STC12C5A60S2的智能稳压电源设计
电源技术是一项实用性很强，广泛应用于各行各业的工程技术，在教学实验中常需要使用稳压电源为电路提供能量。在电力电子技术飞速发展的今天，我们对电压的稳定性和精确度都提出了较高的要求。
本文详细介绍了系统的硬件电路设计和软件仿真调试过程。硬件电路由变压器模块、整流电路模块、三端稳压器模块、LCD1602液晶显示模块、独立键盘模块、数模转换模块、电压同向放大模块和功率放大模块组成。稳压范围为直流电压0V-12V，连续可调步进为±0.1V和±0.01V。该系统的稳压值可由键盘输入控制，所设电压值由LCD1602液晶显示屏显示，本系统经过实际检验具有性能稳定，抗干扰能力强，非常适用于普通的教学研究领域的特点。 F000200
关键词：STC12C5A60S2,智能稳压电源 单片机 数控 连续可调步
Power technology is a very practical, widely used in all walks of engineering, teaching often requires the use of experimental power supply for the circuit to provide energy. In the rapid development of power electronics technology today, we voltage stability and accuracy have put forward higher requirements.
This paper presents the hardware design and software-based intelligent power supply STC12C5A60S2 simulation debugging, to make up for the shortcomings of traditional regulated power supply. The design of the transformer module, rectifier module, three-terminal voltage regulator module, LCD1602 LCD module, independent of the keyboard module, digital to analog conversion module, the voltage with the amplifier module and power amplifier module. Voltage range of DC voltage 0V-12V, continuously adjustable in steps of ±0.1V and ±0.01V. Regulators value of the system by keyboard input control voltage values established by the LCD1602 LCD display, good design a circuit stability, strong anti-jamming capability, ideal for general research in the field of teaching.
Key Words: Intelligent Power Supply MCU Computerized Numerical Control
目 录 查看完整请+Q:351916072获取
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外研究状况 1
1.2.1 国内研究状况 1
1.2.2 国外研究状况 2
1.3 研究方法及内容 2
1.4本文安排 2
第二章 系统设计原理 3
2.1 设计要求 3
2.2 系统设计框图 3
第三章 系统硬件设计 4
3.1 系统供电电源设计 4
3.2 STC12C5A60S2主控部分设计 5
3.3 数模转换电路设计 5
3.3.1 芯片引脚功能 6
3.3.2 DA芯片与单片机的接口 6
3.4 电压放大电路设计 7
3.4.1 同相比例放大电路原理 8
3.5 显示电路设计 9
3.6 功率放大电路设计 9
3.7 辅助电路设计 10
第四章 系统软件编程设计 11
4.1 系统总体设计流程图 11
4.2 键盘和显示流程 11
4.3 DA驱动和线性化调整 14
第五章 主要元器件介绍 15
5.1 STC12C5A60S2单片机简介 15
5.2 OP07运算放大器简介 15
5.3 LCD1602液晶显示屏简介 15
5.2.1 LCD引脚的定义 16
5.2.2 LCD的基本操作时序介绍 17
5.2.3 LCD的状态字说明 18
5.2.4 LCD1602初始化设置 18
5.2.5 LCD1602操作流程图 18
5.4 三端固定式集成稳压模块简介 19
第六章 系统的实现 21
6.1 系统的软件仿真 21
6.2 系统的实物调试 22
结 论 25
参考文献 26
附录一：代码 27
致 谢 37 查看完整请+Q:351916072获取
第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景和意义
