成绩
课程论文
题 目： 基于单片机控制的直流稳压电源
学生姓名： 董翠影 学生学号： 1008030208
系 别： 电气信息工程学院 年 级： 10级 任课教师： 张水峰
电气信息工程学院制
2012年12月
专 业： 电子信息工程
基于单片机控制的直流稳压电源
学生：董翠影 指导教师：张水峰
电气信息工程学院 电子信息工程
摘要：在现代家庭中各种电器的不断出现，并要求着各种不同值的电源出现，使得家庭购买不同值得电源。数字化的也更加贴近人们的生活，因为它更加的直观，易被接受，大家都开始追求数字化的各类电子产品。数控直流电源有着直观，易操作，各种电压集一身， 输出精度和稳定性都较高等优点，所以越来越受广大人们的喜爱。以后家里的电视遥控，电动玩具等都可以共用一个电源。
本系统以 AT89S51 单片机作为系统的核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。该系统实现了 输出电压：范围 2 ～＋ 15 .0 V，步进1V，纹波不大于10mV；输出电流：500mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减 。输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。
关键词： AT89S51 单片机, 数控电源, D/A, 直流电源
1 设计要求
设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源，基本要求如下：
1、输出直流电压调节范围2~15V，纹波小于10mv; 2、电压误差少于1%； 3、输出电流为500mA；
4、稳压系数小于0.2，直流电源内阻小于0.5Ω； 扩展要求：
1、输出直流电压能步进调节，步进值为1V； 2、由“+”“-”两间分别控制输出电压步进增和减。
2 方案论证
分析本题，根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图如图1：
整流滤波 单 片 机 可调稳压芯片 输出 交流220D/A模块 按键模块 显示模块
图1 原理框图
2.1 D/A数字模拟转换模块
方案一：采用MX7541是高速高精度12位数字/模拟转换器芯片，功耗低，而且其线性失真可低达0.012%，特别适合于精密模拟数据的获得和控制。
方案二：采用DAC0832，DAC0832是一种常用的8位的数字/模拟转换芯片。
本系统是基于51单片机的数控电源的设计， 8位的单片机，而MX7541是12位数字
输入的，因此须用锁存器。而此数控电源要求单步1V，2～15V，DAC0832完全可以达到，故选择常用的DAC0832。
2.2 可调稳压芯片
三端可调稳压芯片有多种，其中最常见的有LM317、LM337、LM318、LM196等几种，LM317用于正电压调整，LM337用于负电压调整。本系统的输出电压范围2～＋15.0V为正电压输出，固排除LM337，对于LM317又有如下各种型号，它们的输出电流与电压的对照表如表1:
表1 常见稳压输出电流和电压范围
芯片型号 LM317L LM317T LM317 LM318 LM196
输出电流(A) 输出电压(V) 0.1 0.5 1.5 5 10 1.25~37 1.25~37 1.25~37 1.25~37 1.25~15 根据设计要求输出电压范围2～＋15.0V，输出电流500mA，以上有多种型都可以满足要求，再根据成本和现有材料，我选择了LM317T三端可调稳压芯片。
2.3 按键控制模块
方案一：采用矩阵键盘，由于按键多可实现电压值的直接键入。
方案二：采用一般的电平判键按钮，实现方法很简单，但一个端口最多只实现8个按键。
由于本数控电源需要用的按键不多，要实现步进为1V的设计要求，只需用一个“+”和一个“-”按键，另外再加两个按键用于实现固定电压输出，按键时可直接输出相应电压。4个按键就可实现本题的设计要求，固采用方案二。
2.4 显示模块
方案一：选用数码管显示，用普通的数码管显示简单的数字、符号、字母。 方案二：选用液晶显示,显示的内容更加的丰富。
此系统显示的只是最终电源输出的10位和个位电压值，只需显示出两个数字，数码管更加的实惠，故我选择了方案一。
3 设计原理
本系统选用的模块包括：单片机系统，D/A转换模块，LED显示模块，直流
电源模块，具体的电路图参照附录二。 3.1 单片机模块
此次的毕业设计的核心部分是单片机的控制，给以相关的命令，按照人们的
意愿执行相应的操作，这次选用的是ATMEL公司生产的常用芯片AT89C52,主要是他的价格便宜,而且是我们通用性较强,容易获得。
3.1.1单片机介绍
CPU即中央处理器的简称，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分电路组成。 a. 运算器电路
运算器电路包括ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件，运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。 b. 控制器电路
控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。 c. 定时器/计数器
MCS－52单片机片内有两个16位的定时/计数器，即定时器0和定时器1。它们可以用于定时控制、延时以及对外部事件的计数和检测等。 d. 存储器
MCS－52系列单片机的存储器包括数据存储器和程序存储器，其主要特点是程序存储器和数据存储器的寻址空间是相互独立的，物理结构也不相同。 e. 并行I/O口
MCS－52单片机共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2和P3），每一条I/O线都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个TTL门电路，P1、P2和P3口为准双向口，负载能力为4个TTL门电路。 f. 串行I/O口
MCS－521单片机具有一个采用通用异步工作方式的全双工串行通信接口，可以同时发送和接收数据。