单片机技术的数控电源设计
单片机技术的数控电源设计[20200131184151]
摘要
本次设计是实现一个开关电源，开关电源在日常生活中应用十分广泛，比如电视机、电脑等家用电器上，以及跟电力电子有关的产品上。如今是数字化时代，各种电器都要求数字化，而用单片机实现电子产品非常方便，因此本设计使用了51单片机实现。单片机控制的开关电源具有设计弹性好的优点，可以根据设计者的思想而灵活工作。所以，利用单片机实现的数控电源非常有现实意义。
本设计以80C51单片机作为系统的核心，由数字模拟转换模块、按键、LED显示模块等组成一个数控电源。该电源可以通过按键预制输出电压值，模/数转换器对输出电压进行采样，在数码管中显示出来，转化为模拟量电流输出，通过预算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后即为电压输出值。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:80C51单片机；数控电源；数字模拟转换器；预算放大器
目 录
一、绪论 5
（一）本课题的研究背景及意义 5
（二）本课题的国内外发展现状 5
（三）本课题的主要工作 5
二、系统设计 6
（一）系统设计的要求 6
（二）系统软硬件的原理 6
三、硬件设计 8
（一）单片机部分设计 8
（二）按键部分设计 9
（三）显示部分设计 9
（四）数模转换部分设计 11
（五）放大器部分设计 12
四、程序设计 12
（一） 单片机工作原理 12
（二） 调试结果 14
总结 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
一、绪论
（一）本课题的研究背景及意义
人类发明了电，而电迅速在各行各业发展起来，那么电源在这中间就起到了关键性作用。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多科学领域。随着计算机以及通信技术的发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时对电源也提出了更高的要求。随着开关电源在在电子装置中的普遍使用，高频开关工作时产生的大量电磁干扰会影响其他设备甚至电源本身的正常工作。电源在使用时可能会向电网注入大量的谐波，从而造成对电网的污染，因此，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品规范。只有满足要求才能够进入市场。普通电源在工作时会产生误差，会影响整个系统的精确度。所以数控电源在80年代崛起了，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为电源未来的发展做了很好的铺垫。在以后的时间里，数控电源有了极大地发展。但其产品存在数控成都达不到要求，分辨率不高、可靠性差、功率密度低的缺点。因此数控电源主要的发展方向是针对上述缺点不断加以改善。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。
（二）本课题的国内外发展现状
电力电子技术已发展为一门完整的、自成体系的高科技技术，电源技术术语电力电子技术的范畴。电源技术主要为信息产业服务的，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求，从而促进了电源技术的发展，两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。单片机控制开关电源现在在国内比较少，因为单片机在控制和显示等方面有很大的灵活性，基于单片机的数控电源在今后有非常大的发展潜力。所以单片机控制的数控电源讲师今后开关电源发展的重点方向。利用单片机设计出来的数控电源不但电路简单、成本低廉，性价比也高。并且由于单片机自身具有计算和控制能力，可以排除和减少由于骚扰信号和模拟电路引起的误差，大大提高电压和电流精度，降低了对模拟电路的要求，确保电源正常工作。输出电压通过数码管显示，输入采用按键方式，操作使用方便，具有较高的使用价值。目前，数控电源的主要发展朝着更高的功能密度和交换频率及更好的动态特性；更好的环保性能；智能化与高可靠性；广泛的应用等方向发展。在国外，此类电源研究甚多。
（三）本课题的主要工作
本课题进行的是以80C51单片机为系统核心，有D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示等模块组成的一个数控电源。根据技术路线方案，完成了系统整体设计。在研究过程中主要做了以下几个方面的工作，其中包括遇到的技术难题及其解决方案。
1. 设计80C51单片机调控系统的总体方案。整个系统主要由D/A数字模拟转换器、按键、LED串口显示等模块组成。
2. 利用Protel软件完成各模块的硬件电路图，并完成整体硬件电路的调试。
3. 软件部分的编写和调试。
4. 修改并加以总结。
二、系统设计
（一）系统设计的要求
输出电压的调整方式为步进方式，步进的数值为0.1V，通过运算放大器得到的输出电压范围必须在0.0~9.9之间。最大的输出电流为100mA,最终要通过两位数码管显示出来。整个设计需要用到80C51单片机、按键、数码管、DAC0832、二极管和运算放大器。
