数字式直流稳压电源的设计

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

物理与电子工程学院

单片机课程设计

题 目：基于51单片机的数字式直流稳压电源设计指导老师： 吕 治 安 班 级： 电子信息工程0811班 学 号： 08128053 姓 名： 孙 阳 丹

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

基于51单片机的数字式直流稳压电源设计

本设计以LM317稳压管为稳压芯片，利用AT89C51单片机强大的软件编写能力和硬件扩展能力实现用按键精确调整输出调整电压进一步控制输出电压。显示部分采用数模转换芯片ADC0808在输出端采样，将采样转换的结果输入单片机处理输出，由数码管显示。电压的调节精度0.01V，显示精度达到0.05V。

一、 需求分析

1、 功能分析

本设计所指直流稳压电源为直流可调输出，电压调节范围为1.25V—15V。在输出端采样并通过AD转换后由数码管数字显示。四个按键分粗调、细调两种方式做到快而准地调节输出电压。 2、 性能分析

2.1、输出电压：范围1.25~15V，精度0.01V/； 2.2、输出电流：1 A； 2.3、显示精度：0.05V； 2.4、AD转换精度：0.06V；

2.5、按键设置：粗调按键以1V递增（递减），细调按键以0.05V递增（递减），

支持长按功能；

2.6、支持单片机复位。 二、 系统设计 1、 功能框图

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

--2、系统结构说明

整个设计的核心思想是以89C51单片机为核心，外围扩展键盘电路，数字显示电路，以及AD转换电路。当我们按下外围键盘电路的开关时，单片机便会执行相应的程序，并在P1口输出与之有关的数字量，用该数字量来控制8个继电器的工作，继而改变了接入电路的电阻值，从而达到了改变LM317调整端电压值的目的。AD转换模块采集LM317的输出电压并对其进行AD转换，并将转换出的结果送往单片机进行处理。单片机将转换出来的结果送往数码管进行数

码显示。

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

3、功能模块电路设计及仿真 3.1、LM317整流滤波模块

在这个模块中我们运用了模电中所学到的知识，利用电容的充放电对输入的交流电进行了整流滤波，利用稳压管LM317来进行稳压。由于这一部分对于学过模电的人来说都很熟悉，因此，在这儿我们只是简单的介绍一下LM317的一些特性。

LM317：1端与2端之间为恒定电压1.25V，1端与地之间为调整端。其输出电压的算法V=1.25*（1+Rx/R9），因此可以通过改变Rx的值改变输出电压。利用LM317可以设计出的电压值为1.25-37V，最大输出电流为1.5A。 3.2、线性电阻网络

这是整个设计中最为关键的一部，它将单片机即数字信号与模拟信号巧妙地

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

融合到了一起。是本设计中的创新点。

3.2.1、设计思想说明

利用单片机的8个IO口来控制8个继电器的通断，继而改变接入调整端的电阻的大小。又由于单片机输出的为16进制的数，为了调节时电压值能够成线性变化，因此在这个电阻网络中8个电阻也都为2的倍数的关系。我们设计的电源的电压范围是1.25—15V,因此调节精度为：13.75/256=0.0537V

3.2.2、网络特性线性测试： 网络特性线性测试数据（1）：

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

网络特性线性测试数据（1）：

以上两组数据是在proteus中仿真所得，数据的选取采取随机抽样的形式，在整个可能的调节电压中随机选取两大组16小组数据得到，图形是用相应的数据在excel中制得。测试目的在于用此数据证明该电阻网络在本设计要求的精度下在调节提供LM317的调整电压时是随数字量线性变化的，进一步以说明程序线性递增设计的合理性。 3.3、AD转换模块

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

AD转换芯片ADC0808具有8位转换精度，接口设计方便与单片机连接实现编程控制，在proteus中存在相应的仿真模块，便于电路仿真。 3.4、数字显示模块

由于单片机IO口的限制，我们利用了单片机的串行口来输出数据，并用移位寄存器来驱动数码管。

2.5、键盘模块

在这个电路中我们设计了5个开关，其中有两个是精调键，即，每按一下电压值便会增加或减少0.05V左右。两个为粗调键，即每按一下便会增加或减少0.5V。还有一个为清零键，按一下则使输出为零。

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

三、程序设计

1、主程序流程图 2、中断流程图

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

3、程序清单 ORG 0000H AJMP MAIN

ORG 0003H ;外部中断0的入口地址 LJMP INT

MOV 50H,#00H MOV 51H,#00H MOV 52H,#00H

MOV 53H,#00H ;数码管显示的初始值设定

MOV 30H,#00H ; 键盘扫描后的结果存放在30H单元中

MAIN :SETB EX0 ;设置外部中断0允许位

SETB IT0 ;设置外部中断0为边沿脉冲触发方式 SETB EA ; CPU开总中断

AD: MOV DPTR,#7FF0H ;第0个通道的地址 MOVX @DPTR,A ;启动AD转换器 CALL DELAY ;延时等待AD转换完毕

MOVX A, @DPTR ;将转换完毕的结果放入累加器中

MOV B, #100 DIV AB MOV 50H,B MOV 51H,A MOV A, B MOV B,#10 DIV AB MOV 52H,B

本设计利用单片机,控制八个继电器的通断来改变接入电路的电阻值,从而达到改变输出电压的大小。将输出电压利用AD转换,从数码管输出显示。调节范围大,灵敏度高。

MOV 53H,A ;将转换得到的16进制换为10进制数 DISPLY: MOV R0,#50H ;开始显示的单元的内容 MOV R1,#01H ;选通最左边的一位 LOOP: MOV P1,R1 MOV A,@R0 MOV DPT …… 此处隐藏：3492字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……