如今是科技的时代，科技创新的发展程度代表着一个国家现代化程度的水平。在科技发展的同时，必然要带动着电子行业的发展。电子产品日新月异，但每一个电子产品的心脏都是相同的那就是电源。电源是给电子模块供电的装置，它可以将其他形式的能量转化为电能。它也是日常使用电子仪器最重要的组成部分，在绝大多数实验室中都是不可或缺的。电源种类有很多，因此电源的分类也没有特定的标准，按照通常的划分标准可将直流稳压电源划分为线性直流稳压电源和直流开关型稳压电源两大类。
直流稳压电源在实验室或者学术教学等领域都很常用，它是一种及其普遍的电源装置。其有着效率低、稳定性差、体积大、操作不方便等特点，而且安全保护措施不到位，因此这种稳压电源发生故障的机率也比较高。在电子电子技术飞速发展的同时，我们的要求也在不断的提高，我们希望电子产品可以做得更薄、携带更方便、成本越来也低、有害物质越来越少等。本设计采用STC单片机为整个电路的控制核心，不仅因为使用的单片机价格低廉、环保无污染，而且设计出的电路更加模块化、集成化、结构简单易懂，方便以后的维修。单片机抗干扰能力强，可以通过对外围电路的不断优化可以提高整个系统的输出精度。在设计的同时我们不断的巩固单片机的各种知识，还可以学习外围电路的设计，了解更多芯片的使用方法，更可以使自己的C语言编程能力有大幅提升，我们在设计个过程中还需要使用keil软件和Protues仿真软件，在以前的学习中我对这两款软件使用不是太清楚，但通过本次设计后，熟练程度会有大幅提升。
1.2 国内外研究状况
1.2.1 国内研究状况
近些年来，我国稳压电源需求量在不断提升，与之相对于的各种学科的迅速发展，使得新知识、新技术对稳压电源的发展领域做出了不可磨灭的贡献。我国研究的稳压电源多数为开关电源，对单片机控制的稳压电源研究并不很多。稳压电源是一个有个较高利润的产业，市场前景一片光明，同时我国也在不断完善与之相关的政策。我国重视科技创新，在部分211大学都有国家创新实验室。在他们的不断努力研究下，我国与国外的电子技术差距也在逐步缩小。同时我国高科技技术引进来与走出去相结合，也为许多发展中国家提供了大量的科技创新技术。在我国从事稳压电源生产和开发的单位大约有2500家，其中在小容量的稳压电源研究领域实力已不容小觑。但在高容量和超高容量稳压器方面，我国的技术实力还是相当薄弱的，这也造就了国外高科技稳压器市场我们无法进去的局面，也必将阻碍我国稳压器行业今后的发展。
1.2.2 国外研究状况
国外稳压电源的研究要比国内先进15年左右，而且许多新型电器件都是由国外科学家发明的，这使得我国在基本领域就相差很远。国外稳压电源的生产更加绿色化、产业化，且销售渠道比国内更加广泛。国外现研究的大多数为高容量和超高容量的稳压电源，在低容量领域某些发达国家的技术水平已相当成熟。随着技术的进步，稳压电源芯片产生的热量也在不断降低，实现低能耗的可持续发展要求。以美国为代表的高科技国家已将超大容量的稳压电源用在航空航天领域。
1.3 研究方法及内容
本设计研究的是数控智能稳压电源，设计体现出了智能化、模块化还有数字化的工作特点。智能化体现在它输出的电压数值完全是由可编程的STC单片机控制完成。数字化体现在系统的输出电压可以直接从LCD液晶显示模块中读取，并且可以通过按键步进±0.1V和±0.01V直接设置要输出的电压。模块化是由系统各个模块组合工作，提高了系统整体的可靠性。此次设计的题目是由老师为我指定的，在前期准备工作中我通过网络和图书馆书籍查阅了大量资料，结合自己在大学四年所学习过的知识，使得在设计的过程中出现的问题都可以很顺利的解决。对于真个设计模块的分布我也参考了许多前辈的意见，将整流模块、显示模块和按键模块等进行了模块化处理，方便使用。在设计软件电路的同时，我也使用了Protues软件进行系统的仿真与调试，对于数模转化器选择了精度更高的12位转换器。本系统将采用了LM7915、LM7815作为系统供电的稳压模块，为了是确保各个芯片都能在其额定电压下工作，使输出更加精确。在软件仿真编译时，出现了大量的程序错误和语法错误，需要不断的修复编译。在整流模块中选择芯片型整流桥，节省了大量的物力财力。最后一次次不断的优化，使得系统更加完善。
1.4本文安排
本论文共分为六章，第一章介绍稳压电源的选题原因国内外研究现状及论文内容排版；第二章介绍本设计的设计原理；第三章讲述稳压电源的硬件电路设计；第四章介绍软件及程序的调试；第五章介绍本设计的软件仿真和程序部分；第六章介绍最终硬件电路的调试；最后为调试结果的总结及心得体会。 查看完整请+Q:351916072获取
本文详细介绍了系统的硬件电路设计和软件仿真调试过程。硬件电路由变压器模块、整流电路模块、三端稳压器模块、LCD1602液晶显示模块、独立键盘模块、数模转换模块、电压同向放大模块和功率放大模块组成。稳压范围为直流电压0V-12V，连续可调步进为±0.1V和±0.01V。该系统的稳压值可由键盘输入控制，所设电压值由LCD1602液晶显示屏显示，本系统经过实际检验具有性能稳定，抗干扰能力强，非常适用于普通的教学研究领域的特点。 F000200
关键词：STC12C5A60S2,智能稳压电源 单片机 数控 连续可调步
Power technology is a very practical, widely used in all walks of engineering, teaching often requires the use of experimental power supply for the circuit to provide energy. In the rapid development of power electronics technology today, we voltage stability and accuracy have put forward higher requirements.
