基于单片机的直流稳压电源智能控制系统设计.doc
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1、基于单片机的直流稳压电源智能控制系统设计随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。其良好的性价比更能为人们所接受,因此,具有一定的设计价值。一、系统设计(一)方框图设计。该电路采用单片机(AT89C51)作为主控电路,由三端集成稳压器(LM317)作为稳压输出部分。另外,电路还增加参考电压电路、D/A转换电路、电压放大电路、
2、显示电路等部分电路。其方框图如图1所示:图1 用单片机制作的直流稳压可调电源框图整个电路的运行需要模拟电压源提供+5V,15V的模拟电压,以便使电路中的集成数字芯片能够正常工作。电路运行时,首先由单片机设置初始电压值,并送显示电路显示。然后将电压值送D/A转换电路进行数模转换,再经放大电路进行电压放大,最终反馈到三端集成稳压器(LM317)输出模拟电压。(二)硬件设计。本电路的硬件组成部分主要由单片机(AT89C51)、变压器、整流电路、滤波电路、稳压器(LM317)、参考电压电路、D/A转换电路(DA0832)、放大电路、显示电路等组成。硬件电路如图2所示,整个电路通过单片机(AT89C51
3、)控制,P0口和DAC0832的数据口直接相连,DA的CS和WR1连接后接P26,WR2和XFER接地,让DA工作在单缓冲方式下。DA的11脚接参考电压,通过调节可调电阻使LM336的输出电压为5.12V,所以在DAC的8脚输出电压的分辨率为5.12V/256=0.02V,也就是说DA输入数据端每增加1,电压增加0.02V。图2 单片机控制直流电压输出电路图DA的电压输出端接放大器OP07的输入端,放大器的放大倍数为(R8+R9) /R8=(1K+4K) /1K=5,输出到电压模块LM317的电压分辨率为0.02V5=0.1V.所以,当MCU输出数据增加1的时候,最终输出电压增加0.1V,当调
4、节电压的时候,可以以每次0.1V的梯度增加或者降低电压。本电路设计两个按键,S1为电压增键,S2为电压减键,按一下S1,当前电压增加0.1v,按一下S2,当前电压减小0.1V.显示部分由三位共阳数码管和74LS164串入并出模块组成,电路如图3所示,可以显示三位数,一位显示十位,一位显示个位,另外还有一个小数位,比如可以显示12.5v,采用动态扫描驱动方式。本主电路的原理就是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,给电压模块作为最终输出的参考电压,真正的电压,电流还是稳压模块LM317输出。图3 显示部分(三)软件设计在本电路中由于CPU的工作任务是单一的,因此,源程序的工作过程为:
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