基于單片機(jī)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計正文

四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計圖2.7-1主程序流程圖圖2.7-2鍵盤中斷子程序流程圖3軟硬件調(diào)試3.1電路測試用萬用表檢測整機(jī)電路是否存在短路或者斷路，經(jīng)檢測后再接上電源，用萬用表測量電源部分的各個輸出電壓值，經(jīng)調(diào)試正常后方接到各部分電路。3.2通過鍵盤功能設(shè)置輸出電流值系統(tǒng)開始之初需要進(jìn)行重置，重置之后進(jìn)入設(shè)置階段，進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置，這些全部需要通過4x4矩陣鍵盤完成，通過矩陣鍵盤完成對各種數(shù)據(jù)的設(shè)置，然后通過兩個步進(jìn)按鍵對數(shù)據(jù)進(jìn)行步進(jìn)，其中1個步進(jìn)按鍵為增加按鍵，每按一次是對數(shù)據(jù)進(jìn)行1位遞增，另外一個按鍵為減少按鍵，每按一次是對數(shù)據(jù)進(jìn)行1位遞減。當(dāng)數(shù)據(jù)通過測試后顯示的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)不一致時可通過改變放大器外圍電路的遞增或遞減來完成，使顯示數(shù)據(jù)滿足預(yù)設(shè)要求，重而實現(xiàn)系統(tǒng)功能。4數(shù)據(jù)測試及分析4.1輸出電流測試給電流源上電，以下是改變外接負(fù)載，通過按鍵設(shè)定輸出電流值、電流源自身測到實際輸出電流值以及通過外部電流表測量的電流值，相關(guān)數(shù)據(jù)如表4.1-1所示。測試結(jié)果表明,電流能在一定程度上維持恒定,當(dāng)工作在比較大的電流范圍時誤差略有增加。引起這些誤差的因素是多方面的，主要由測量儀器的系統(tǒng)誤差以及電流源工作在大電流時受溫度影響所致。表4.1-1輸出電流測試表鍵盤設(shè)定值(mA)負(fù)載阻值（）顯示輸出值(mA)外部測量值(mA)2052020201021202016192020372020347534534734710346346347163513483472134934872317207197232724725723572071972310720719200011982198320001.4719851984200021990198820002.5188118824.2紋波電流測試測試儀表采用低頻毫伏表DA—16D來測試紋波電壓，測試及運(yùn)算結(jié)果表明，輸出紋波電流較小，維持在0.1~0.2mA之間，基本能夠滿足小于0.2mA的要求同時表明，本系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，可以滿足直流恒流源的應(yīng)用要求。測試及計算數(shù)據(jù)如表4.2-1所示。表4.2-1紋波電流測試設(shè)定輸出電流(mA)負(fù)載阻值（）紋波電壓實測值(mV)轉(zhuǎn)換成紋波電流(mA)50101.210.12190101.230.123335101.450.14575650.9250.185145051.000.200170050.9700.194198050.9450.1895儀器與器材5.1試驗所需器材自耦調(diào)壓器、雙蹤示波器、萬用表、51/PIC單片機(jī)、交流毫伏表各一臺、自制電路板的各種工具一套，實驗所需儀器如圖5.1-1所示。圖5.1-1實驗所需儀器直流穩(wěn)壓電源的基本原理直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，直流穩(wěn)壓電源基本框圖如圖3.2-1所示。圖5.2-1支流穩(wěn)壓電源基本框圖電源變壓器T的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/P1=η，式中η是變壓器的效率。

整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。全波整流濾波電路如圖5.2-2所示，橋式整流濾波電路如圖5.2-3所示。圖5.2-2全波整流濾波電路 圖5.2-3橋式整流濾波電路常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25伏－37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如圖10，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達(dá)式為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓，三端集成穩(wěn)壓器如圖5.2-4所示。圖5.2-4三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電流的性能指標(biāo)及測試方法穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率）、紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)，穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)測試電路如圖5.3-1所示。圖5.3-1穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)測試電路★紋波電壓：疊加在輸出電壓上的交流電壓分量。用示波器觀測其峰值一般為毫伏量級。也可用交流毫伏表測量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以有一定的誤差?！锓€(wěn)壓系數(shù)：在負(fù)載電流、不變的情況下，輸入電壓變化引起輸出電壓相對變化。★電壓調(diào)整率：輸入電壓相對變化為±10%時的輸出電壓相對變化量，穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調(diào)整率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響，因此只需測試其中之一即可。★輸出電阻及電流調(diào)整率：輸出電阻與放大器的輸出電阻相同，其值為當(dāng)輸入電壓不變時，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值.電流調(diào)整率：輸出電流從0變到最大值時所產(chǎn)生的輸出電壓相對變化值。輸出電阻和電流調(diào)整率均說明負(fù)載電流變化對輸出電壓的影響，因此也只需測試其中之一即可。6結(jié)論從選題到寫完論文這幾個月的時間，我感覺自己在專業(yè)知識方面有了很大的提升。這次我所選論文題目是基于單片機(jī)的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計，為了這篇論文我把自己重新回爐了一次，這篇論文涉及到了許多知識，其中包含了單片機(jī)、數(shù)字電路、程序、電子元件等方面，這些都是原來學(xué)過卻不是很懂的東西，通過此次寫論文，讓自己把很多知識都弄懂了。這次寫的論文包含了許多專業(yè)知識，但這些知識雖然學(xué)過卻不能融會貫通、不懂運(yùn)用，這次為了能順利完成論文，我借閱大量書籍、查閱大量資料，使得自己在這些專業(yè)方面的知識更加完善。這次我主要在單片機(jī)、程序、電路設(shè)計等方面有了很大的提升，因為這次寫的論文主要是以單片機(jī)為核心的一個設(shè)計，結(jié)合簡易外設(shè)電路共同組成了現(xiàn)在的低成本、高效率、高安全性能的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，該設(shè)計不僅完成了論文設(shè)計要求，同時還可以大量運(yùn)用與生活當(dāng)中。