摘要
本次设计是实现一个开关电源，开关电源在日常生活中应用十分广泛，比如电视机、电脑等家用电器上，以及跟电力电子有关的产品上。如今是数字化时代，各种电器都要求数字化，而用单片机实现电子产品非常方便，因此本设计使用了51单片机实现。单片机控制的开关电源具有设计弹性好的优点，可以根据设计者的思想而灵活工作。所以，利用单片机实现的数控电源非常有现实意义。
本设计以80C51单片机作为系统的核心，由数字模拟转换模块、按键、LED显示模块等组成一个数控电源。该电源可以通过按键预制输出电压值，模/数转换器对输出电压进行采样，在数码管中显示出来，转化为模拟量电流输出，通过预算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后即为电压输出值。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:80C51单片机；数控电源；数字模拟转换器；预算放大器
目 录
一、绪论 5
（一）本课题的研究背景及意义 5
（二）本课题的国内外发展现状 5
（三）本课题的主要工作 5
二、系统设计 6
（一）系统设计的要求 6
（二）系统软硬件的原理 6
三、硬件设计 8
（一）单片机部分设计 8
（二）按键部分设计 9
（三）显示部分设计 9
（四）数模转换部分设计 11
（五）放大器部分设计 12
四、程序设计 12
（一） 单片机工作原理 12
（二） 调试结果 14
总结 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
一、绪论
（一）本课题的研究背景及意义
人类发明了电，而电迅速在各行各业发展起来，那么电源在这中间就起到了关键性作用。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多科学领域。随着计算机以及通信技术的发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时对电源也提出了更高的要求。随着开关电源在在电子装置中的普遍使用，高频开关工作时产生的大量电磁干扰会影响其他设备甚至电源本身的正常工作。电源在使用时可能会向电网注入大量的谐波，从而造成对电网的污染，因此，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品规范。只有满足要求才能够进入市场。普通电源在工作时会产生误差，会影响整个系统的精确度。所以数控电源在80年代崛起了，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为电源未来的发展做了很好的铺垫。在以后的时间里，数控电源有了极大地发展。但其产品存在数控成都达不到要求，分辨率不高、可靠性差、功率密度低的缺点。因此数控电源主要的发展方向是针对上述缺点不断加以改善。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。
（二）本课题的国内外发展现状
电力电子技术已发展为一门完整的、自成体系的高科技技术，电源技术术语电力电子技术的范畴。电源技术主要为信息产业服务的，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要求，从而促进了电源技术的发展，两者相辅相成才有了现今蓬勃发展的信息产业和电源产业。单片机控制开关电源现在在国内比较少，因为单片机在控制和显示等方面有很大的灵活性，基于单片机的数控电源在今后有非常大的发展潜力。所以单片机控制的数控电源讲师今后开关电源发展的重点方向。利用单片机设计出来的数控电源不但电路简单、成本低廉，性价比也高。并且由于单片机自身具有计算和控制能力，可以排除和减少由于骚扰信号和模拟电路引起的误差，大大提高电压和电流精度，降低了对模拟电路的要求，确保电源正常工作。输出电压通过数码管显示，输入采用按键方式，操作使用方便，具有较高的使用价值。目前，数控电源的主要发展朝着更高的功能密度和交换频率及更好的动态特性；更好的环保性能；智能化与高可靠性；广泛的应用等方向发展。在国外，此类电源研究甚多。
（三）本课题的主要工作
本课题进行的是以80C51单片机为系统核心，有D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示等模块组成的一个数控电源。根据技术路线方案，完成了系统整体设计。在研究过程中主要做了以下几个方面的工作，其中包括遇到的技术难题及其解决方案。
1. 设计80C51单片机调控系统的总体方案。整个系统主要由D/A数字模拟转换器、按键、LED串口显示等模块组成。
2. 利用Protel软件完成各模块的硬件电路图，并完成整体硬件电路的调试。
3. 软件部分的编写和调试。
4. 修改并加以总结。
二、系统设计
（一）系统设计的要求
输出电压的调整方式为步进方式，步进的数值为0.1V，通过运算放大器得到的输出电压范围必须在0.0~9.9之间。最大的输出电流为100mA,最终要通过两位数码管显示出来。整个设计需要用到80C51单片机、按键、数码管、DAC0832、二极管和运算放大器。
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