红外遥控的直流稳压电源设计
本课题设计的是一种通过红外线遥控的可调的直流稳压电源，由串联稳压和全桥逆变电路构成直流稳压电源，对主电路中功率变压器、驱动电路、输出电路和反馈电路进行设计，采用89S52单片机作为控制核心，设计了能够实现对电源输出进行红外遥控的控制系统。论文围绕红外遥控直流稳压电源的硬件设计、软件编程和软硬件联合调试开展相关研究工作，具体工作如下首先阐述了本课题研究的背景，阐明了如今直流稳压电源的发展现状，介绍了红外线遥控技术在电源领域的应用。对于红外遥控、单片机的应用与其他方式进行了对比，体现了本课题的设计方案的优越性。介绍了直流稳压电源的特点，并且选择了使用串联稳压电源，分析了各种变化器，确定使用了全逆变电路，简述了红外遥控，根据选择的电路，画出了电路原理图。根据画好的原理图焊接实物，按照设计好的程序，将程序烧录单片机内，完成实物后，对实物进行调试，从中发现了红外遥控的直流稳压电源的不足。总结了设计的经历，并且展望了将来还需要的一些工作。关键词 直流稳压电源，红外遥控，单片机，仿真分析，硬件设计、软件设计、调试
目 录
目 录 I
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 直流稳压电源的发展现状 1
1.3 遥控技术在电源领域的应用 2
1.4 课题研究的目的、内容和意义 2
1.5 工作安排 3
2 直流稳压电源电路拓扑结构及原理分析 3
2.1 串联稳压电源原理分析 4
2.1.1 串联稳压电源工作原理 4
2.1.2 串联稳压电源的优缺点 4
2.2 开关稳压电源电路拓扑结构 4
2.2.1 开关稳压电源的基本原理和分类 4
2.2.2 反激变换器 5
2.2.3 正激变换器 6
2.2.4 半桥变换器 7
2.2.5 全桥变换器 7
2.2.6 推挽变换器 8
2.2.7 各种开关变换器性能特点比较 8
2.3 红外遥控原理 9
2.3.1 红外遥控简介 9
2.3.2 红外遥控技术的优缺点 9
2.3.3 红外遥控原理 9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3 具体红外遥控的直流稳压电源 10
3.1 方案选择 10
3.1.1 软件仿真 11
3.1.2 红外遥控直流稳压电源主电路设计思路 13
3.2 直流稳压电源模块 13
3.2.1 AT89S52单片机引脚功能 13
3.2.2 变压器降压电路 14
3.2.3 整流电路分析 15
3.2.4 电源滤波电路 15
3.2.5 稳压电路 16
3.2.6 数模转换电路设计 17
3.2.7 数码管显示电路设计 17
3.3 红外遥控模块 18
3.4 主电路设计图 19
4 软件设计 19
4.1 单片机程序设计 19
4.1.1 单片机程序设计思路 19
4.1.2 主程序设计 20
4.1.3 按键模块子程序设计 21
4.1.4 红外遥控模块子程序设计 23
4.1.5 DA转换模块子程序设计 24
4.1.6 数码管显示模块子程序设计 25
5 系统硬件调试 26
总结与展望 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录 34
1 绪论
1.1 课题研究背景
直流稳压电源推动了当今电力电子、通讯等高新科技技术领域的电子设备启动控制的发展，保证了数控系统安全可靠的运行。在数控领域要求直流稳压电源满足响应迅速、精准度高，为了适应这些要求电源研究人员将单片机数控技术引入了电源研发，它解决了传统稳压电源的低输出水平、响应慢、内部布线复杂等问题，有效的提高了直流稳压电源的综合电性水平。
