基于单片机数控直流电源设计_毕业论文.doc

湖南商学院 本科毕业设计（论文） 初拟题目 数控直流电源设计 课题类别 设计 eq \o\ac(□,√)　　论文□ 课题来源 生产□　　科研□　自拟 eq \o\ac(□,√) 学生姓名 学 号 学 院 计算机与电子工程学院 专 业 电子信息工程 班 级 指导教师 职 称 本次我们所设计的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，输出电压的大小调节通过“+”、“-”两键操作，分别作加、减电压控制，单片机将根据按键锁进行的操作增加或减小Ｄ／Ａ转换电路的输入数值，Ｄ／Ａ转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后经过射极跟随器控制调整输出级输出所需的稳定电压。并ICH707芯片实时测试显示输出电压的变化，使设计更加人性化。 第二章 方案论证及比较 2.1 控制器部分 方案一：应用PIC芯片作为控制器。PIC单片机系列是美国微芯公司（Microship）的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。PIC系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器（TRISn , 其中n对应各口，如A、B、C、D、E等），从而解决了51系列I/O脚为高电平时同为输入和输出的状态。当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态；置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言，这是一个很大的优点，它可以直接驱动数码管显示且外电路简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程（ISP）功能。 方案二：应用AT89S51作为控制器。51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。51系列的另一个优点是乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。而且，51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。低电平时，吸入电流可达20mA，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十μA甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流形成的），基本上没有驱动能力。 PIC芯片的内置很强大，但是一方面它的价格比较昂贵，另一方面，也是由于我们对PIC不大了解，没有试验过，所以，我们选择了51作为我们的控制器。这样一来，我们实现一些功能就必须要加外围电路了。 2.2 显示部分 方案一 ：使用LED显示。优点：可是角度宽，价格便宜。缺点：显示的内容少，介面呆板，而且占用较多的IO口资源。 方案二 ：使用1602液晶显示器。可视面积大，介面美观，抗干扰能力强，调用方便简单，而且可以节省软件中断资源，应用串行连接，节省I/O口资源。 这次，我们选用了LED作为我们的显示器。因为1602液晶显示器相对来说比较昂贵，而且我们的显示部分只是显示电压的输出值。用四位数码管就可以实现。但是，使用LED占用了比较多的Ｉ／Ｏ资源。 2.3 电源部分 方案一：三端固定输出电压式稳压电源78XX系列运用其器件内部电路来实现过压保护、过流保护、过热保护 。这使它的性能很稳定。能够实现1A以上的电流 器件具有良好的温度系数。并且有多种电压输出值5V~24V，因此产品的应用范围很泛 。可以运用本地调节来消除噪声影响，解决了与单点调节相关的分散问题输出电压误差精度分为±3%和±5% 。 方案二： LM117/LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。LM117/LM317 的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标 准的固定稳压器好。LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM117/LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM117/LM317 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM117/LM317能够有许多特殊的用法。比如 把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过117/LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还 可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。 通过比