单片机的数控电压源设计
目 录
1 引言 1
1.1 研究目的 1
1.2 研究现状 2
1.3 研究方法 3
2 数控电压源设计方案 3
2.1 设计的基本要求 3
2.2 设计难度及解决方法 4
2.3 原理介绍 5
2.4 数控电压源所用元器件 6
3 数控电压源的硬件电路设计 11
3.1 A/D转换电路的工作原理 11
3.2 时钟震荡电路的原理 11
3.3 电压的预置复位电路 12
3.4按键电路的工作原理 13
3.5 显示电路的工作原理 14
3.6 电源的电路供电部分 15
4 数控电压源软件系统的设计 16
4.1 显示子程序的流程图 17
4.2 键扫子程序的流程图 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A 25
附录B 24
附录C 31
附录D 32
引 言
电源技术是一种非常实用的技术，其中数控电源技术的发展是最好的发展前景。在社会的各行各业都有广泛的应用。此次毕业设计的课题是基于单片机的数控电压源，是一款实用性很强的电子设备。这种先进的电压源与传统的电压源相比，它的功能多、容易控制、可靠性极高、抗干扰能力强、精度高而且体积比较小[1]。电源技术发展至今，不再是单单的一门独立的技术，它与电气、电子、系统集成完美结合在了一起。控制理论和材料等诸多领域。数控电压源是现在电子技术常用的设备，普遍的应用于学术、科学研究等领域，是电源领域里技术 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
人员进行技术试验以及科研研究不能缺少的设备。因为在电路试验中，稳定的数控稳压电源是为电路实验提供稳定的电流，为技术实验保证了准确性。同样的，在我们的日常生活中，我们用到的各种各样的电子设备都需要电压源提供电流电压。但是我们知道，日常生活中用的都是220V的交流市电。交流市电需要进行变压操作。具体步骤是电压调整，整流，滤波，稳压电路，这样可以基本把220V交流电为直流电。变压过程中，滤波器可以极大地减少波纹，使得输出电压更加稳定。现在的电子电路用的都是晶体管，用它来代替滤波器，好处是可以将电压源的体积变小，变得更加轻便。而且在家用电器领域，利用晶体管滤波省去了稳压器，这样这使得家用电器的成本越来越低，进入寻常百姓家成为可能。还将电器的重量和体积变得轻巧，利于运输和使用。
以前的数控电压源流行了很长时间，也出现了多种类型，但是总结来看，它们都普遍的存在以下的问题:
1)电压的输出不够精确，通过电位器、开关来调节电压已经不能满足如今的社会了。比如，当我需要电压在极小的范围里面调整的时候，传统的电压源是不可能实现的。这就需要精准的电压源来实现了。
2）心中的稳压电路组成系列，免于了过载保护和电流截止保护，问题同时存在，使得电路复杂困难，维护成本高，关键是电压精度无法保证。
因为以上的问题，精确电压源的出现变得迫在眉睫，具有较高的研究前景。而基于单片机的数控电压源可以极大程度的弥补一般的电压源的问题，为我的课题提供了良好的研究方向。
1.1 研究目的
因为存在许许多多的问题，这就催生了更为先进的电压源的诞生,而且直流的电源稳压输出是市面上最为常见、常用的电压源。它可以实现很多的功能和目的。（1）现在的输出电压需要额度、精准的电压，这个设备就可以在在这种情况下稳定的运转（2）电压值可以显示出来，一般显示在LED或者LCD显示屏上面。而早先的许多电压源都不是非常的稳定和可靠，存在着太多的问题。它们的输出电压控制方式单一而且较为落后；与现在的电压源相比，电压的输出不可能如此的精准，调整的范围很小，不能达到精度的要求；电器元件的使用效率极低，它的损耗率非常的高，造成了它的使用成本高，不是非常的实用；而且，各种电路元件种类繁多，使得电路变得很复杂，制造难度太大。这些问题都是非常的普遍的，因此，更为精准、易控制、简单易构成的稳压电源变得越来越重要。可以想象到，数字化控制、模块化、极强的独立性的现代电源是极为重要的。它们的高精度、高性能性，极大地解决了生产过程中可能出现的不确定的因素，提高了生产和生活效率。而且，日后的维护成本也变得比较低，系统的控制变得灵活有效。而模块化是现代工业生产的标志和方向，分块设计再有机结合这几个部分，形成了一个新的整体。设计思路清晰，设计简单易行，避免了好多问题。而且，以后的维护和检查变得简单，分块检查，有问题就拿出来代替，节约资源和时间，满足了现代大工业的要求。更重要的一点，现代的稳压电源，可以在不同的系统之间自由的转换，具有极强的通用性，跨系列跨系统成为可能。
1.2 研究现状
