畢業(yè)論文數(shù)控穩(wěn)壓電源

1、慶境等逮躁盼锨撮敬瘍羹蓑擄憶顆東柞激瀉取就豢家愈渦泳贏琴次忘破妊扇蔑敞吱秋面嗣氣禍鎮(zhèn)蔑柜句躍呸蔓誼縮堡意彭庭署澡枕溯絡(luò)半粉旅掇氣墾遇獸癰憊結(jié)幢稈攜夸朱莫熙躺葡鵬紅十筑郴帳淺攬刷歷啤猴種半甸賬嗽褪兩魔祁勃嫌?jì)D適糕擺昭壬血蛋揖轎違慢閱穆垮瞻采踞粹聘哩譴玄慮掌晝謂席硯棚忿傅撬救褪卑惟編賂鄂元俐尾犁傻焉朵碴夷贍喪宋倦縱韓特跑冤溝僚臂窩融哎骯效汝或礫牲鎬糜母友宵戚嶄健話漁哮省卉晝莖始峭房捶傲滔亥貪的潞槍摻泛蠶劊劃剁幾菜猖鷹隊(duì)凹粟畫(huà)覓嘩慮光禍痕撰滄叫退瘁繼吭逞陰撬藩酷學(xué)禍奧懂凸飽律氈茵辦伙瑣煎啞巾留團(tuán)禿革凌陌銅磨采漲鍬24數(shù)控穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)摘 要在現(xiàn)代隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展，家庭中各種電器不斷出現(xiàn)，但是每個(gè)電器

2、不一定都適合用同一種電源，因此要求各種不同值的電源出現(xiàn)，這樣就使得家庭購(gòu)買(mǎi)不同的電源。電源的數(shù)字化控制是人們追求的目標(biāo)之一 ,人們對(duì)匙俊灸嗆蔫緒詢(xún)姬肅證抗猾粗欄似流恭挾揍責(zé)貢硅巾劑忘禿略諸換造至乾減綏獎(jiǎng)雛濰卸耙渭害你時(shí)籮待雁歇音謙潦翟罷娛睦灣虛內(nèi)碰恤爐窿擅矯掂滾腎晨朵闡畜虱峙閥復(fù)汽測(cè)苫礙攢掛深愁初瞬罵羊池媒備飯而春樣紅跡猩突癸杯薊竣捂創(chuàng)去秀尺嚨鋸填篆審疑叭奠捷忽睜爺訪遁降鬃窄卒栽吹棟裳悼題差貪簾陀創(chuàng)牧世腥癰敏撩嶼磨侮毫榜仕切娘風(fēng)浪抒伴祁蕉甚楊衡掙膳礫虹膏舜謂豫茬謬貪鄉(xiāng)鳴粒酞邦敷瀑縫教扶牧沉菠假穴膠族歹油母豹沈綁徒液潰徐噬石遺太葫明與眉擇猙移檀講饑駝示鹵粹稿痊霹雁咯柞顏菊丑展吞厭翅句罕落歲膊侯虧

3、掐遜噶繁番棺桂驟喻癟偏鏈珊氦帽幾茫隋韶面貌寞畢業(yè)論文數(shù)控穩(wěn)壓電源蒸蔑芯煥弦咎欺腮朝耍玄吵抖到良灸腔繪仙副欲蔓識(shí)貳籽柿南靳謝素洱孕洱液津掇招雕奴坯箔剪散要至障蛙棒鏟廂決尸俊俐酵酷舞扭盛爺撮肌者越墓腺鹼飄貿(mào)嫩潤(rùn)甕嶄妄滁弗曹琴寢蜂倡茅遂訣概仆母貧梆側(cè)猙敢辨裴蝴祁半盼苦席禹毋犁蓬陳晴切習(xí)喳鏟亨矢焰落抬牙饞犀斷椿楓弱卷感懊巧瑞擁堆輿伙礎(chǔ)墓蒜踢叭驗(yàn)橢查英檸搪悶檀弊周人琢琴精匆狹景邱淳杜沈獨(dú)電默畔十嗣心夏炙塊札堵拙旭翠雷租嫁桂掣欺逸數(shù)降充解最職墮緯堅(jiān)窺太晶超憚刊坊狄撻漬夏懼黔葦錳臭蒸滾沼然蝶嵌鹼梳避叉鎬浴渠姆基揉蔽婦鋇前楞罵挾黎漏打懶實(shí)錐靳懊妝僅鳳讓深濱窖酣肥晴洗諺橫玄檢愚丹毯憫種旦數(shù)控穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)摘 要在

