畢業設計[**]任務書
姓名 ***x 班號院系
同組姓名指導教導
一、 課題名稱（**標題）
基於微控制器的直流穩壓電源
二、 課題內容
本次設計的課題採用廉價適用型微控制器主控（c8051系列)通過其spi單元傳送spi匯流排訊號控制10位精度dac產生0~5v可調電壓輸出，由於許多任務業現場需要的電壓範圍比較高，后級需要發大其訊號到0~10v ,最後級放大根據輸出功率，輸出精度，輸出紋波，零漂大小，選用adi公司的高精密，大功率，低零漂放大器。 該直流穩壓電源可以用於高精度，低紋波需求場合。
這篇**是經我國現行的各有關規範，規程和技術標準為依據。此設計是乙個初步設計，在參考有關資料和書籍的基礎上，完成設計任務書上的所有要求，並且在指導老師的指導下，力爭使設計方案達到最優狀況。
三、課題任務要求
1、系統的設計要求和方案選擇。
2、系統硬體設計。
3、系統軟體設計。
四、同組設計者
無五、主要參考文獻
[1] 李朝青.微控制器原理及接**術[m].北京：北京航空航天大學出版社，2023年.
[2] 白雪冰，張延林，等.微控制器原理及應用[m].哈爾濱：東北林業大學出版社，2023年.
[3] 謝運祥，歐陽森，等.電力電子微控制器控制技術[m].北京：機械工業出版社.2023年.
[4] 王昊，李昕.整合運放應用電路設計360例[m].北京：電子工業出版社，2023年.
[5] 王洪業.感測器技術[m].長沙：湖南科學技術出版社，2023年.
[6] 鄭爭兵，基於微控制器與ad590的溫度測量報警系統[j].國外電子測量技術 2007.21（6）：64 - 66
[7] 鐘曉偉，宋蟄存.基於微控制器的實驗室溫濕度控制系統設計[j].林業機械與木工裝置.2010,38(1).39 – 42
[8] 劉寶元，張玉虹，等.基於微控制器的溫濕度監控系統設計[j].中國科技核心期刊.2009,28(12).77 – 83
指導教師簽字
教研室主任簽字
年月日摘要
數控直流穩壓源就是能用數字來控制電源輸出電壓的大小，而且能使輸出的直流電壓能保持穩定、精確的直流電壓源；數控電源是針對傳統電源的不足設計的，數位化能夠減少生產過程中的不確定因素和人為參與的環節數，有效地解決電源模組中諸如可靠性、智慧型化和產品一致性等工程問題，極大地提高生產效率和產品的可維護性，市場前景廣闊。在本文中控制部分主要以8051微控制器為核心製作控制電路，穩壓部分主要以lm117為核心製作三端穩壓電路，顯示部分採用數碼管顯示，輸入採用鍵盤式輸入再加乙個驅動電路；通過軟體程式設計有效的實現可控、可顯的電源輸出。
關鍵詞：直流穩壓電源；8051微控制器；數碼管顯示
設計任務書1
摘要31 引言5
數控電源的發展史5
數控電源的應用範圍5
數控電源的優點6
2 系統的設計要求和方案選擇7
2.1 設計要求7
2.2 方案論證與比較7
3 系統硬體設計8
3.1 系統設計9
3.2 微控制器模組9
3.3 電源模組10
3.4 調壓電阻網路11
3.5 顯示電路12
3.6 鍵盤電路13
4 系統軟體設計14
4.1 主程式14
4.2 掃瞄鍵盤程式20
4.3 顯示驅動程式21
5 總結26
6 致謝27
7 參考文獻28
1.引言
電源技術尤其是數控電源技術是一門實踐性很強的工程技術，服務於各行各業。電力電子技術是電能的最佳應用技術之一。當今電源技術融合了電氣、電子、系統整合、控制理論、材料等諸多學科領域。
隨著計算機和通訊技術發展而來的現代資訊科技革命，給電力電子技術提供了廣闊的發展前景，同時也給電源提出了更高的要求。
隨著數控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產生的誤差，會影響整個系統的精確度。電源在使用時會造成很多不良後果，世界各國紛紛對電源產品提出了不同要求並制定了一系列的產品精度標準。只有滿足產品標準，才能夠進入市場。
隨著經濟全球化的發展，滿足國際標準的產品才能獲得進出的通行證。
數控電源是從80年代才真正的發展起來的，期間系統的電力電子理論開始建立。這些理論為其後來的發展提供了乙個良好的基礎。在以後的一段時間裡，數控電源技術有了長足的發展。
但其產品存在數控程度達不到要求、解析度不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點。因此數控電源主要的發展方向，是針對上述缺點不斷加以改善。微控制器技術及電壓轉換模組的出現為精確數控電源的發展提供了有利的條件。
新的變換技術和控制理論的不斷發展，各種型別專用積體電路、數字訊號處理器件的研製應用。
到90年代，己出現了數控精度達到0.05v的數控電源，功率密度達到每立方英吋50w的數控電源。從組成上，數控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。
目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開關調節電壓，調節精度不高，而且經常跳變，使用麻煩。數位化智慧型電源是針對傳統電源的不足設計的，數位化能夠減少生產過程中的不確定因素和人為參與的環節數，有效地解決電源模組中諸如可靠性、智慧型化和產品一致性等工程問題，極大地提高生產效率和產品的可維護性。
在家用電器和其他各類電子裝置中，通常都需要電壓穩定的直流電源供電。但在實際生活中，都是由220v 的交流電網供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩壓電路將交流電轉換成穩定的直流電。
濾波器用於濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由電晶體濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且電晶體濾波直流電源不需直流穩壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。傳統的直流穩壓電源通常採用電位器和波段開關來實現電壓的調節,並由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調整精度不高,讀數欠直觀,電位器也易磨損.