This paper presents the hardware design and software-based intelligent power supply STC12C5A60S2 simulation debugging, to make up for the shortcomings of traditional regulated power supply. The design of the transformer module, rectifier module, three-terminal voltage regulator module, LCD1602 LCD module, independent of the keyboard module, digital to analog conversion module, the voltage with the amplifier module and power amplifier module. Voltage range of DC voltage 0V-12V, continuously adjustable in steps of ±0.1V and ±0.01V. Regulators value of the system by keyboard input control voltage values established by the LCD1602 LCD display, good design a circuit stability, strong anti-jamming capability, ideal for general research in the field of teaching.
Key Words: Intelligent Power Supply MCU Computerized Numerical Control
目 录 查看完整请+Q:351916072获取
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外研究状况 1
1.2.1 国内研究状况 1
1.2.2 国外研究状况 2
1.3 研究方法及内容 2
1.4本文安排 2
第二章 系统设计原理 3
2.1 设计要求 3
2.2 系统设计框图 3
第三章 系统硬件设计 4
3.1 系统供电电源设计 4
3.2 STC12C5A60S2主控部分设计 5
3.3 数模转换电路设计 5
3.3.1 芯片引脚功能 6
3.3.2 DA芯片与单片机的接口 6
3.4 电压放大电路设计 7
3.4.1 同相比例放大电路原理 8
3.5 显示电路设计 9
3.6 功率放大电路设计 9
3.7 辅助电路设计 10
第四章 系统软件编程设计 11
4.1 系统总体设计流程图 11
4.2 键盘和显示流程 11
4.3 DA驱动和线性化调整 14
第五章 主要元器件介绍 15
5.1 STC12C5A60S2单片机简介 15
5.2 OP07运算放大器简介 15
5.3 LCD1602液晶显示屏简介 15
5.2.1 LCD引脚的定义 16
5.2.2 LCD的基本操作时序介绍 17
5.2.3 LCD的状态字说明 18
5.2.4 LCD1602初始化设置 18
5.2.5 LCD1602操作流程图 18
5.4 三端固定式集成稳压模块简介 19
第六章 系统的实现 21
6.1 系统的软件仿真 21
6.2 系统的实物调试 22
结 论 25
参考文献 26
附录一：代码 27
致 谢 37 查看完整请+Q:351916072获取
第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景和意义
如今是科技的时代，科技创新的发展程度代表着一个国家现代化程度的水平。在科技发展的同时，必然要带动着电子行业的发展。电子产品日新月异，但每一个电子产品的心脏都是相同的那就是电源。电源是给电子模块供电的装置，它可以将其他形式的能量转化为电能。它也是日常使用电子仪器最重要的组成部分，在绝大多数实验室中都是不可或缺的。电源种类有很多，因此电源的分类也没有特定的标准，按照通常的划分标准可将直流稳压电源划分为线性直流稳压电源和直流开关型稳压电源两大类。