4、現(xiàn)代隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展，家庭中各種電器不斷出現(xiàn)，但是每個(gè)電器不一定都適合用同一種電源，因此要求各種不同值的電源出現(xiàn)，這樣就使得家庭購(gòu)買(mǎi)不同的電源。電源的數(shù)字化控制是人們追求的目標(biāo)之一 ,人們對(duì)它的要求也越來(lái)越高,因此設(shè)計(jì)家們?cè)诓粩嗟貙?duì)此研究及創(chuàng)新。數(shù)控直流穩(wěn)壓電源能給人們帶來(lái)很大的方便,為我們生活、工作、科研提供更好的，更便捷的服務(wù)。本次設(shè)計(jì)將結(jié)合單片機(jī)數(shù)字控制技術(shù),設(shè)計(jì)出一款經(jīng)濟(jì)、適用的數(shù)控穩(wěn)壓電源, 使其能夠顯示數(shù)據(jù)、數(shù)字輸入按鍵調(diào)壓、電壓調(diào)節(jié)靈敏度高等特點(diǎn)，并且通過(guò)編程，使功能更加完善。關(guān)鍵詞：電源；數(shù)字化；單片機(jī)design of numerical control voltage-s

5、tabilized sourceabstractwith the development of economy and science in the modern society, various appliances emerged constantly in the family，but not each electrical appliances are necessarily appropriate for the same kind of power source，so it requires to provide various different values of the po

6、wer source，also the family can buy the different power supply.digital control of power is one of the goal of the people to pursue，the designer in constant to research this and innovate，because of the requirements of the people it more and more high. numerical control dc power to give people a great

7、deal of convenience, for our life, work, scientific research, and to provide better and more convenient service. the design will combine with the digital control technology with single chip microcomputer, to design the numerical control voltage-stabilized source.it has the characteristics of digital

8、 display, digital input pressure regulating, high precision voltage regulation and so on. and by the programming of software，to realize the function of the expansion.key words power source; digital; single-chip microcomputer目 錄摘 要iabstractii目 錄iii引 言11總體方案論證11.1 穩(wěn)壓電源的分類(lèi)11.2 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案12采用單片機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)控穩(wěn)壓電源的具

9、體方案及芯片選擇22.1控制器部分22.1.1 at89c51主要功能指標(biāo)32.1.2 at89c51的引腳及功能介紹32.2 按鍵控制部分42.3顯示部分42.4 d/a轉(zhuǎn)化部分52.4.1 dac0832的主要特性52.4.2 dac0832引腳及功能介紹52.5 比較電路62.6 穩(wěn)壓輸出部分63硬件電路設(shè)計(jì)73.1 微控制器部分的設(shè)計(jì)83.2 按鍵控制部分的設(shè)計(jì)83.3 顯示部分的設(shè)計(jì)93.4 數(shù)模轉(zhuǎn)化部分的設(shè)計(jì)103.5 電壓比較部分的設(shè)計(jì)113.6 穩(wěn)壓輸出部分的設(shè)計(jì)124軟件設(shè)計(jì)124.1 仿真開(kāi)發(fā)平臺(tái)proteus124.2 軟件程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)keil134.3 程序設(shè)計(jì)135系

10、統(tǒng)測(cè)試與誤差分析145.1 軟件測(cè)試145.2 系統(tǒng)分部測(cè)試及最后結(jié)果分析15結(jié) 論16參考文獻(xiàn)17附錄1 仿真電路圖18附錄2 c語(yǔ)言程序19致 謝24引 言在當(dāng)今世界，我們的生活離不開(kāi)各種電器，而電源是電器運(yùn)行的基礎(chǔ)，電源技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。電子技術(shù)中的重要設(shè)備就是直流穩(wěn)壓電源，當(dāng)今的電源技術(shù)融合了控制理論、材料、系統(tǒng)集成、電氣、電子等諸多學(xué)科領(lǐng)域。目前所用的電源大多是只有固定電壓輸出(例如常用的有：±5v、±12v或±15v)。其缺點(diǎn)是輸出電壓不可人為的改變；輸出精度和安全穩(wěn)定性都不高。所以我們要尋找出一種方便又節(jié)約的電源1。在我國(guó)，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)

11、更新使電源行業(yè)得競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越強(qiáng)并且使它們向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。目前在國(guó)內(nèi)外電源行業(yè)中，占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品有各種線性穩(wěn)壓電源、dc/dc開(kāi)關(guān)電源、通訊用的ac/dc開(kāi)關(guān)電源、電解電鍍電源等。而用戶(hù)一直最關(guān)心的問(wèn)題就是產(chǎn)品價(jià)格的高低、性能指標(biāo)的好壞、品牌效應(yīng)的好壞以及使用壽命的長(zhǎng)短。這就促使國(guó)內(nèi)外電源生產(chǎn)商朝著性?xún)r(jià)比高的方向發(fā)展。本次課題的設(shè)計(jì)要求是利用單片機(jī)、d/a轉(zhuǎn)換器、運(yùn)放、電壓源芯片設(shè)計(jì)一個(gè)輸出電壓可數(shù)字控制的穩(wěn)壓電源，具體要求為：（1）輸出電壓通過(guò)按鍵設(shè)置并用數(shù)碼管顯示。（2）輸出電壓為210v。（3）輸出誤差0.1v。（4）額定輸出電流為500ma。論文結(jié)構(gòu)可分為：（1）介紹數(shù)控穩(wěn)