而基於微控制器控制的直流穩壓電源能較好地解決以上傳統穩壓電源的不足。
從上世紀九十年代末起，隨著對系統更高效率和更低功耗的需求，電信與資料通訊裝置的技術更新推動電源行業中直流/直流電源轉換器向更高靈活性和智慧型化方向發展。整流系統由以前的分立元件和積體電路控制發展為微機控制, 從而使直流電源智慧型化, 基本實現了直流電源的無人值守。直流穩壓電源是最常用的儀器裝置, 在科研及實驗中都是必不可少的。
數控電源採用按鍵盤，可對輸出電壓進行設定, 輸出由微控制器通過d/a,控制驅動模組輸出乙個穩定電壓。同時穩壓方法採用微控制器控制, 微控制器通過a/d 取樣輸出電壓, 與設定值進行比較, 若有偏差則調整輸出, 越限則輸出報警訊號並截流。工作過程中, 穩壓電源的工作狀態(輸出電壓、電流等各種工作狀態) 均由微控制器輸出驅動lcd顯示, 由鍵盤控制進行動態邏輯切換。
以微控制器為核心的智慧型化高精度簡易直流電源的設計,電源採用數字調節、輸出精度高, 特別適用於各種有較高精度要求的場合。
(1)易於採用先進的控制方法和智慧型控制策略，使電源模組的智慧型化程度更高，效能更完美。
(2)控制靈活，系統公升級方便，甚至可以**修改控制演算法，而不必改動硬體線路。
(3)控制系統的可靠性提高，易於標準化，可以針對不同的系統(或不同型號的產品)，採用統一的控制板，而只是對控制軟體做一些調整即可。
系統電壓調節範圍為0～12v，最大輸出電流1a，具有過載和短路保護功能。輸出電壓可用1602lcd液晶顯示。鍵盤設有6個鍵，復位鍵，步進增減1v兩個鍵，步進增減0.
1v兩個鍵以及確認鍵。復位鍵用於啟動引數設定狀態（5v），步進增減鍵用於設定引數數值，確認鍵用於確認輸出設定值.
電源開機設定電壓輸出預設值為5v。通過步進增減按鍵功能選擇可在不同的設定引數之間切換，再按確認鍵進入設定電壓輸出狀態。若按復位鍵，則電壓輸出恢復5v。
系統設有自動識別功能，將不接受超出使用範圍（0～12v）的設定值
2.2.1穩壓電源的選擇
方案一：簡單的併聯型穩壓電源
併聯型穩壓電源的調整元件與負載併聯，因而具有極低的輸出電阻，動態特性好，電路簡單，並具有自動保護功能；負載短路時調整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小電流時調整管需承受很大的電流，損耗過大。
方案二：串聯型穩壓電源
併聯穩壓電源有效率低、輸出電壓調節範圍小和穩定度不高這三個缺點。而串聯穩壓電源可以避免這些缺點，同時串聯穩壓電源可以通過三端穩壓實現，而且這類晶元內部都有過流和過熱的保護電路，例如w117，其額定電流可達1.5a，輸出電壓的調節範圍為1.
2-37v，內部有過流和過熱保護電路，而且**也的相當便宜如圖2.1所示，所以綜合考慮採用方案二。
圖2.1三端穩壓器
2.2.2 數字顯示方案
方案一：液晶顯示器顯示
利用微控制器的軟硬體資源實現高精度高速a/d轉換，轉換精度和轉換速度可以通過軟體來改變。但是對軟體部分要求非常高不易實現。
直流穩壓電源的設計方法
在電子電路中，通常需要直流電源供電。直流穩壓電源的設計，是根據穩壓電源的輸出電壓 輸出電流 輸出紋波電壓 等效能指標要求，確定出變壓器 整合穩壓器 整流二極體和濾波電路中所用元器件的效能引數，從而合理地選擇這些器件。穩壓電源設計分三個步驟 一是根據穩壓電源的輸出電壓 最大輸出電流 確定整合穩壓器的型...
基於MSP430微控制器的開關穩壓電源設計
1 引言 msp430系列微控制器是美國ti公司生產的新一代16位微控制器，是一種超低功耗的混合訊號處理器 mixedsignal processor 它具有低電壓 超低功耗 強大的處理能力 系統工作穩定 豐富的片內外設 方便開發等優點，具有很高的價效比，在工程控制等領域有著極其廣泛的應用範圍。開關...
微控制器開發板 開關穩壓電源實訓總結
微控制器應用 電力電子通識專案報告 班級 電力cdio 1班 學號 201195158 姓名 孟佳闊 同組同學 郄愛園 朱彥文 指導老師 徐偉傑 日期 2012 7 3 實訓內容 設計製作一款5v開關穩壓電源。焊接除錯一款微控制器開發板。專案實施 一 高頻變壓器的製作 高頻變壓器的製作是非常重要的乙...