论文数控步进直流稳压电源的设计与制作..doc

数控步进直流稳压电源的设计与制作 安徽机电职业技术学院 创新工作室 摘　要：本课题设计以AT89C51为核心，通过A/D、D/A转换、V/I转换及独特的算法实现了高精度的，电压输出范围为0～12V，电流输出范围为0mA～1A的数控步进直流稳压电源。该电流源具有电压可预置，0.5V步进，同时显示给定值和实测值等功能。 关键字：AT89C51，数控电源，A/D、D/A转换、V/I转换 CNC stepping dc voltage source of design and manufacture Abstract : This topic design USES AT89C51 as the core, the A/D, D/A transformation, V/I conversion and unique method of high voltage output, the range of 0-12 V, current output for 0mA ~ 1A nc stepping dc voltage stabilizer. With the current source voltage preset, 0.5 V stepping, given value and values etc. Function. Key words : AT89C51, Numerical controlled source,A/D、D/A converter、 V/I converter 目 录 1. 系统设计 3 1.1 设计要求 3 1.1.1 基本要求 3 1.1.2 技术指标 3 1.2 总体设计方案 4 1.2.1 方案论证与比较 4 2. 单元电路设计 7 2.1 电压源电路设计 7 2.2 控制器电路设计 8 2.2.1 单片机最小系统设计 8 2.2.2 A/D、D/A电路设计 8 2.3 键盘电路设计 9 2.4 显示器电路设计 10 2.5 稳压电源电路 10 3. 软件设计 11 3.1 软件设计流程图 11 3.2 软件功能、算法及源程序： 12 4. 系统测试 14 4.1 测试使用的仪器 14 4.2 指标测试和测试结果 14 4.2.1 输出电压范围测试 14 4.2.2 电压显示准确性测试 14 4.2.3 电流显示准确性测试 14 4.2.4 步进功能测试 15 4.2.5 纹波功能测试…………………………………………………………………………………………15 5. 结语 15 参考文献 16 附录1 主要元器件清单 16 附录2 单片机最小系统原理图 17 附录3 模块电路原理图 17 附录4 单片机最小系统PCB 19 附录5 模块电路PCB 19 附录6 操作说明： 20 电源就按照这个目录写，好的，加上单元电路调试的方法、问题与解决、电路与程序的改进、问题与不足。 1. 系统设计 设计并制作数控步进直流稳压电源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压0～+12V。其原理示意图如下所示。 1.1 设计要求 题目要求设计并制作数控步进直流稳压电源。其要求如下: 1.1.1 基本要求 （1） 通过“＋”、“－”键步进调整输出电压，可调范围为0～+12V，步进幅度为0.5V。 （2） 输出电压和电流值通过4位LED显示，显示精度分别为0.1V和0.01A。通过“F1”键实现电压/电流显示切换，开机默认显示电压，按“F1”转换为显示电流，再按“F1”转换为显示电压。4位LED末位显示单位，电流显示“”，电压显示“”。 （3） 过流保护与报警功能。 1.1.2 技术指标 （1） 交流输入电压范围：220V±10％ （2） 输出电压范围：0～+12V （3） 输出电流范围：0～1A （4） 输出纹波电压：10mV（输出电压为10V，输出电流为500mA时测得） （5） 过流保护动作电流：1.1 A 1.2 总体设计方案 1.2.1 方案论证与比较 （1）电压源模块方案 方案一：采用集成稳压器构成的开关恒压源。 方案二： 图1.1 采用集成稳压器构成的开关电压源原理框图 （2）控制器模块方案 方案一：采用FPGA作为系统的控制模块。FPGA可以实现复杂的逻辑功能，规模大，稳定性强，易于调试和进行功能扩展。FPGA采用并行输入输出方式，处理速度高，适合作为大规模实时系统的核心。但由于FPGA集成度高，成本偏高，且由于其引脚较多，加大了硬件设计和实物制作的难度。 方案二：采用AT89C51作为控制模块核心。单片机最小系统简单，容易制作PCB，算术功能强，软件编程灵活、自由度大，较好的发挥C语言的灵活性，可用编