基于AT89S52+单片机控制的直流稳压电源

I摘要本系统以AT89S52单片机作为系统的核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。该系统实现了输出电压：范围2～＋15.0V，步进1V，纹波不大于10mV；输出电流：500mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。关键词：AT89S52单片机,数控电源,D/A,直流电源IIAbstractTheAT89S52SCMistheheartoftheNCPower,whichismadeupofDigital-analogconvertermodule,keymoduleandLEDdisplaymodule.TheOutputvoltageofthesyetemisbetween2Vand+15.0V,Steppedby1V,therippleisnotmorethan10mV,andtheoutputcurrentis500mA,ThevalueofOutputvoltageisdisplayedbyDigitalcontrol,andthesteppingchangeinoutputvoltageiscontrolledby+and-keys.Whenyoupressthebuttonoftheinputmodule,theSCMwillhaveaninput.Ontheonehand,theSCMtransfersthefiguresintothedisplaymodule,whichdisplaythefigures,ontheotherhand,theSCMtransferstherestinformationintoDAC0832,makingitintoasimulationofoutputcurrent.Bytheoperationalamplifiersthesimulationischangedintotheappropriatevoltage,whichisusedtocontrolLM317-control,soitissuccessinthecontrolofoutputvoltage.Keywords:AT89S52monolithicintegratedcircuit,numericalcontrolpowersource,D/A,direct-currentpowersupply目录摘要.............................................................................IABSTRACT........................................................................II1引言...........................................................................12设计要求.......................................................................13方案论证.......................................................................13.1D/A数字模拟转换模块.......................................................23.２可调稳压芯片..............................................................23.3按键控制模块...............................................................23.4显示模块...................................................................34设计原理.......................................................................34.1单片机模块.................................................................34.1.1单片机介绍.............................................................34.1.2单片机外围电路介绍.....................................................54.2D/A模块...................................................................64.2.1D/A电路简介...........................................................64.2.2DAC0832及其外围电路...................................................64.2.3D/A转换的计算.........................................................84.3LED数码管显示模块........................................................104.3.1数码管显示简介........................................................104.3.2数码管编码表..........................................................114.4直流电源..................................................................124.4.1直流供电电源制作原理..................................................124.4.2输出电源工作原理......................................................135软件部分......................................................................145.1开发工具介绍..............................................................145.2程序框图:.................................................................156仿真结果数据分析..............................................................157结束语........................................................................16参考文献........................................................................17附录一：电路图..................................................................18附录二：源程序..................................................................1911引言在现代家庭中各种电器的不断出现，并要求着各种不同值的电源出现，使得家庭购买不同值得电源。数字化的也更加贴近人们的生活，因为它更加的直观，易被接受，大家都开始追求数字化的各类电子产品。数控直流电源有着直观，易操作，各种电压集一身，输出精度和稳定性都较高等优点，所以越来越受广大人们的喜爱。以后家里的电视遥控，电动玩具等都可以共用一个电源。2设计要求设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源，基本要求如下：1、输出直流电压调节范围2~15V，纹波小于10mv;2、电压误差少于1%；3、输出电流为500mA；4、稳压系数小于0.2，直流电源内阻小于0.5Ω；扩展要求：1、输出直流电压能步进调节，步进值为1V；2、由“+”“-”两间分别控制输出电压步进增和减。3方案论证分析本题，根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图如图1：整流滤波可调稳压芯片按键模块单片机D/A模块显示模块～220v输出图1原理框图23.1D/A数字模拟转换模块方案一：采用MX7541是高速高精度12位数字/模拟转换器芯片，功耗低，而且其线性失真可低达0.012%，特别适合于精密模拟数据的获得和控制。方案二：采用DAC0832，DAC0832是一种常用的8位的数字/模拟转换芯片。本系统是基于51单片机的数控电源的设计，8位的单片机，而MX7541是12位数字输入的，因此须用锁存器。而此数控电源要求单步1V，2～15V，DAC0832完全可以达到，故选择常用的DAC0832。3.２可调稳压芯片三端可调稳压芯片有多种，其中最常见的有LM317、LM337、LM318、LM196等几种，LM317用于正电压调整，LM337用于负电压调整。本系统的输出电压范围2～＋15.0V为正电压输出，固排除LM337，对于LM317又有如下各种型号，它们的输出电流与电压的对照表如表1:表1常见稳压输出电流和电压范围芯片型号输出电流(A)输出电压(V)LM317L0.11.25~37LM317T0.51.25~37LM3171.51.25~37LM31851.25~37LM196101.25~15根据设计要求输出电压范围2～＋15.0V，输出电流500mA，以上有多种型都可以满足要求，再根据成本和现有材料，我选择了LM317T三端可调稳压芯片。3.3按键控制模块方案一：采用矩阵键盘，由于按键多可实现电压值的直接键入。方案二：采用一般的电平判键按钮，实现方法很简单，但一个端口最多只实现8个按键。由于本数控电源需要用的按键不多，要实现步进为1V的设计要求，只需用一个“+”和一个“-”按键，另外再加两个按键用于实现固定电压输出，按键时可直接输出相应电压。4个按键就可实现本题的设计要求，固采用方案二。33.4显示模块方案一：选用数码管显示，用普通的数码管显示简单的数字、符号、字母。方案二：选用液晶显示,显示的内容更加的丰富。此系统显示的只是最终电源输出的10位和个位电压值，只需显示出两个数字，数码管更加的实惠，故我选择了方案一。4设计原理本系统选用的模块包括：单片机系统，D/A转换模块，LED显示模块，直流电源模块，具体的电路图参照附录二。4.1单片机模块此次的毕业设计的核心部分是单片机的控制，给以相关的命令，按照人们的意愿执行相应的操作，这次选用的是ATMEL公司生产的常用芯片AT89C52,主要是他的价格便宜,而且是我们通用性较强,容易获得。4.1.1单片机介绍CPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分电路组成。a.运算器电路运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和