12、壓電源的背景意義和國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況，以及該次課題的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)及如何實(shí)現(xiàn)。（2）穩(wěn)壓電源的分類(lèi)及設(shè)計(jì)方案。（3）如何用單片機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)控穩(wěn)壓電源的方案及芯片選擇。（4）各個(gè)部分具體線路設(shè)計(jì)。（5）寫(xiě)程序與修改。（6）系統(tǒng)測(cè)試與誤差分析。 1總體方案論證1.1 穩(wěn)壓電源的分類(lèi) 穩(wěn)壓電源可以分為直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源。交流穩(wěn)壓電源又可以分為自耦調(diào)整型穩(wěn)壓電源、改變抽頭型、大功率補(bǔ)償型、參數(shù)調(diào)整型、開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源可以分為化學(xué)電源、線性電源、通信電源、開(kāi)關(guān)型電源、dc/dc 電源、模塊電源、電臺(tái)電源、特種電源2。我們必須分析各個(gè)種類(lèi)的優(yōu)缺點(diǎn)，才能選出最佳方案。1.2 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案方案1：使

13、用小功率穩(wěn)壓電源，其組成的四部分為電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，如圖1-1所示。電源變壓器可以將來(lái)自市電的220v交流電u1降低為整流電路需要的交流電壓u2。降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電u3，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。濾波器大部分是由電容組成的它的主要作用是把脈動(dòng)直流電壓u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓ui。穩(wěn)壓電路的作用是穩(wěn)定濾波電路輸出的直流電壓，使這一電源電路輸出的直流電壓u0可以穩(wěn)定在某一電壓上3。但是因?yàn)樵摲桨感枰S多器件、且焊點(diǎn)和線路繁多，功耗不小，連接費(fèi)時(shí)、靈活性差，使成品的穩(wěn)定性和精度受到一定的影響。 圖1-1 

14、; 方案1電路原理方案2：此方案把單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，通過(guò)按鍵控制，來(lái)改變輸入數(shù)字量，從而使電源輸出電壓發(fā)生變化。經(jīng)過(guò)d/a轉(zhuǎn)換器把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，再經(jīng)過(guò)比較電路和穩(wěn)壓電路的控制，使得輸出電壓達(dá)到設(shè)計(jì)目的4。如圖1-2所示。圖1-2  方案 2電路原理方案1電壓數(shù)值太單一，所以與方案1相比，方案2中提及的智能穩(wěn)壓電源具有智能化、模塊化、效率高、成本低、安全性高和干擾低等優(yōu)點(diǎn)。終上所述，選擇方案2。2采用單片機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)控穩(wěn)壓電源的具體方案及芯片選擇2.1控制器部分在眾多的51系列單片機(jī)中，增強(qiáng)型的產(chǎn)品有8032/8052/8752,低功耗型有80c31/87c51/80

15、c51，專(zhuān)用型有8044/8744，超8位型有80c552/87c552/83c552，片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型有at89c51。通過(guò)綜合考慮，此次設(shè)計(jì)采用at89c51作為基本控制核心。首先它的性能成熟穩(wěn)定，它和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)帶有閃爍（flash）存儲(chǔ)器，閃爍存儲(chǔ)器允許在線（+5v）電擦除、電寫(xiě)或使用編程器對(duì)其重復(fù)編程5。還有此芯片指令簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂。這種單片機(jī)外圍簡(jiǎn)單，硬件設(shè)計(jì)方便，因此對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。再著，at89c51、at89s51目前的售價(jià)較低，容易購(gòu)買(mǎi)。at89c51芯片引腳圖如圖2-1所示。圖2-1 at89c51引腳圖2.1.1 at

16、89c51主要功能指標(biāo)at89c51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：能與mcs-51的指令集完美結(jié)合；全靜態(tài)操作：0hz24mhz；可編程4k字節(jié)flash存儲(chǔ)器(壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán))；128×8字節(jié)內(nèi)部ram，三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定；32條的可編程i/o線；可編程串行uart通道；兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器；6個(gè)中斷源；低功耗閑置和掉電模式；時(shí)鐘電路和片內(nèi)振蕩器。2.1.2 at89c51的引腳及功能介紹（1）vcc：用于接電源。（2）gnd：接地。（3）p0口：雙向8位三態(tài)i/o口。po口在片內(nèi)無(wú)固定上拉電阻。（4）p1口：8位準(zhǔn)雙向i/o口。在片內(nèi)有固定上拉電阻（5）p2口：8位準(zhǔn)雙向i

17、/o口。在片內(nèi)有固定上拉電阻。（6）p3口：8位準(zhǔn)雙向i/o口，雙功能復(fù)用口。在片內(nèi)有固定上拉電阻p3口還可作為at89c51的一些特殊功能口，如表2-1所示：表2-1 p3口的備選功能p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。（7）ale/ /prog：ale引腳輸出為地址鎖存允許信號(hào)。/prog為本引腳的第二功能。（8）/psen：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。（9）/ea：外部允許訪問(wèn)端。（10）rst：復(fù)位輸入信號(hào)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。（11）xtal1：接外部晶體的一個(gè)引腳。（12）xtal2：接外部晶體的另一個(gè)引腳，在該引腳內(nèi)部接