经过远程控制（遥控）技术几十年的发展，在上世纪60年代早期，一些发达国家开始了对平民使用远程控制技术的研究，由于当时技术不够成熟，所以遥控技术经过了几十年才渐渐发展起来。到了二十世纪八十年代，由于大规模集成电路技术的成熟，遥控也因此迅速发展。远程控制技术从通过有线遥控到通过无线控制，从振子的红外光谱到对单片机的红外遥控等阶段。发展至今，研究目的就是做到信号的准确，最终达到准确的控制效果。最早期的无线远程控制是将电磁波作为介质，由于电磁波容易受到干扰，在传输过程中无法完全做到信号的准确，所以随着技术的发展，红外线和超声波渐渐的取代了电磁波作为信号的传输介质。相对红外遥控，超声波遥控有装载信息量少，可靠性差的缺点。众多远程控制中，其中光控是最为理想的，红外线远程控制逐渐成为了远程控制的主流[1, 2]。
因为线性电源技术出现的较早，在开关电源技术成熟前，相对来说线性电源技术更加成熟，所以当时的电源都采用线性电源技术。开关稳压电源技术最早是由美国航天局在1940研发出来的，但是当时使用它的成本较高，且电路繁琐，所以只有少数领域使用它，直到新型的功率半导体的研发，开关稳压电源系统变得简单，成本更加的低廉，因此开关稳压电源技术在各种电子设备中得到了普遍的应用[3~8]。
1.2 直流稳压电源的发展现状
直流稳压电源是指能够连续提供额定电压的直流电源，能够保护电气系统和设备的安全稳定运行，在工程中有普遍的应用。传统的稳压电源存在装置功能太简单，输出电压太低，抗干扰能力，电路接线太过复杂，体积大，重量大等一系列问题。由于当时电子技术水平有限，很难在小范围内进行调整，这样使得直流稳压电源没有被广泛应用。随着单片机技术不断发展，许多研究者就将单片机与高性能的电子器件结合来改善稳压电源系统。
随着单片机的研发和发展，单片机渐渐地被广泛应用。许多研究的设计也跟着单片机的出现而改变，之前许多功能都是通过模拟电路，数字电路或逻辑电路来实现，如今都是通过单片机的编程来实现的。由于单片机成本较低，所以可以大规模生产，单片机还具有体积小、可靠性高等特点，家用设备上得到广泛的使用。随着科技的发展，大量的电器装备开始使用红外线远程控制，所以单片机的发展一定程度上促进远程控制系统的研发。
随着科技的发展，人们的要求也越来越高，更加的追求智能化。因此在许多方面红外远程控制技术发展的很快，尤其在家电例如空调、冰箱、电视机等方面，在许多电子领域也有较多的应用[9~12]。
1.3 遥控技术在电源领域的应用
红外遥控技术是通过红外线传输信号，以次达到对系统的控制，现在它的很多技术已经较为成熟。它在技术上的主要优点是：
（1）抗干扰能力强。由于红外线的波长与无线电的波长相差很远，所以红外线传输不会干扰无线电，同样也不会被无线电干扰。
（2）体积小。现在的一体化红外接收头是将红外接收传感和低噪声前置放大器等组装在一起了，因此体积非常小，同时稳定性增强了，也延长了使用寿命。
目 录
目 录 I
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 直流稳压电源的发展现状 1
1.3 遥控技术在电源领域的应用 2
1.4 课题研究的目的、内容和意义 2
1.5 工作安排 3
2 直流稳压电源电路拓扑结构及原理分析 3
2.1 串联稳压电源原理分析 4
2.1.1 串联稳压电源工作原理 4
2.1.2 串联稳压电源的优缺点 4
2.2 开关稳压电源电路拓扑结构 4
2.2.1 开关稳压电源的基本原理和分类 4
2.2.2 反激变换器 5
2.2.3 正激变换器 6
2.2.4 半桥变换器 7
2.2.5 全桥变换器 7
2.2.6 推挽变换器 8
2.2.7 各种开关变换器性能特点比较 8
2.3 红外遥控原理 9
2.3.1 红外遥控简介 9
2.3.2 红外遥控技术的优缺点 9
2.3.3 红外遥控原理 9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3 具体红外遥控的直流稳压电源 10
3.1 方案选择 10
3.1.1 软件仿真 11
3.1.2 红外遥控直流稳压电源主电路设计思路 13
3.2 直流稳压电源模块 13
3.2.1 AT89S52单片机引脚功能 13
3.2.2 变压器降压电路 14
3.2.3 整流电路分析 15
3.2.4 电源滤波电路 15
3.2.5 稳压电路 16
3.2.6 数模转换电路设计 17
