单片机数控电源的设计制作(附件)
摘 要本设计采用数控应用技术，它集成于直流电源设计中，产生了多功能数字直流电源。该电源能够实现数字输入并且可以调整输出电压，同时具有高精度和LCD1602字符型液晶显示的特点。而且通过软件编程，便于实现扩展功能。单片机作为本设计的核心，对控制器为基础，通过STC89C52实现，数字模拟转换器DAC0832液晶LCD1602，LM317芯片。工作原理是使用按键设定值输入，D/A变换器的数字信号通过D/A输出电压作为基准电压源转换成模拟信号，在LCD1602显示器上显示输出电压。软件选用C语言程序编程，以便更简单地实现其功能。STC89C52作为最重要的一部分，它的功率耗比较小，供电电压可选择5V。
目 录
第一章 概述1
1.1 设计背景1
1.2 主要技术指标1
1.3 本设计方案思路1
第二章 总体设计2
2.1系统模块方案2
2.2电路稳压方案3
2.3显示模块方案3
2.4编程语言选择3
硬件设计5
3.1电源电路5
3.2单片机最小系统电路5
3.2.1 STC89C52单片机介绍 5
3.2.2 单片机最小系统设计7
3.3按键电路8
3.4液晶显示电路8
3.4.1 LCD1602简介8
3.4.2 液晶显示电路 9
3.5 D/A转换电路 10
3.5.1 LM358简介 10
3.5.2 DAC0832简介 11
3.5.3 D/A转换电路设计 11
3.6稳压电路 12
3.6.1 LM317简介 12
3.6.2 稳压电路设计 12
第四章 软件设计 13
4.1主程序设计 14
4.2 D/A转换程序设计 15
仿真、制作与调试16
5.1 Proteus仿真平台简介 16
5.2电路仿真 17
5.3硬件电路的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
布线与焊接 18
5.4电路调试与测试 19
结束语20
致谢21
参考文献 22
附录23
附录A 数控电源电路图23
附录B 源程序代码24
第一章 概论
1.1设计背景
伴随科技和数字电路应用领域扩展，人们正逐渐追求智能产品。对产品的精密和稳定性十分关心。电源电路是计算机无法缺少的一个重要部分，他们有着比较复杂的设计。随着科技发展电子技术拥有好的市场，但是电源设计愈来愈严厉，电源的不稳定会直接影响到系统的运行。
机电设备的性能，与电源的稳定程度密切相关。电源稳定程度越高，外部设备条件越精密，那么使用寿命也相应越久。2005年，德州仪器公司首先成功推出数字化的电源产品。2007年，TI公司又推出了第三代数字电源，全新插入式模块，编程更加灵活，使得电源的数字化更为成熟深入。国际上，TI、飞思卡尔、Atmel等IC产品公司皆十分相中数字电源今后的市场,且积极投入到这个新的竞争领域。近年来，一些迹象表明，数字电源技术正在逐渐接近，国外高端产品已被广泛应用于数字电源已进入产品设计的国内部分。
设置电压的数值是数控电源特别重要的一个环节，稳定的电压可以从控制模块中得以输出。电源的工作状态由单片机控制显示电路进行显示,由键盘控制进行动态调整。智能直流电源将作为控制核心，采用数字控制技术和高精度输出。
1.2主要技术指标
充分了解硬件平台的结构、功能，以及相应的作用；给出相应的流程图，并使用Proteus设计出数控电源的原理图。
按任务书要求在单片机上完成一个数控电源的基本设计，并能通过Proteus仿真运行，最后做成实物。
采用万用板，和分立元件，焊接制作完成实物，并测试通过。
1.3本设计方案思路
CPLD和FPGA价格相对较贵，并且它们控制起来相对复杂，用在此领域并不合适。单片机则颇具优点，技术相对成熟，有价值的参考文献也相对较多。自单片机诞生以来，控制有着广泛的应用，具有历史优势。单片机价格低廉，对于这样的应用系统性价比较高。