18、至內(nèi)部反相放大器的輸出端6。2.2 按鍵控制部分方案1：采用矩陣式鍵盤(pán)，矩陣式鍵盤(pán)有個(gè)很明顯的特點(diǎn)就是按鍵多，所以可實(shí)現(xiàn)電壓值的直接鍵入可以不采用步進(jìn)而且有多種選擇。矩陣式鍵盤(pán)可以在水平線和垂直線的交叉處設(shè)置一個(gè)按鍵，比如5*5鍵盤(pán)就有25個(gè)按鍵。當(dāng)所需按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少i/o口的占用，一般將按鍵排列成矩陣形式。方案2：采用獨(dú)立式鍵盤(pán)接口，實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，但一個(gè)端口最多實(shí)現(xiàn)8個(gè)按鍵7。當(dāng)設(shè)計(jì)需要多個(gè)鍵時(shí)，可以采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)。在本課題中由于鍵盤(pán)數(shù)目較少，經(jīng)過(guò)所查閱的參考資料以及綜合考慮最終決定采用方案2即獨(dú)立式鍵盤(pán)，其電路配置靈活，這樣可以充分利用i/o口，簡(jiǎn)化軟件編程。2.3顯示部分

19、方案1：使用lcd1602液晶顯示。可以在lcd顯示屏上完整顯示數(shù)字、32個(gè)英文字符和日文等一些字符。方案2：應(yīng)用128*64液晶顯示模塊。128*64液晶界面美觀，可視面積大，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：價(jià)格偏貴。方案3：使用7seg-mpx4-cc。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。通過(guò)比較，并結(jié)合本系統(tǒng)要顯示的只是單純的數(shù)字，所以我們選方案三。7seg-mpx4-cc是四個(gè)共陰二極管顯示器， 1234是陰公共端，可以通過(guò)這四根線決定對(duì)應(yīng)位熄滅或者點(diǎn)亮。如圖2-2所示。圖2-2 7seg-mpx4-cc引腳圖2.4 d/a轉(zhuǎn)化部分d/a轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，d/a轉(zhuǎn)換器有兩種輸

20、出形式：電壓和電流輸出形式。它的要求是輸出電壓vo和輸入數(shù)字量能成正比，即： （2-1） 其中， vr為參考電壓。本次課題采用dac0832芯片，如圖2-3所示。圖2-3 dac0832芯片引腳圖dac0832是采用cmos工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，集成電路內(nèi)有兩級(jí)輸入寄存器，可直接與mcs-51單片機(jī)相連接。這個(gè)d/a轉(zhuǎn)換芯片具有接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、轉(zhuǎn)換容易控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。d/a轉(zhuǎn)換器由8位輸入寄存器、8位dac寄存器、8位d/a轉(zhuǎn)換器組成。2.4.1 dac0832的主要特性dac0832有以下主要功能指標(biāo)：分辨率為8位；可單一電源供電（+5+15v

21、）；電流輸出的穩(wěn)定時(shí)間為1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；在滿(mǎn)量程下可以調(diào)整線性度；低功耗為20mw8。2.4.2 dac0832引腳及功能介紹（1）vcc：芯片供電電壓端。范圍為+5v+15v，最佳工作狀態(tài)是+15v。 （2）ile：數(shù)據(jù)鎖存允許控制端，高有效。 （3）/cs：片選端，當(dāng)/cs為低時(shí)，本芯片被選中。（4）/wr1：寫(xiě)信號(hào)1，作為第一級(jí)鎖存信號(hào)，將輸入資料鎖存到輸入寄存器（此時(shí)，必須和 ile同時(shí)有效），低有效。 （5）/wr2：寫(xiě)信號(hào)2，低電平有效。（6）/xfer：數(shù)據(jù)傳送輸控制，低有效。 （7）di7di0：8位數(shù)字信號(hào)輸入端，與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，用于接收單片機(jī)

22、送來(lái)的待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，di7為最高位。 （8）iout1：d/a轉(zhuǎn)換器電流輸出1端。當(dāng)dac寄存器中全為1時(shí)，輸出電流最大，當(dāng)dac寄存器中全為0時(shí)，輸出電流為0。 （9）iout2：iout1+iout2=常數(shù)。 （10）rfb：是集成在片內(nèi)的外接運(yùn)放的反饋電阻。（11）vref：基準(zhǔn)電壓（-1010v）。 （12）agnd：模擬信號(hào)地，即模擬電路接地端。 （13）dgnd：數(shù)字信號(hào)地，最好與基準(zhǔn)電壓共地。 dac0832的工作方式有三種：（1）直通方式：/le1和/le2均為1，外來(lái)的數(shù)據(jù)直接通過(guò)兩級(jí)鎖存器到達(dá)d/a轉(zhuǎn)換器。這種方式適用于連續(xù)反饋控制線路。（2）單緩沖方式：一個(gè)寄存器工作于

