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《電子設計大賽_直流數(shù)控穩(wěn)壓電源設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、電子設計大賽參賽題目：數(shù)控直流穩(wěn)壓電壓源設計參賽隊員：王默超徐建孟祥舉李艷嬌張春娜摘要：本系統(tǒng)以直流電壓源為核心，ATC89S52單片機為主控制器，通過鍵盤來設置直流電源的輸出電壓，設置步進等級可達0.1V，輸出電壓范圍為0—9.9V，輸出電流為500mA，并由數(shù)碼管顯示輸出電壓值。由“＋”、“－”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減，并且輸出電壓可預置在0～9.9V之間的任意一個值。擴展輸出電壓種類后可輸出三角波、梯形波、鋸齒波、方波等波形。本系統(tǒng)由單片機程控輸出數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（DA0832）輸出模擬電流量，再經(jīng)過運算放大器隔離放大輸出模擬電壓量，控制穩(wěn)壓芯片LM7805電壓的
2、變化而輸出不同的電壓。實際測試結果表明本系統(tǒng)輸出電壓值精確度較高。本系統(tǒng)實際應用于需要高穩(wěn)定度小功率恒壓源的領域。關鍵詞：數(shù)控直流電源,ATC89S52,,DAC0832,OP07,精密基準源LM336-2.5一.緒論1.1設計背景隨著電子技術的迅速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品層出不窮，不過不管是哪種電子產(chǎn)品或設備，都需要電源供電才能進行正常的工作，而且對于不同的產(chǎn)品或設備來說，其需要不同的工作電源，但是往往市面上的很多電源模塊都只能輸出固定而單一的電壓，從而不能提供各種不同數(shù)值的電壓，因此，在這里做一個數(shù)控直流電源的設計。該數(shù)控電源采用步進調(diào)整方式，調(diào)整范圍為0.0V～9.9V，調(diào)整手段采用
3、按鍵進行調(diào)整，當需要改變電壓值時，啟動數(shù)控系統(tǒng)，輸入想要得到的電壓值，再按下確定鍵，即可輸出相應的電壓。該系統(tǒng)采用單片機作主控器件，結合軟件和硬件設計方法，使該系統(tǒng)的結構較簡單，可控性強，使用也很方便。1.2設計任務1.基本功能實現(xiàn)：(1)可輸出電壓：范圍0～＋9.9V，步進0.1V，紋波不大于10mV；(2)可輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；(3)由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減；(4)為實現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出輸出±15v,+5v；2．擴展功能與創(chuàng)新：(1)輸出電壓可預置在0～9.9V之間的任意一個值；(2)擴展輸出電壓種類（比如三角波等）；(3)最大輸出
4、電流可達1.5A；(4)負載電流在0～1.5A間變化時輸出電壓的變化量不超過0.1V；(5)設計并制作一個電子負載，用于測試上述電源的負載調(diào)整率，電子負載恒定電流的可調(diào)范圍為0.1A～1.5A。二.方案論證2.1方案一說明把220V的交流電經(jīng)過變壓，整流，濾波，調(diào)整后輸出，對輸出電壓的控制是通過鍵盤給單片機ATC89S52輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過DAC0832轉(zhuǎn)換輸出-0.99~0V的電壓。再經(jīng)過運放放大比較，通過L7805輸出0~9.9V的電壓并顯示在數(shù)碼管上。方案一原理框圖2.2方案二說明通過鍵盤給單片機ATC89S52輸入一個數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示出來，單片機把這個數(shù)據(jù)給DAC08
5、32轉(zhuǎn)換成模擬信號后經(jīng)過運算放大器的處理后最終輸出。方案二原理框圖比較這兩種方案，兩種方案均是通過按鍵命令單片機給DAC數(shù)字量然后經(jīng)過DAC和運放輸出模擬量。但第一種方案又將輸出量采集回來與放大后的電壓量比較使得輸出電壓更加精準，同時方案一是經(jīng)過LM7805穩(wěn)壓芯片調(diào)整穩(wěn)壓，7805輸出電流最大可達到1.5A，使得輸出電流能夠達到要求。而方案二是經(jīng)過運放放大后的電壓直接輸出，電流很小。所以采用第一種設計方案完成設計任務。三.硬件系統(tǒng)設計3.1電源設計作為一個電路系統(tǒng)來說，電源當然是必不可少的，這里需要三電源供電，即+5V、±15V。+5V供數(shù)字部分使用，±15V供模擬放大部分使用，三
6、種電壓都共用一個地。電源電路如圖所示，首先采用帶中間抽頭的15V變壓器，獲得±15V的交流電壓，再通過整流、濾波電路，獲得±15V的直流電壓，這時已經(jīng)獲得了兩個電壓值，再利用所獲得的電壓進行處理，即可獲得+5V電壓，這里采用三端穩(wěn)壓器LM7805，LM7805的穩(wěn)壓輸出值為+5V，正好符合要求，它的體積較小，且只有三個引腳，即輸入、接地和輸出，接線比較方便，重要的是用它來降壓可使電路結構很簡單。3.2單片機控制電路設計我們采用8052系列的AT89S52作為CPU，AT89S52是一種帶4K字節(jié)FLASH可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL
7、高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。主要特性1）與MCS-51兼容；2）8位字長的CPU；3）可在線ISP編程的4KB片內(nèi)FLASH存儲器，用于程序存儲，可擦寫1000次；4）256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，其中高128字節(jié)地址被特殊功能寄存器SFR占用；5）可編程的32根I/O口線（P0～P3）；6）2個可編程16位定時器；7）一個數(shù)據(jù)指針DPTR；8）1個可編程的全雙工串行通信口；9）具有“空閑”和“掉電”兩種低功