数控电源由控制装置控制，使输出稳定，操作简单，易于控制，能够抗干扰等。可调范畴大，利用输出功率达到高精度，能够调节测试。
第二章 总体设计
2.1系统模块方案
方案一： STC89C52作为设计的中心部分，它的优势在于消耗功率低，体型较小，价格低廉，因此得以推广。他的工作是非常强大的，并有多种简单的控制算法的逻辑很容易实现。所以得到很多人的青睐。
方案二：电源控制核心采用FTC10F04。当前它的运行和使用十分广泛。由于它的数据不容易遗失，因此是当前物超所值的芯片，它包括如下特征：
8KB 大小的闪存只读存储器。
数据的保存时间较长。
第一个的预算低，加上它的效率更高，因此选择一号方案。原理见图21。
图21 系统结构框图
2.2电路稳压方案
方案1：使用按键设置电压初始值，在单片机的处理过程中，通过数字模拟变频器对电压信号和电压值显示在液晶屏上。采样电路在某个规定的时刻接受电压的数值，然后通过模拟数字转换重新回到单片机，和初始的数值相比较，利用合适的控制算法的软件，随时保持输出数值与所设定的数值相同，形成一个闭环的控制系统。
方案2：根据书公式：I=Vi/R1，假如R1的数值不变，I和Vi形成线性关系，不管输入电压还是电阻发生变化，通过硬件电路的自动调节，使得输出电压保持稳定。
通过讨论研究可以发现，方案1中存在的最大的问题：方案1实现结构较为复杂，且响应速度影响较大。而第二个方案的控制电路不仅可以实现疾速的输出电压值，还具有简单方便的优点，所以选择第二个方案达到恒定的电压值。
2.3显示模块的方案选择
方案一：通过LCD1602屏幕，将电压的数值表现出来。它的优点很多，比如体型较小，功率损耗比较低，没有辐射，屏幕较清晰并且抗干扰能力强等。
方案二：显示出电压数值利用数码管。它拥有成本低廉，使用寿命较长，损耗程度较低等优势。
因为有大量的数据要呈现出来，而第一种方案仅能展现其中一项，因此不合理，所以选择第二种方案。
2.4编程语言的方案选择
程序设计语言的发展，是在不断完善的过程中，越来越接近人类思维方式的功能。汇编语言和C语言这2种语言更适用于单片机编程语言。通过比较两者的优点和缺点，然后挑选出更适合的一种方式进行设计。他们各自的特点如下。
目 录
第一章 概述1
1.1 设计背景1
1.2 主要技术指标1
1.3 本设计方案思路1
第二章 总体设计2
2.1系统模块方案2
2.2电路稳压方案3
2.3显示模块方案3
2.4编程语言选择3
硬件设计5
3.1电源电路5
3.2单片机最小系统电路5
3.2.1 STC89C52单片机介绍 5
3.2.2 单片机最小系统设计7
3.3按键电路8
3.4液晶显示电路8
3.4.1 LCD1602简介8
3.4.2 液晶显示电路 9
3.5 D/A转换电路 10
3.5.1 LM358简介 10
3.5.2 DAC0832简介 11
3.5.3 D/A转换电路设计 11
3.6稳压电路 12
3.6.1 LM317简介 12
3.6.2 稳压电路设计 12
第四章 软件设计 13
4.1主程序设计 14
4.2 D/A转换程序设计 15
仿真、制作与调试16
5.1 Proteus仿真平台简介 16
5.2电路仿真 17
5.3硬件电路的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
布线与焊接 18
5.4电路调试与测试 19
结束语20
致谢21
参考文献 22
附录23
附录A 数控电源电路图23
附录B 源程序代码24
第一章 概论
1.1设计背景
伴随科技和数字电路应用领域扩展，人们正逐渐追求智能产品。对产品的精密和稳定性十分关心。电源电路是计算机无法缺少的一个重要部分，他们有着比较复杂的设计。随着科技发展电子技术拥有好的市场，但是电源设计愈来愈严厉，电源的不稳定会直接影响到系统的运行。