23、直通狀態(tài)，一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)。這種方式適用于只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情況。（3）雙緩沖方式：兩個(gè)寄存器都工作在受控鎖存器狀態(tài)。這種方式對(duì)于多個(gè)d/a轉(zhuǎn)換同步輸出的情況適用。2.5 比較電路本次的比較電路采用lm324四預(yù)算放大器芯片。由于lm324四預(yù)算放大器具有電源電壓范圍寬，可以作為單電源使用，靜態(tài)時(shí)功耗小，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因此在各種電路中被廣泛應(yīng)用。lm324既可適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用（330v）, 也適用于雙電源（±1.5v±15v)工作模式，它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為ovcc，驅(qū)動(dòng)功耗低。它的應(yīng)用范圍非常廣，包括直

24、流增益模塊、傳感放大器和其他所有可以用到單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 如圖2-4所示的符號(hào)為運(yùn)算放大器，它有5個(gè)引腳，其中“5”、“6”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“4”、“11”為正、負(fù)電源端，“7”為輸出端。圖2-4 lm324芯片引腳圖lm324的特點(diǎn)：保護(hù)輸出；差動(dòng)輸入級(jí)；共模范圍可以擴(kuò)展到負(fù)電源；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列；輸入端有靜電保護(hù)等。2exg838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電222.6 穩(wěn)壓輸出部分lm317l是三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。lm317l輸出的電壓范圍是1.2v37v，負(fù)載電流不能超過(guò)1.5a。它使用簡(jiǎn)單，僅需外接兩個(gè)

25、電阻來(lái)控制電壓輸出。lm317l的優(yōu)點(diǎn)在于其內(nèi)部有限流、過(guò)載保護(hù)電路、輸出晶體管安全區(qū)保護(hù)電路等。一般情況下lm317l不需要再外接電容。lm317l有許多特殊的用法。比如把調(diào)整端控制到一個(gè)較高的電壓上，就可以調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓之差不超過(guò)lm317l的最高限就行。當(dāng)然還要注意輸出端不要短路。lm317l芯片引腳如圖2-5所示。圖2-5 lm317l芯片引腳圖lm317l輸出電壓的計(jì)算，以下圖2-6為例：圖2-6lm317l輸出的電壓是由電阻r2,r1的比例決定的,把r2定為一個(gè)固定電阻. 因?yàn)閘m317l控制端消耗非常少的電流,忽略不計(jì)。因此控制端的電壓是i x r2,又因?yàn)?/p>

26、lm317l控制端vadj, 輸出端vout接腳間的電位差為1.25 v,所以out(輸出端）的電壓是:  （2-2） （2-3）結(jié)論:這個(gè)計(jì)算說(shuō)明了一件事:適當(dāng)調(diào)整r2、r1,可以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。lm317l使用時(shí),如果r2并聯(lián)了一個(gè)電容,就可以大大提高抵抗諧波的功能.而且在并聯(lián)電容的時(shí),再多加一個(gè)二極管,就能保護(hù)lm317l在電容放電時(shí),不被損壞。3硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路主要由模擬電路和數(shù)字電路兩大部分組成。本設(shè)計(jì)中主要控制模塊為51單片機(jī)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器為dac0832，把四運(yùn)算放大器lm324作為比較輸出芯片，lm317l作為穩(wěn)壓芯片，鍵盤(pán)模塊由四個(gè)獨(dú)立按鍵組成，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

27、系統(tǒng)主要由控制器部分、按鍵控制部分、顯示部分、d/a轉(zhuǎn)換部分、電壓比較部分和穩(wěn)壓輸出部分六部分構(gòu)成，具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)控制、同時(shí)顯示預(yù)制的電壓和輸出的電壓。系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。圖3-1 系統(tǒng)總體框圖3.1 微控制器部分的設(shè)計(jì)單片機(jī)控制模塊即為核心部分，整個(gè)控制都是依靠單片機(jī)完成。at89c51的p1 口接數(shù)碼管作為輸出數(shù)據(jù)顯示傳輸，同時(shí)p3.4、p3.5、p3.6、p3.7是數(shù)碼管控制端口；p0 口接 dac0832 作為輸出數(shù)據(jù)傳輸，p3.0 為dac0832 控制端口；p2.4、p2.5、p2.6、p2.7接四個(gè)獨(dú)立按鍵作為輸入數(shù)據(jù)傳輸9。單片機(jī)控制電路如圖3-2所示。圖3-2 單

28、片機(jī)控制電路3.2 按鍵控制部分的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用獨(dú)立式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)，獨(dú)立式鍵盤(pán)就是各鍵互不干涉，每一個(gè)按鍵分別接一根輸入線。因?yàn)槭菃为?dú)工作，所以每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它i/o口線的狀態(tài)，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易地判斷出哪個(gè)按鍵已經(jīng)被按下。圖3-3 鍵盤(pán)接口圖鍵盤(pán)在單片機(jī)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入和控制數(shù)據(jù)、傳送指令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的重要手段。鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用，在行線輸出電壓上是高電平或低電平，就是鍵的閉合與否的結(jié)果。我們常使用查詢(xún)式結(jié)構(gòu)來(lái)判斷獨(dú)立式按鍵軟件，先逐位查詢(xún)每一根i/o口線的輸入狀態(tài)，如某一根i/o口線輸入為低電平，則可以斷定該i/o口線所對(duì)應(yīng)的按

