基于单片机数控电源设计
目 录
摘要...........................................................................1
Abstract........................................................................2
第1章. 题目分析与方案论证............................................3
1.1 题目分析...............................................................3
1.1.1 基本要求............................................................3
1.1.2 发挥部分............................................................3
1.2 系统基本方案....................................... …………………..3
1.2.1 各模块方案选择与论证............................................3
1.2.2 系统各模块的最终方案............................................4
第2章. 系统的硬件设计与实现..........................................4
2.1 主要单元电路设计.....................................................4
2.1.1 主电源电路..........................................................4
2.1.2辅助电源电路........................................................5
2.1.3调整放大电路....................................... ................6
2.1.4 单片机系统.......................................... ...............6
2.1.5 A/D D/A模块.....................................................9
2.1.6键盘显示电路.......................................................9
第3章. 系统指标测试....................................................10
3.1 测试仪器与设备.......................................................10
2.2 测试数据记录..........................................................10
3.2.1 输出电流范围测试..................................................11
3.2.2电流参数测试........................................................11
第4章. 误差分析...........................................................11
总结...........................................................................12
参考文献......................................................................13
【摘要】本设计是基于单片机的一种数控电源,与一般电源相比具有宽范围电流输出、可修改性所需电流键盘输入、两级步进调节、输出电流及设定电流显示、负载两端电压显示、纹波系数小等特点。它以AT89S52作为核心控制器,包括电源、取样放大、A/DD/A转换、键盘控制与显示等模块。可以通过键盘设置，修改系统的输出电流，使用方便；用串行接口A/D、D/A器件进行检测和控制，控制部分电路简单,连线少,结构紧凑；电源部分由基准源扩流而成，加上多级滤波，提高电源稳度和精度，电流输出较为平稳；综合测试表明，本恒流源功能齐全，输出电流精度较高，方便灵活，具有很高的性能价格比,全面实现了题目的要求。
【关键字】数控，步进调节，纹波电流。
Abstract
The design is a current source with numerical control which based on the singlechip. By comparison with the normal current source, it has some distinguishing feature,such as : broad range output of current , keyboard entry of changeable current needed, adjustment by two steps , display of the current output and current setting, small coefficient ripple.
The structure of the design include a nucleus manipulator (AT89S52 ), the current , sampling, comparision amplification, A/D, D/A converter, keyboard display, and so on .It can change the electric current through the keyboard setting. Using serial interface, A/D, D/A device checking & controlling make the circuit of the dominate part simple. It can improve the stabilation and accuracy of the current because it using the reference source and multilevel filter waves to combine the current . Therefore , the ouput of the current is stable .
The whole test prove that this constant-source design has many advantages , which just conform to the requirements of the subject, as complete facility , accurate output current , convenient use , reasonable cost with the performance .
Key words：current source，numerical control，stepping adjustment，ripple current
分析与方案论证
1.1题目分析
本题要求设计并制作一个数控直流电流源。输出电流：500mA，纹波不大于10mV；。
1.1.1 基本要求
（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；
（2）输出电流：500mA；
（3）输出电压值由数码管显示；
（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；
（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V
1.1.2、发挥部分
（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；
（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；
（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）
1.2 系统基本方案
根据题目要求，系统可以分为电源模块，数控恒流模块，键盘显示模块等三个主要模块。
1.2.1各模块方案选择与论证
（1）电源模块
主电源电路
方案一：采用集成三端稳压LM7815供电。变压器输出经整流滤波后送入7815稳压，输出15V电流供给电路使用，电路原理非常简单，制作方便，但其无法提供系统要求的最大2A的工作电流，同时其纹波系数较高，对于提高电流输出精度有比较大的影响，精度不够。
方案二：采用集成电路开关电源模块。交流220V电源直接经电源模块转成直流电供电路使用，供电效率比较高，也可以提供足够大的电流，但其电磁干扰较大，可能会影响系统的正常工作。另外其电源精度不够高
方案三：采用TL431可调电压基准扩流的方法。TL431是三端可调分流基准源，其输出电压基准很稳定而且输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从2.5V到36V范围内的任何值，最大输出电流100mA。，经9013与MJE3055大功率管（连接成达林顿形式）扩流后仍然保持较高精度的输出电压，电流也完全可以满足系统最大输出2A的要求。
根据系统要求，输出电压≤10V，电流最大2A，方案一选用三端稳压器件无法满足其电流的782