机电设备的性能，与电源的稳定程度密切相关。电源稳定程度越高，外部设备条件越精密，那么使用寿命也相应越久。2005年，德州仪器公司首先成功推出数字化的电源产品。2007年，TI公司又推出了第三代数字电源，全新插入式模块，编程更加灵活，使得电源的数字化更为成熟深入。国际上，TI、飞思卡尔、Atmel等IC产品公司皆十分相中数字电源今后的市场,且积极投入到这个新的竞争领域。近年来，一些迹象表明，数字电源技术正在逐渐接近，国外高端产品已被广泛应用于数字电源已进入产品设计的国内部分。
设置电压的数值是数控电源特别重要的一个环节，稳定的电压可以从控制模块中得以输出。电源的工作状态由单片机控制显示电路进行显示,由键盘控制进行动态调整。智能直流电源将作为控制核心，采用数字控制技术和高精度输出。
1.2主要技术指标
充分了解硬件平台的结构、功能，以及相应的作用；给出相应的流程图，并使用Proteus设计出数控电源的原理图。
按任务书要求在单片机上完成一个数控电源的基本设计，并能通过Proteus仿真运行，最后做成实物。
采用万用板，和分立元件，焊接制作完成实物，并测试通过。
1.3本设计方案思路
CPLD和FPGA价格相对较贵，并且它们控制起来相对复杂，用在此领域并不合适。单片机则颇具优点，技术相对成熟，有价值的参考文献也相对较多。自单片机诞生以来，控制有着广泛的应用，具有历史优势。单片机价格低廉，对于这样的应用系统性价比较高。
数控电源由控制装置控制，使输出稳定，操作简单，易于控制，能够抗干扰等。可调范畴大，利用输出功率达到高精度，能够调节测试。
第二章 总体设计
2.1系统模块方案
方案一： STC89C52作为设计的中心部分，它的优势在于消耗功率低，体型较小，价格低廉，因此得以推广。他的工作是非常强大的，并有多种简单的控制算法的逻辑很容易实现。所以得到很多人的青睐。
方案二：电源控制核心采用FTC10F04。当前它的运行和使用十分广泛。由于它的数据不容易遗失，因此是当前物超所值的芯片，它包括如下特征：
8KB 大小的闪存只读存储器。
数据的保存时间较长。
第一个的预算低，加上它的效率更高，因此选择一号方案。原理见图21。
图21 系统结构框图
2.2电路稳压方案
方案1：使用按键设置电压初始值，在单片机的处理过程中，通过数字模拟变频器对电压信号和电压值显示在液晶屏上。采样电路在某个规定的时刻接受电压的数值，然后通过模拟数字转换重新回到单片机，和初始的数值相比较，利用合适的控制算法的软件，随时保持输出数值与所设定的数值相同，形成一个闭环的控制系统。
方案2：根据书公式：I=Vi/R1，假如R1的数值不变，I和Vi形成线性关系，不管输入电压还是电阻发生变化，通过硬件电路的自动调节，使得输出电压保持稳定。
通过讨论研究可以发现，方案1中存在的最大的问题：方案1实现结构较为复杂，且响应速度影响较大。而第二个方案的控制电路不仅可以实现疾速的输出电压值，还具有简单方便的优点，所以选择第二个方案达到恒定的电压值。
2.3显示模块的方案选择
方案一：通过LCD1602屏幕，将电压的数值表现出来。它的优点很多，比如体型较小，功率损耗比较低，没有辐射，屏幕较清晰并且抗干扰能力强等。
方案二：显示出电压数值利用数码管。它拥有成本低廉，使用寿命较长，损耗程度较低等优势。
因为有大量的数据要呈现出来，而第一种方案仅能展现其中一项，因此不合理，所以选择第二种方案。
2.4编程语言的方案选择
程序设计语言的发展，是在不断完善的过程中，越来越接近人类思维方式的功能。汇编语言和C语言这2种语言更适用于单片机编程语言。通过比较两者的优点和缺点，然后挑选出更适合的一种方式进行设计。他们各自的特点如下。
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