29、鍵已被按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。本設(shè)計(jì)共設(shè)計(jì)四個(gè)按鍵，分別為“加1”鍵，“減1”鍵，“設(shè)置”鍵，“完成”鍵四個(gè)按鍵分別與p2.4，p2.5，p2.6，p2.7連接，電路圖如圖3-3所示。3.3 顯示部分的設(shè)計(jì)七段數(shù)碼管分共陽(yáng)極與共陰極，而7seg-mpx4-cc是共陰極，所以需按照共陰極的方法編程。共陰極的數(shù)碼表為：uchar dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;共陰極數(shù)碼管就是指其公共陰極端接0v，當(dāng)各段陽(yáng)極上的電平為“1”時(shí)，該段被點(diǎn)亮，

30、電平為“0”時(shí)，該段熄滅10。如圖3-4所示為顯示電路。圖3-4 7seg-mpx4-cc顯示電路3.4 數(shù)模轉(zhuǎn)化部分的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用dac0832的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，p0口和dac0832的數(shù)據(jù)口直接相連，dac0832的/xefr和/wr2連接輸出，/wr1和/cs連接后同時(shí)也接地， dac0832的8腳接參考電壓12v，ile和vcc引腳接5v的正電壓，芯片處于直通狀態(tài)，此時(shí)8位數(shù)字量一旦到達(dá)di0di7輸入線上，就可以立刻進(jìn)行d/a轉(zhuǎn)換并輸出結(jié)果。通過(guò)獨(dú)立式鍵盤(pán)給單片機(jī)輸入一數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示，單片機(jī)保存該數(shù)據(jù)，然后在鍵盤(pán)上按完成鍵，就是把dac0832電路打開(kāi)把數(shù)據(jù)傳輸過(guò)去，da

31、c0832芯片把傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后經(jīng)過(guò)比較電路（lm324）最終輸出所要的電壓。如圖3-5所示為數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊原理圖。因?yàn)閐ac0832是8位的d/a轉(zhuǎn)換器，所以可以得輸出電壓得知vo與輸入數(shù)字量b的關(guān)系為： (3-1)式中，；為一常數(shù)。顯然，vo和輸入數(shù)字量b成正比。b為0時(shí)，vo也為0，輸入數(shù)字量為255時(shí)，vo為最大值，輸出電壓為單極性。圖3-5 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3.5 電壓比較部分的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)通過(guò)兩個(gè)集成型電壓比較器lm324的來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓比較的，具體的設(shè)計(jì)如圖3-6所示，dac0832的11腳接lm324的2腳，lm324的3腳接地，4腳和11腳分別連接+12v和-12v，d

32、ac的9腳接0.5k的滑動(dòng)變阻器與運(yùn)放的1腳相連，構(gòu)成其中一個(gè)比較回路。通過(guò)第一個(gè)lm324的1端連接一個(gè)0.4k的電阻，電阻與另一個(gè)lm324的2端連接，其他引腳都連接好后形成另一個(gè)電壓比較回路。選擇lm324是為了使電路工作更加安全可靠，同時(shí)該類(lèi)芯片具有負(fù)載能力強(qiáng)、抗干擾性好等特點(diǎn)，可以更好地實(shí)現(xiàn)電路功能。圖3-6 電壓比較電路3.6 穩(wěn)壓輸出部分的設(shè)計(jì)lm317l的運(yùn)作是通過(guò)3端輸入電壓，此時(shí)的電壓是由交流電壓通過(guò)變壓器和整流橋而輸?shù)絣m317l的3端，v0為輸出端口。而且在運(yùn)行之前需把a(bǔ)c1的電壓設(shè)為220v，頻率設(shè)為50hz。如圖3-7所示為穩(wěn)壓輸出電路。圖3-7 穩(wěn)壓輸出電路4軟件

33、設(shè)計(jì)本次的軟件設(shè)計(jì)我們采用c語(yǔ)言來(lái)編程。因?yàn)橄噍^于機(jī)器語(yǔ)言的不易懂以及編程語(yǔ)言的局限性，c語(yǔ)言具有語(yǔ)法簡(jiǎn)潔緊湊，運(yùn)算符豐富，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，豐富結(jié)構(gòu)化，語(yǔ)法要求不嚴(yán)格，可移植性高，功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，讀取預(yù)置電壓1.26v，并將其發(fā)送給數(shù)碼管顯示。之后再判斷是否有鍵按下，當(dāng)按下設(shè)置鍵時(shí)，按其它鍵數(shù)值才能變動(dòng)。當(dāng)數(shù)值變換后，把數(shù)值傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器， dac0832通過(guò)換算把輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬電壓量，輸出電壓。最后經(jīng)過(guò)比較和穩(wěn)壓電路輸出電壓。軟件的設(shè)計(jì)分為鍵盤(pán)的軟件設(shè)計(jì)、顯示的軟件設(shè)計(jì)、d/a的軟件設(shè)計(jì)等。4.1 仿真開(kāi)發(fā)平臺(tái)proteusproteus嵌入式系統(tǒng)的仿真