3.2.7 数码管显示电路设计 17
3.3 红外遥控模块 18
3.4 主电路设计图 19
4 软件设计 19
4.1 单片机程序设计 19
4.1.1 单片机程序设计思路 19
4.1.2 主程序设计 20
4.1.3 按键模块子程序设计 21
4.1.4 红外遥控模块子程序设计 23
4.1.5 DA转换模块子程序设计 24
4.1.6 数码管显示模块子程序设计 25
5 系统硬件调试 26
总结与展望 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录 34
1 绪论
1.1 课题研究背景
直流稳压电源推动了当今电力电子、通讯等高新科技技术领域的电子设备启动控制的发展，保证了数控系统安全可靠的运行。在数控领域要求直流稳压电源满足响应迅速、精准度高，为了适应这些要求电源研究人员将单片机数控技术引入了电源研发，它解决了传统稳压电源的低输出水平、响应慢、内部布线复杂等问题，有效的提高了直流稳压电源的综合电性水平。
经过远程控制（遥控）技术几十年的发展，在上世纪60年代早期，一些发达国家开始了对平民使用远程控制技术的研究，由于当时技术不够成熟，所以遥控技术经过了几十年才渐渐发展起来。到了二十世纪八十年代，由于大规模集成电路技术的成熟，遥控也因此迅速发展。远程控制技术从通过有线遥控到通过无线控制，从振子的红外光谱到对单片机的红外遥控等阶段。发展至今，研究目的就是做到信号的准确，最终达到准确的控制效果。最早期的无线远程控制是将电磁波作为介质，由于电磁波容易受到干扰，在传输过程中无法完全做到信号的准确，所以随着技术的发展，红外线和超声波渐渐的取代了电磁波作为信号的传输介质。相对红外遥控，超声波遥控有装载信息量少，可靠性差的缺点。众多远程控制中，其中光控是最为理想的，红外线远程控制逐渐成为了远程控制的主流[1, 2]。
因为线性电源技术出现的较早，在开关电源技术成熟前，相对来说线性电源技术更加成熟，所以当时的电源都采用线性电源技术。开关稳压电源技术最早是由美国航天局在1940研发出来的，但是当时使用它的成本较高，且电路繁琐，所以只有少数领域使用它，直到新型的功率半导体的研发，开关稳压电源系统变得简单，成本更加的低廉，因此开关稳压电源技术在各种电子设备中得到了普遍的应用[3~8]。
1.2 直流稳压电源的发展现状
直流稳压电源是指能够连续提供额定电压的直流电源，能够保护电气系统和设备的安全稳定运行，在工程中有普遍的应用。传统的稳压电源存在装置功能太简单，输出电压太低，抗干扰能力，电路接线太过复杂，体积大，重量大等一系列问题。由于当时电子技术水平有限，很难在小范围内进行调整，这样使得直流稳压电源没有被广泛应用。随着单片机技术不断发展，许多研究者就将单片机与高性能的电子器件结合来改善稳压电源系统。
随着单片机的研发和发展，单片机渐渐地被广泛应用。许多研究的设计也跟着单片机的出现而改变，之前许多功能都是通过模拟电路，数字电路或逻辑电路来实现，如今都是通过单片机的编程来实现的。由于单片机成本较低，所以可以大规模生产，单片机还具有体积小、可靠性高等特点，家用设备上得到广泛的使用。随着科技的发展，大量的电器装备开始使用红外线远程控制，所以单片机的发展一定程度上促进远程控制系统的研发。
随着科技的发展，人们的要求也越来越高，更加的追求智能化。因此在许多方面红外远程控制技术发展的很快，尤其在家电例如空调、冰箱、电视机等方面，在许多电子领域也有较多的应用[9~12]。
1.3 遥控技术在电源领域的应用
红外遥控技术是通过红外线传输信号，以次达到对系统的控制，现在它的很多技术已经较为成熟。它在技术上的主要优点是：
（1）抗干扰能力强。由于红外线的波长与无线电的波长相差很远，所以红外线传输不会干扰无线电，同样也不会被无线电干扰。
（2）体积小。现在的一体化红外接收头是将红外接收传感和低噪声前置放大器等组装在一起了，因此体积非常小，同时稳定性增强了，也延长了使用寿命。
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