随着第三次科技革命为标志，计算机技术的飞速发展极大地推动了社会生产力的。通讯、信息技术成为当今社会的核心，同样的为新一代的电力电子技术的出现提供了背景和技术支持。所以高精度的电压源的出现成为了理所当然。上个世纪80年代左右数控电压源开始快速兴行起来，随着各方面技术的发展，数控电压源技术变得越来越成熟。但是需要说的是，当时的电压源仍有一些问题制约它的发展，像一般的电压源数控程度不够高、分辨率达不到要求、稳定性较差。因此以单片机为控制核心的数控电压源的出现成为了必然发生的事情。从上世纪80年代开始，单片机经历了高速发展阶段。单片机的容量变得越来越大，速度也越来越快[2]。使得精确电源有了更加强的技术支持。此外，造成数控电源的快速发展变化的电源技术，嵌入式电源智能系统和数字控制成为供电公司发展的新方向直流电源的智能化、无人值守技术、模块化直流技术更是将电源产业提升到了前所未有的高度，这样加强了电源的稳定性和可靠性，减少了维修和养护时间，提高了效率。
我国的电源技术从上世纪的60年代发展到现在,也经历了多个阶段。到90年代以后，随着科学技术的快速发展，生产力的变革同样冲击着电源行业。传统的直流/直流转换方式逐渐向着智能化方向发展。我国的电源行业加速发展起来了。产业规模越来越大，技术水平也位居世界领先地位。一大批具有我国自主创新标志的先进产品的出现，代表着我国的电源产业跃居世界一线水平。
但是客观的来讲，虽然改革开放以来我国的电源产业发展很快，但是和一些欧美国家比较，我们仍然有很大的差距。具体表现在，资本水平投入相差较大，电力供应的稳定性，先进的检测设备，智能化，网络和创新能力差距几十年之久。不同的是，在资本水平高速发展的10-15年，电力供应的稳定性，先进的检测设备，智能化，网络和创新能力都极大的领先我国。特别是在智能电压源和网络模块化方面的差距比较大。但是，我们国家的电源产业也有自己的发展特点。放眼现在，基于单片机的数控电压源的产业发展越来越好。衍生出来的各种各样的产品在家用、工业、军事领域发挥着巨大的作用。因此可以想象，数控电压源的发展前景还是很大的。
2.1 设计的基本要求
模拟数字转换电路：将模拟的电压整合成数字电压值；
稳压电路：输出稳定的、到达要求的的电压。
图2.3数控部分电路
另外还有LM358运算放大器的技术参数以及原理。LM358与TL431共同构成了数控部分的核心。LM358有八个引脚，它的电源电压宽：单电源的情况下是可以从3V到30V，输出电压的摆幅大，这个稳压器的适用性很强，通过外接电阻来输出电压值，简单便捷。
1 引言 1
1.1 研究目的 1
1.2 研究现状 2
1.3 研究方法 3
2 数控电压源设计方案 3
2.1 设计的基本要求 3
2.2 设计难度及解决方法 4
2.3 原理介绍 5
2.4 数控电压源所用元器件 6
3 数控电压源的硬件电路设计 11
3.1 A/D转换电路的工作原理 11
3.2 时钟震荡电路的原理 11
3.3 电压的预置复位电路 12
3.4按键电路的工作原理 13
3.5 显示电路的工作原理 14
3.6 电源的电路供电部分 15
4 数控电压源软件系统的设计 16
4.1 显示子程序的流程图 17
4.2 键扫子程序的流程图 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A 25
附录B 24
附录C 31
附录D 32
引 言
电源技术是一种非常实用的技术，其中数控电源技术的发展是最好的发展前景。在社会的各行各业都有广泛的应用。此次毕业设计的课题是基于单片机的数控电压源，是一款实用性很强的电子设备。这种先进的电压源与传统的电压源相比，它的功能多、容易控制、可靠性极高、抗干扰能力强、精度高而且体积比较小[1]。电源技术发展至今，不再是单单的一门独立的技术，它与电气、电子、系统集成完美结合在了一起。控制理论和材料等诸多领域。数控电压源是现在电子技术常用的设备，普遍的应用于学术、科学研究等领域，是电源领域里技术 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
人员进行技术试验以及科研研究不能缺少的设备。因为在电路试验中，稳定的数控稳压电源是为电路实验提供稳定的电流，为技术实验保证了准确性。同样的，在我们的日常生活中，我们用到的各种各样的电子设备都需要电压源提供电流电压。但是我们知道，日常生活中用的都是220V的交流市电。交流市电需要进行变压操作。具体步骤是电压调整，整流，滤波，稳压电路，这样可以基本把220V交流电为直流电。变压过程中，滤波器可以极大地减少波纹，使得输出电压更加稳定。现在的电子电路用的都是晶体管，用它来代替滤波器，好处是可以将电压源的体积变小，变得更加轻便。而且在家用电器领域，利用晶体管滤波省去了稳压器，这样这使得家用电器的成本越来越低，进入寻常百姓家成为可能。还将电器的重量和体积变得轻巧，利于运输和使用。
以前的数控电压源流行了很长时间，也出现了多种类型，但是总结来看，它们都普遍的存在以下的问题:
1)电压的输出不够精确，通过电位器、开关来调节电压已经不能满足如今的社会了。比如，当我需要电压在极小的范围里面调整的时候，传统的电压源是不可能实现的。这就需要精准的电压源来实现了。
2）心中的稳压电路组成系列，免于了过载保护和电流截止保护，问题同时存在，使得电路复杂困难，维护成本高，关键是电压精度无法保证。
因为以上的问题，精确电压源的出现变得迫在眉睫，具有较高的研究前景。而基于单片机的数控电压源可以极大程度的弥补一般的电压源的问题，为我的课题提供了良好的研究方向。
1.1 研究目的
因为存在许许多多的问题，这就催生了更为先进的电压源的诞生,而且直流的电源稳压输出是市面上最为常见、常用的电压源。它可以实现很多的功能和目的。（1）现在的输出电压需要额度、精准的电压，这个设备就可以在在这种情况下稳定的运转（2）电压值可以显示出来，一般显示在LED或者LCD显示屏上面。而早先的许多电压源都不是非常的稳定和可靠，存在着太多的问题。它们的输出电压控制方式单一而且较为落后；与现在的电压源相比，电压的输出不可能如此的精准，调整的范围很小，不能达到精度的要求；电器元件的使用效率极低，它的损耗率非常的高，造成了它的使用成本高，不是非常的实用；而且，各种电路元件种类繁多，使得电路变得很复杂，制造难度太大。这些问题都是非常的普遍的，因此，更为精准、易控制、简单易构成的稳压电源变得越来越重要。可以想象到，数字化控制、模块化、极强的独立性的现代电源是极为重要的。它们的高精度、高性能性，极大地解决了生产过程中可能出现的不确定的因素，提高了生产和生活效率。而且，日后的维护成本也变得比较低，系统的控制变得灵活有效。而模块化是现代工业生产的标志和方向，分块设计再有机结合这几个部分，形成了一个新的整体。设计思路清晰，设计简单易行，避免了好多问题。而且，以后的维护和检查变得简单，分块检查，有问题就拿出来代替，节约资源和时间，满足了现代大工业的要求。更重要的一点，现代的稳压电源，可以在不同的系统之间自由的转换，具有极强的通用性，跨系列跨系统成为可能。
1.2 研究现状
随着第三次科技革命为标志，计算机技术的飞速发展极大地推动了社会生产力的。通讯、信息技术成为当今社会的核心，同样的为新一代的电力电子技术的出现提供了背景和技术支持。所以高精度的电压源的出现成为了理所当然。上个世纪80年代左右数控电压源开始快速兴行起来，随着各方面技术的发展，数控电压源技术变得越来越成熟。但是需要说的是，当时的电压源仍有一些问题制约它的发展，像一般的电压源数控程度不够高、分辨率达不到要求、稳定性较差。因此以单片机为控制核心的数控电压源的出现成为了必然发生的事情。从上世纪80年代开始，单片机经历了高速发展阶段。单片机的容量变得越来越大，速度也越来越快[2]。使得精确电源有了更加强的技术支持。此外，造成数控电源的快速发展变化的电源技术，嵌入式电源智能系统和数字控制成为供电公司发展的新方向直流电源的智能化、无人值守技术、模块化直流技术更是将电源产业提升到了前所未有的高度，这样加强了电源的稳定性和可靠性，减少了维修和养护时间，提高了效率。
我国的电源技术从上世纪的60年代发展到现在,也经历了多个阶段。到90年代以后，随着科学技术的快速发展，生产力的变革同样冲击着电源行业。传统的直流/直流转换方式逐渐向着智能化方向发展。我国的电源行业加速发展起来了。产业规模越来越大，技术水平也位居世界领先地位。一大批具有我国自主创新标志的先进产品的出现，代表着我国的电源产业跃居世界一线水平。
但是客观的来讲，虽然改革开放以来我国的电源产业发展很快，但是和一些欧美国家比较，我们仍然有很大的差距。具体表现在，资本水平投入相差较大，电力供应的稳定性，先进的检测设备，智能化，网络和创新能力差距几十年之久。不同的是，在资本水平高速发展的10-15年，电力供应的稳定性，先进的检测设备，智能化，网络和创新能力都极大的领先我国。特别是在智能电压源和网络模块化方面的差距比较大。但是，我们国家的电源产业也有自己的发展特点。放眼现在，基于单片机的数控电压源的产业发展越来越好。衍生出来的各种各样的产品在家用、工业、军事领域发挥着巨大的作用。因此可以想象，数控电压源的发展前景还是很大的。
2.1 设计的基本要求
模拟数字转换电路：将模拟的电压整合成数字电压值；
稳压电路：输出稳定的、到达要求的的电压。
图2.3数控部分电路
另外还有LM358运算放大器的技术参数以及原理。LM358与TL431共同构成了数控部分的核心。LM358有八个引脚，它的电源电压宽：单电源的情况下是可以从3V到30V，输出电压的摆幅大，这个稳压器的适用性很强，通过外接电阻来输出电压值，简单便捷。
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