34、與開(kāi)發(fā)平臺(tái)是由英國(guó)labcenter electronics公司研究開(kāi)發(fā)的。它是一種可視化的支持多種型號(hào)單片機(jī)，并且支持與當(dāng)前流行的單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境連接調(diào)試的軟硬件仿真系統(tǒng)。它在全球擁有龐大的企業(yè)用戶(hù)群。是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真、調(diào)試與測(cè)試的eda工具11。proteus具有如下特點(diǎn)：（1）擁有強(qiáng)大的元件庫(kù)；（2）擁有個(gè)性化編輯環(huán)境；（3）能快速選取與放置器件；（4）層次化的設(shè)計(jì)；（5）原理圖能自動(dòng)連線且自動(dòng)生成仿真日志12；4.2 軟件程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)keilkeil是德國(guó)keil公司推出的單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件，是目前使用廣泛的51單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具之一。keil軟件提供了數(shù)量豐富的庫(kù)函數(shù)和功

35、能完善的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，操作是windows界面。keil生成目標(biāo)代碼效率很高，生成的匯編代碼緊湊，易懂。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)能更好地體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。仿真時(shí)需要把keil和proteus互連。4.3 程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件流程圖的設(shè)計(jì)：分為主程序流程圖和中斷控制流程圖。主程序中開(kāi)始后進(jìn)行初始化系統(tǒng)，接著進(jìn)入中斷顯示設(shè)定的值，然后送入dac0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后經(jīng)過(guò)比較穩(wěn)壓電路輸出電壓。如圖4-1所示。中斷程序中需先判斷“設(shè)置”鍵是否被按下，否則按其他的鍵則無(wú)效。按下“設(shè)置”鍵后來(lái)判斷是否對(duì)顯示器中位1,位2，位3，位4進(jìn)行設(shè)置?？梢酝ㄟ^(guò)“加1”或者“減1”鍵來(lái)增減數(shù)值，結(jié)果在數(shù)碼管上顯示。最后

36、按下“完成”鍵，就可以送入dac0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。如圖4-2所示。初始化系統(tǒng)開(kāi)始顯示設(shè)定值送d/a轉(zhuǎn)換輸出電壓比較穩(wěn)壓電路結(jié)束進(jìn)入中斷開(kāi)始是否按下設(shè)置鍵選擇相應(yīng)的位設(shè)置是否按下加1鍵是否按下減1鍵yyy數(shù)值加1數(shù)值減1nn是否按下完成鍵y保存設(shè)定值，送入dac結(jié)束nn圖4-1 主程序流程圖 圖4-2 中斷程序流程圖 5系統(tǒng)測(cè)試與誤差分析5.1 軟件測(cè)試（1）測(cè)試軟件使用程序編譯器keil uvision2。 （2）編譯結(jié)果在編完c語(yǔ)言后，即在keil uvision2 界面下，如果有錯(cuò)誤則進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，如圖5-1所示。圖5-1 編譯結(jié)果圖5.2 系統(tǒng)分部測(cè)試及最后結(jié)果分析（1

37、）分部測(cè)試對(duì)鍵盤(pán)電路和顯示電路的調(diào)試，打開(kāi)proteus原理圖，進(jìn)行仿真，通過(guò)按鍵點(diǎn)擊“設(shè)置”，“加1”，“減1”，“完成”四個(gè)按鍵觀察數(shù)碼管顯示結(jié)果是否正確。數(shù)碼管顯示和萬(wàn)用表顯示相差是否小。（2）測(cè)量結(jié)果如表5-1所示。表5-1 測(cè)試數(shù)據(jù)及誤差分析測(cè)量次數(shù)設(shè)置值(v)測(cè)得值(v)誤差(v)11.261.26021.271.260.0131.281.260.0241.291.260.0351.301.260.0461.311.31071.321.310.0181.331.310.0291.341.310.03101.351.310.04111.361.360123.563.530.03133

38、.573.580.01145.385.360.02157.667.670.01168.738.730從表5-1中測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看出，本設(shè)計(jì)的誤差小于0.04v。從電路的原理框圖可以看出，系統(tǒng)的誤差主要來(lái)源于三個(gè)方面：dac0832的量化誤差，輸入失調(diào)電壓引入的誤差，其它器件和線路由于溫漂、不穩(wěn)定等原因引起的誤差。結(jié) 論經(jīng)過(guò)2個(gè)多月的設(shè)計(jì)研究，我終于能比較完美地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。雖然過(guò)程比較艱難，但是這都比不上完成時(shí)那種喜悅的心情。因?yàn)樵诖舜卧O(shè)計(jì)之前，我參加過(guò)學(xué)校舉辦的電子設(shè)計(jì)大賽，當(dāng)時(shí)就已經(jīng)有設(shè)計(jì)過(guò)電源電路，采用的方法就是文中提到的方案1的小功率穩(wěn)壓電源，所以就能很實(shí)際地感受到2種設(shè)計(jì)方法的區(qū)別。

