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易简单片机数控电源设计--毕业设计.doc
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广西理工职业技术学院毕业设计(论文)
1
广西理工职业技术学院
毕业设计(论文)
题 目: 简易数控电源
系 别: 电气工程系
专业班级: 11 机电 3 班
姓 名: X X X
学 号: 20114077
指导教师: X X
二〇一三年 八月 二十日
广西理工职业技术学院毕业设计(论文)
2
摘要:数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小,而且能使输出的直流电压
能保持稳定、精确的直流电压源;本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组
成的数控直流稳压电源电路,详述了电源的基本电路结构和控制策略;它与传统的稳压电源相比,
具有操作方便、电压稳定度高的特点,其结构简单、制作方便、成本低,输出电压在 1~15V 之
间连续可调,其输出电压大小以 0.05V 步进,输出电压的大小调节是通过“+” “-”两键操作
的,而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。该电源控制电路选用 89C51 单
片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。最
后对文章进行了总结、致谢、参考文献文章最后对数控直流电源的主要性能参数进行了测定和总
结,并对其发展前景进行了展望。
关键词:单片机(MCU);数模转换器 DAC;稳压输出
广西理工职业技术学院毕业设计(论文)
3
Abstract: Numerical control DC voltage source is to use numbers to control the output voltage, DC
voltage source and the output DC voltage to remain stable, accurate; this paper describes the use of CNC
digital / analog conversion circuit, auxiliary power circuit, debounce circuit of direct current voltage
stabilized power supply circuit, introduces the basic circuit the structure and control strategy of power
supply; compared with the traditional manostat, has the advantages of convenient operation, high voltage
stability characteristics, which has the advantages of simple structure, convenient manufacture, low cost,
the output voltage is adjustable continuously between 1 ~ 15V, its output voltage to 0.05V step, the size
of the output voltage is regulated by "" + "-" two key operation, and according to the actual requirements
of voltage source circuit is composed of different output voltage. The power control circuit adopts
89C51 single-chip control of the main circuit adopts serial voltage regulate technology has the
advantages of simple circuit, quick response, good stability, high efficiency. Finally, the article
summarized, acknowledgements, references at the end of this paper, main performance parameters of the
numerical control DC power supply are studied and summarized, and its development prospect.
Keywords: single chip microcomputer (MCU); digital to analog converter; voltage output DAC;
广西理工职业技术学院毕业设计(论文)
4
目录
前言 ................................................................................5
1.1 研究背景及意义...........................................................................................................................5
1.2 国内外研究现状...........................................................................................................................6
1.3 课题的主要内容..........................................................................................................................7
1.4 论文的总体结构...........................................................................................................................8
2 设计任务及要求 .....................................................................8
2.1 方案设计与论证...........................................................................................................................8
2.2 主控单片机 AT89C51 单片机.....................................................................................................10
2.2.1 AT89C51 简 介 ................................................................................................................10
2.2.2 引脚说明 ............................................................................................................................10
2.2.3 AT89C51 接口设计 ............................................................................................................11
2.3 显示模块.....................................................................................................................................11
2.3 数码显示输出部分 ................................................................................................................11
2.4 三端可调稳压器.........................................................................................................................12
2.5 运算放大器 lm358......................................................................................................................13
2.5.2 应用简介 ............................................................................................................................13
2.6 数模转换芯片.............................................................................................................................14
3. 系统电路原理及硬件实现 ..........................................................15
3.1 系统总体框图.............................................................................................................................15
3.2 系统模块电路设计....................................................................................................................15
3.2.1 单片机控制模块 ...............................................................................................................15
3.2.2 稳压输出模块(lm317) .................................................................................................16
3.2.3 数模转换部分 ...................................................................................................................17
3.2.4 显示模块 ...........................................................................................................................18
3.2.5 电源模块 ............................................................................................................................19
3.3 键盘模块....................................................................................................................................19
3.3.1 系统整体原理图 ................................................................................................................20
4.系统的软件设计 ...................................................................20
4.1 件设计思路................................................................................................................................20
4.2 系统软件流程............................................................................................................................20
5.系统测试与误差分析 ...............................................................21
5.1 系统测试.....................................................................................................................................21
5.1.1 软件测试 ............................................................................................................................21
5.1.2 硬 件 测 试 .....................................................................................................................22
5.1.3 系统整体测试 ..................................................................................................................22
6 单片机系统抗干扰说明 .............................................................23
总结 ...............................................................................26
致谢 ...............................................................................27
参考文献 ...........................................................................28
广西理工职业技术学院毕业设计(论文)
5
前言
1.1 研究背景及意义
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。随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通
电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果,世界
各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准,才能
够进入市场。随着经济全球化的发展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是
从 80 年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提
供了一个良好的基础。在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控
程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展
方向,是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展
提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处
理器件的研制应用,到 90 年代,己出现了数控精度达到 0.05V 的数控电源,功率密度达到每立方
英寸 50W 的数控电源。从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。目前在电力电
子器件方面,几乎都为旋纽开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。利用数控
电源,可以达到每步 0.1V 的精度,输出电压范围 0~9.9V,电流可以达到 500mA。数控技术方面
的发展是以 51 系列单片机为主控单元电路的拓扑和软开关技术等电子技术的完善为主要标志。数
字化则应属于控制方面的重要发展方向,随着信息技术的突飞猛进,将对开关电源技术的发展起
到巨大推进作用。数控电源目前的发展,主要朝着更高的数控精度和分辨率及更好的动态特性;更
好的环保性能;智能化与高可靠性;更广泛的应用等方向发展。
随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的突飞猛进,现代工业应用的工控 产品均耑要有低
纹波、宽调整范的高压电源,而在一些高能物理领域,更是急耑电脑 或申片机控制的低纹波、宽
调整范闱的电源。
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