直流稳压电源在实验室或者学术教学等领域都很常用，它是一种及其普遍的电源装置。其有着效率低、稳定性差、体积大、操作不方便等特点，而且安全保护措施不到位，因此这种稳压电源发生故障的机率也比较高。在电子电子技术飞速发展的同时，我们的要求也在不断的提高，我们希望电子产品可以做得更薄、携带更方便、成本越来也低、有害物质越来越少等。本设计采用STC单片机为整个电路的控制核心，不仅因为使用的单片机价格低廉、环保无污染，而且设计出的电路更加模块化、集成化、结构简单易懂，方便以后的维修。单片机抗干扰能力强，可以通过对外围电路的不断优化可以提高整个系统的输出精度。在设计的同时我们不断的巩固单片机的各种知识，还可以学习外围电路的设计，了解更多芯片的使用方法，更可以使自己的C语言编程能力有大幅提升，我们在设计个过程中还需要使用keil软件和Protues仿真软件，在以前的学习中我对这两款软件使用不是太清楚，但通过本次设计后，熟练程度会有大幅提升。
1.2 国内外研究状况
1.2.1 国内研究状况
近些年来，我国稳压电源需求量在不断提升，与之相对于的各种学科的迅速发展，使得新知识、新技术对稳压电源的发展领域做出了不可磨灭的贡献。我国研究的稳压电源多数为开关电源，对单片机控制的稳压电源研究并不很多。稳压电源是一个有个较高利润的产业，市场前景一片光明，同时我国也在不断完善与之相关的政策。我国重视科技创新，在部分211大学都有国家创新实验室。在他们的不断努力研究下，我国与国外的电子技术差距也在逐步缩小。同时我国高科技技术引进来与走出去相结合，也为许多发展中国家提供了大量的科技创新技术。在我国从事稳压电源生产和开发的单位大约有2500家，其中在小容量的稳压电源研究领域实力已不容小觑。但在高容量和超高容量稳压器方面，我国的技术实力还是相当薄弱的，这也造就了国外高科技稳压器市场我们无法进去的局面，也必将阻碍我国稳压器行业今后的发展。
1.2.2 国外研究状况
国外稳压电源的研究要比国内先进15年左右，而且许多新型电器件都是由国外科学家发明的，这使得我国在基本领域就相差很远。国外稳压电源的生产更加绿色化、产业化，且销售渠道比国内更加广泛。国外现研究的大多数为高容量和超高容量的稳压电源，在低容量领域某些发达国家的技术水平已相当成熟。随着技术的进步，稳压电源芯片产生的热量也在不断降低，实现低能耗的可持续发展要求。以美国为代表的高科技国家已将超大容量的稳压电源用在航空航天领域。
1.3 研究方法及内容
本设计研究的是数控智能稳压电源，设计体现出了智能化、模块化还有数字化的工作特点。智能化体现在它输出的电压数值完全是由可编程的STC单片机控制完成。数字化体现在系统的输出电压可以直接从LCD液晶显示模块中读取，并且可以通过按键步进±0.1V和±0.01V直接设置要输出的电压。模块化是由系统各个模块组合工作，提高了系统整体的可靠性。此次设计的题目是由老师为我指定的，在前期准备工作中我通过网络和图书馆书籍查阅了大量资料，结合自己在大学四年所学习过的知识，使得在设计的过程中出现的问题都可以很顺利的解决。对于真个设计模块的分布我也参考了许多前辈的意见，将整流模块、显示模块和按键模块等进行了模块化处理，方便使用。在设计软件电路的同时，我也使用了Protues软件进行系统的仿真与调试，对于数模转化器选择了精度更高的12位转换器。本系统将采用了LM7915、LM7815作为系统供电的稳压模块，为了是确保各个芯片都能在其额定电压下工作，使输出更加精确。在软件仿真编译时，出现了大量的程序错误和语法错误，需要不断的修复编译。在整流模块中选择芯片型整流桥，节省了大量的物力财力。最后一次次不断的优化，使得系统更加完善。
1.4本文安排
本论文共分为六章，第一章介绍稳压电源的选题原因国内外研究现状及论文内容排版；第二章介绍本设计的设计原理；第三章讲述稳压电源的硬件电路设计；第四章介绍软件及程序的调试；第五章介绍本设计的软件仿真和程序部分；第六章介绍最终硬件电路的调试；最后为调试结果的总结及心得体会。 查看完整请+Q:351916072获取
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4866.html
