单片机的直流稳电源毕业设计.doc

基于单片机的直流稳电源毕业设计1涉及本课题的研究现状综述直流稳压电源是电子电气设备和各种控制系统的主要电源系统，在工业生产和生活中被广泛的应用到电力电子教学和工业生产等等科研和产业生产中。传统的直流稳压电源由于受到技术条件的影响，一直存在功能简单、接线复杂、调节误差大、干扰大、体积大等问题。传统直流稳压电源对输出电压通常采用比较粗调的方式完成，调节的精度很差，当需要输出电压在一个很小范围内进行调节时，其功能很难实现，这就影响了稳压电源的使用范围。基于单片机的直流稳压电源，使用了单片机的控制技术采用高性能基准稳压电力电子元件，使电源稳压调压精度高、抗干扰能力强，克服了传统直流稳压电源的缺点。不仅如此，而且整个控制系统具有完善的保护电路，大大提高了相关电气设备的使用寿命，单片机价格越来越便宜集成度也相当高，大大减少了直流电源系统的开发成本，具有很大的工业工程实际使用价值，在电力电子产业具有相当大的影响力和广泛的使用前景。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，已经可以做出精度达到0.05V的数控直流稳压电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。从组成上，数控直流稳压电源可分成器件、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。数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。2课题的主要任务及预期达到的目标采用 51 系列单片机作为整机的控制单元，利用晶体管的电流放大作用，增加负载电流，在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定，通过按键改变输入的数字量改变DA输出的基准电压值，基准电压与负载电压变化趋势经过运算放大器比较放大反馈到功率管的基极，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，可以经过 ADC0832 进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。采用软件方法来解决电压的步进控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现。本系统以直流电源为核心，利用51系列单片机为主控制器，通过按键来设置直流电源的输出电压，设置精度为 0.1V，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。利用单片机控制输出数字信号，经过 D/A 转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。单片机系统还兼顾对输出电压进行实时监控，输出电压通过 A/D 转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的电压源。主要任务：1、 研究直流稳压电源的方法与原理。2、设计直流稳压电源的实现方案。3、选择器件实现系统的硬件电路。4、编写程序和调试系统。预期目标：设计的直流稳压电源要求输入电压为：0240V，50Hz交流电，输出直流电压为：012V，精度为0.1V；输出电流为100mA2A，电流精度为2mA；并设显示器，用以显示输入及输出信号。3.本课题的关键问题及解决的思路关键问题：1、稳定直流电源的模拟电路部分设计；2、可调稳压电路的设计；3、电压显示的数字电路部分设计。4、可调稳压电路从012V变换的稳定输出；系统整体框图滤波电路变压电路输入220V、50Hz市电AT89C51单片机整流电路电压调整数模转换ADC0809模数转换DAC0832键盘显示1602稳压单元输出系统硬件选择和模块组成：（1） 主电路中的变压电路、整流电路、滤波电路。（2）单片机采用AT89C51型号芯片。（3）单片机输出控制部分：D/A转换选用DAC0832。稳压单元选用LM317。（4）反馈回路中： A/D采样电路，模数转换模块选用ADC0809芯片。系统输入220V、50Hz电压经过电源变压器降压后，进入整流电路，输入的交流电变成了单向脉动电压，经滤波电路滤除交流成分，保持了直流成分，该电压再进入稳压电路维持输出电压的稳定，使其不受电网波动和负载变化的影响。把输出电压分支接入采样电路，经A/D转换电路把模拟电压转换成数字电压送入单片机判断并执行相应程序指令，驱动数码管显示电路显示出输出电压的数值。同时单片机扫描按钮情况，进行判断后输出的数字电压信号经D/A转换电路变成模拟电压信号再进入稳压电路经行稳压处理。4完成本课题的工作方案及进度计划第1周：与老师见面分配课题的有关任务，做出整个直流稳压电源实现的大体设计方案。第2、3周：开始初步设计，交初稿。第48周：设计阶段，实验调试，软件编程调试，交老师查看初步实验结果并让老师指导。第9、10周：测试，完成所有文档，毕业课题验收。5指导教师审阅意见指导教师(签字)： 年 月 日6审核意见 学院院长(签字)： 学院(签章) 年 月 日说明：1.本报告必须由承担毕业论文(设计)课题