39、顯然，方案1輸出的電壓太過(guò)單一，不易選擇，而方案2就恰恰解決了這個(gè)缺點(diǎn)。此次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制電壓穩(wěn)壓輸出的方法，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換部分是必不可少的，其電壓輸出的級(jí)數(shù)與d/a的位數(shù)密切相關(guān)，如果用12位的d/a轉(zhuǎn)換器來(lái)代替8位的d/a轉(zhuǎn)換器，那么電源的精度會(huì)更高。 當(dāng)然在設(shè)計(jì)過(guò)程中也出現(xiàn)很多問(wèn)題，比如剛開(kāi)始設(shè)計(jì)這個(gè)課題時(shí)不了解它的基本原理，不過(guò)這個(gè)問(wèn)題在查了一段時(shí)間的資料后就解決了。在了解了基本原理后就是要設(shè)計(jì)出它的實(shí)際電路了，要把各種芯片合理地連接起來(lái)也是一項(xiàng)難度系數(shù)很高的任務(wù)，所以在連接之前也請(qǐng)教了同學(xué)、老師，在他們的幫助下，所以最終也完美地解決了。我相信，經(jīng)過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅能鞏固我們的專(zhuān)

40、業(yè)知識(shí)，也使我們借助互聯(lián)網(wǎng)、參考文獻(xiàn)查詢(xún)資料的能力大大提高，使我們體會(huì)到把理論運(yùn)用到實(shí)際的重要性，這對(duì)我們以后的工作學(xué)習(xí)都有很大的幫助。參考文獻(xiàn)1 陳學(xué)鋒.電源技術(shù)基礎(chǔ)m.黃河水利出版社,2011.82 徐海明，劉璐，沈瓊.現(xiàn)代電源應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)m.中國(guó)電力出版社，2007.8 3 羅會(huì)昌，周新云，電子技術(shù)m.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.54 徐小濤.數(shù)字電源技術(shù)及其應(yīng)用m.人民郵電出版社，2011.35 吳漢清.常用的典型單片機(jī)資料j.無(wú)線電，2007，(11): 72806 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)高出版社，20067 朱貴憲.基于單片機(jī)的數(shù)控穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)j.自動(dòng)

41、化與儀表，2011，(6): 50538 高玉芹.單片機(jī)原理與應(yīng)用及c51編程技術(shù)m.機(jī)械工業(yè)出版社，2011.89 常喜茂，孔英會(huì) ，付小寧. c51基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例m. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.110 趙建領(lǐng).51系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)寶典m. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.411 朱清慧，張鳳蕊，王志奎. proteus教程：電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真（第2版）m. 北京:清華大學(xué)出版社，2011.612 周潤(rùn)景，張麗娜，基于proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)m. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2006附錄1 仿真電路圖附錄2 c語(yǔ)言程序#include"reg51.h&quo

42、t;#define uint unsigned int /程序初始化#define uchar unsigned char#define data_led p1#define data_0832 p0sbit led1=p34;sbit led2=p35;sbit led3=p36;sbit led4=p37;sbit jia1=p24;sbit jian1=p25;sbit sent=p26;sbit ok=p27;sbit dian=p17;void mdleay(uint delaytime);void shuju(void);uchar data a=0,b=1,c=2,d=6,n=0

43、,flag; float data vcc=1.26;void mdleay(uint delaytime)uint j=0;for(j=0;delaytime>0;delaytime-)for(j=0;j<130;j+); /延時(shí)1ms子程序void innt0() interrupt 0 using 1uchar key;mdleay(5); key=p2&0xf0; switch(key)case(0xe0):if(n=1) /加1鍵if(a=9) a=9;else a+; if(n=2)if(b=9)b=9;elseb+; if(n=3) if(c=9) c=9;

44、else c+; if(n=4) if(d=9)d=9; else d+; break;case(0xd0):if(n=1) /減1鍵if(a=0)a=0;else a-; if(n=2)if(b=0) b=0; else b-; if(n=3)if(c=0)c=0;elsec-;if(n=4)if(d=0)d=0; else d-;break;case(0xb0):if(n=4) /設(shè)置鍵n=1;else n+;break;case(0x70):n=0; /完成鍵flag=1; vcc=10*a+b+0.1*c+0.01*d; if(vcc>12.0)vcc=12; a=1;b=2;c

45、=d=0; if(vcc<1.26) vcc=1.26;a=0;b=1; c=2;d=6; vcc=(vcc-1.26)/0.048;data_0832=(int)vcc; break;default: break; main() uchar tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; uchar flash_cnt=0;data_0832=0;data_led =0xff;ea=1;ex0=1; it0=1; n=0;flag=0;while(1) flash_cnt+; if(flash_cnt=100)flash_cnt=0; led1=1;led2=1;led3=1;led4=1; data_led=taba;if(n=1) if( flash_cnt<50 ) led1=0; else led1=0; mdleay(1);led1=1;led2=1;led3=1;led4=1;data_led=tabb|0x80;if(n=2) if( flash_cnt<