
tube displays the number to preset the voltage and through MCU control relay
switch the output voltage and the LED digital tube voltage is shown in the same
number. The design of the system, we measured the voltage range and step are
made clear. We did the design of SCM control LED digital tube display voltage
part of the SCM control buttons preset number of parts, power part, MCU
Control Relay section, the design core is STC89C512 microcontroller,
everything is controlled by MCU achieved. Through the microcontroller to the
relay control to achieve the output voltage and LED digital tube voltage value
shown in the same design purposes, of which the design step is 0.1, the voltage
display range of 1.3v - 19.9v, error control within 5%.
Keywords:SCM 、Voltage 、 relay 、 LED digital tube 、 keys to control the
number of preset
第 1 页
西华大学
说明书
目 录
1 前言........................................................................................................................................................................1
1.1 设计思想来源.................................................................................................................................................1
1.2 设计任务.........................................................................................................................................................1
1.3 主要性能指标和功能介绍.............................................................................................................................1
2 总体方案设计........................................................................................................................................................2
2.1 两种方案.........................................................................................................................................................2
2.1.1
方案一
......................................................................................................................................................2
2.1.2
方案二
......................................................................................................................................................3
2.2 方案论证.........................................................................................................................................................3
2.2.1
方案一的简单分析
.................................................................................................................................3
2.2.1
方案二的简单分析
..................................................................................................................................4
2.3 方案选择.........................................................................................................................................................4
3 硬件电路板的设计................................................................................................................................................5
3.1 单片机的简介.................................................................................................................................................5
3.2 电源部分的设计.............................................................................................................................................6
3.3 单片机控制 LED 显示电压部分的设计.......................................................................................................8
3.5 单片机控制继电器部分的设计...................................................................................................................10
4 软件程序的设计..................................................................................................................................................11
5 系统的调试..........................................................................................................................................................16
5.1 C 语言程序的调试.......................................................................................................................................16
5.2 程控电路板的调试.......................................................................................................................................16
5.2.1
调试所得数据的误差分析
....................................................................................................................18
6 设计的总结与体会..............................................................................................................................................19
7 参考文献..............................................................................................................................................................20
附录 1:..................................................................................................................................................................21
调试数据:.............................................................................................................................................................21
.................................................................................................................................................................................23
附录 2:..................................................................................................................................................................23
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说明书
1 前言
1.1 设计思想来源
在现代生活中我们离不开电的应用,例如我们生活中的电灯、电视机、空调等,
它们无不与我们的生活息息相关。而一旦涉及到电就不可避免的要考虑到电的重要参
数——电压。因为当电压过高时我们的相应电器件就会遭到不可挽回的损坏,而当电
压过低时我们的相应电器件又不能正常的工作,这就要求我们的电源能够输出相应电
器件所需的电压。故而要求对电源的输出电压进行控制。而现实生活中我们所用的电
器件其所要求的正常工作电压并不是完全相同的,这有要求我们的电源能够按照我们
所需的电压输出相应的电压值。因而就有了我们本次我们所设计的基于单片机数控电
源。
1.2 设计任务
通过此次一个月的培训我们对单片机有了一定的了解和认识,对单片机的应用有
了一定的掌握,能用 C 语言编一些简单的程序并对单片机进行控制和应用。为了检验
自己在这一个月里学习了多少知识,同时通过团队合作利用单片机来设计开发一个器
件来发散自己的创新思维提高自己的创新能力将自己所学的理论知识与真正的实践
相结合,培养自己用所学的知识去解决实际的应用问题的能力,加深自己对理论知
识的理解程度。培养自己的实际动手能力、独立思考分析解决问题能力和团队和作
精神。
1.3 主要性能指标和功能介绍
我 们 此 次 设 计 的 数 控 电 源 其 能 输 出 1.3v——19.9v 之 间 的电压值 ( 步 进 为
0.1)。其输出电压的大小是通过按键设定预置数将输入电压显示在 LED 数码管上,
并通过单片机控制继电器使得输出电压与我们 LED 数码管上所显示的值在理论上是相
同的。本设计电路一共分为四部分分别是:电源部分、单片机控制 LED 数码管显示电
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压部分、单片机控制按键实现设定预置数部分、单片机控制继电器部分。其中各个部
分的作用分别是:对输入的电压进行整流及其它相关作用、显示预置的电压值、对欲
输入的电压进行预置数,而单片机控制继电器部分则是将 LED 数码管上显示的电压值
通过单片机程控继电器,从而打开相应的继电器开关使得输出电压欲 LED 数码管上显
示的电压值相等。
2 总体方案设计
2.1 两种方案
2.1.1 方案一
本方案是以 STC89C52 单片机为核心控制器,具有电压可预置、可步进调整、输出
的电压信号和预置的电压信号可同时显示的数控直流电源,其硬件原理方框图如图 2.1
所示。
图 2.1 方案一原理方框图
在本方案中是由
STC89C52
的单片机控制电路、键盘电路、电源电路、
D/A
电路、
功放电路、短路保护及报警电路、 稳压输出电路、
LED
显示电路八个部分组成。系统
通过“开关”、“
+”
、“
-”
三个按键来控制预置电压的升降,并通过
LED
数码管显示预置
电压值。
STC89C52
单片机送出相应的数字信号,通过
D/A
转换芯片转换之后输出电
流,再经集成运放
LM358
转换、三极管放大、
RC
网络滤波,最终稳定。
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