附錄：數(shù)控電源程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDataPortP2sbitLCM_RS=P1^5;sbitLCM_RW=P1^6;sbitLCM_EN=P1^7;sbitK1=P3^4;sbitK2=P3^2;sbitK3=P3^0;voiddelay5ms(){unsignedinti=5552;while(i--);}voiddelay400ms(){unsignedcharjj=5;unsignedintjjj;while(jj--);{jjj=7269;while(jjj--);};}voiddelay(unsignedintk){unsignedinti,j;for(i=0;i<k;i++) {for(j=0;j<121;j++) {;} }}/////////////////LCDdisplay///////////////////////////////voidWaitForEnable(void){ DataPort=0xff; LCM_RS=0; LCM_RW=1; _nop_(); LCM_EN=1; _nop_(); _nop_(); while(DataPort&0x80); LCM_EN=0;}voidWriteCommandLCM(ucharCMD,ucharAttribc){ if(Attribc)WaitForEnable(); LCM_RS=0;LCM_RW=0; _nop_(); DataPort=CMD; _nop_(); LCM_EN=1; _nop_();_nop_(); LCM_EN=0;}voidWriteDataLCM(uchardataW){ WaitForEnable(); LCM_RS=1;LCM_RW=0; _nop_(); DataPort=dataW; _nop_(); LCM_EN=1; _nop_();_nop_(); LCM_EN=0;}voidInitLcd(){P2=0; WriteCommandLCM(0x38,0);delay5ms(); WriteCommandLCM(0x08,0);delay5ms();WriteCommandLCM(0x08,0);delay5ms(); WriteCommandLCM(0x38,1); WriteCommandLCM(0x08,1); WriteCommandLCM(0x01,1);WriteCommandLCM(0x06,1);WriteCommandLCM(0x0C,1);}voidDisplayoneChar(unsignedcharX,unsignedcharY,unsignedcharDData){ Y&=1; X&=15; if(Y)X|=0x40; X|=0x80; WriteCommandLCM(X,0); WriteDataLCM(DData);}voidDisplayListChar(ucharX,ucharY,ucharcode*DData){ ucharListLength=0; Y&=0x1; X&=0xf; while(X<=15) { DisplayoneChar(X,Y,DData[ListLength]); ListLength++; X++; }}unsignedcharscan_key(){GET_AD_Result();if(AD_value>=186&&AD_value<=196)return(3); else if(AD_value>=165&&AD_value<=175)return(2); else if(AD_value>=122&&AD_value<=132)return(1); }///////////////////////////////////////////////////////voidkey1(){ if(K1==0) { delay5ms(); if(K1==0) {Vd=Vd+1; if(Vd>=120) Vd=60;} while(K1==0); }else if(K2==0) { delay5ms(); if(K2==0) {Vd=Vd-1; if(Vd==0) Vd=60;}while(K2==0); }else if(K3==0) { delay5ms(); if(K3==0) {Vd=60; //if(Vd==0) //Vd=60; }while(K3==0); }}voidmain(void){InitLcd();while(1) { key1(); P0=Vd; tt=(Vd*12.0)/120.0; m=Vd*12/120; tt1=m/10; tt2=m%10; dispbuf[8]=tt1; dispbuf[10]=tt2; tt3=(tt-m)*10; dispbuf[11]=tt3%10; temp8=dispcode[dispbuf[8]]; temp10=dispcode[dispbuf[10]]; temp11=dispcode[dispbuf[11]];DisplayListChar(0,0,str0); delay5ms(); DisplayoneChar(0,1,0x55); delay5ms(); DisplayoneChar(1,1,0x3d); delay5ms(); DisplayoneChar(2,1,temp8); delay5ms(); DisplayoneChar(3,1,temp10); delay5ms(); DisplayoneChar(4,1,0x2e); delay5ms(); DisplayoneChar(5,1,temp11); delay5ms(); delay(5000); delay5ms();delay400ms();}}}

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