代码收藏家 基于单片机的小功率数控直流稳压电源设计
**单片机设计介绍，基于单片机的小功率数控直流稳压电源设计
文章目录
一 概要 二、功能设计 设计思路 三、 软件设计 原理图 五、 程序 六、 文章目录
一 概要
基于单片机的小功率数控直流稳压电源设计概要如下：
一、设计概述
本设计采用单片机作为控制核心，设计一款小功率数控直流稳压电源。该电源旨在将输入的交流电转换为稳定的直流电输出，并具备数控调节输出电压的功能。设计重点在于利用单片机实现对输出电压的精确控制和稳定输出。
二、设计要求
输入电压：AC 220V±10%，频率50Hz。
输出电压/电流：DC 0~15V可调，最大输出电流2A。
输出纹波电压：≤±0.1V。
三、系统组成
单片机控制模块：选用AT89C51或其他适合的51系列单片机作为控制核心，负责接收用户指令、处理传感器信号、控制电源输出电压。
电源转换模块：将输入的AC 220V转换为DC电源，并初步稳定电压。
数控调节模块：通过数摸转换器（DAC）实现对输出电压的精确调节。例如，使用DAC0832或其他适合的DAC器件。
电压/电流检测模块：利用传感器实时检测输出电压和电流，确保输出稳定并符合设定值。
按键/显示模块：提供用户操作界面，用户可以通过按键设置输出电压，并通过显示器查看当前输出电压值。
保护电路模块：设计过流、过压、过热等保护电路，确保电源在异常情况下自动关闭，保护设备和用户安全。
四、设计流程
系统硬件电路设计：
设计单片机最小系统电路。
设计电压调整电路，包括电源转换电路和数控调节电路。
设计A/D、D/A转换电路，用于电压/电流检测和数控调节。
设计保护电路，确保电源在异常情况下自动关闭。
设计按键、显示、声光报警电路，提供用户操作界面和故障提示。
电路原理图绘制：利用Protel等电路设计软件完成电路原理图的绘制。
电路仿真验证：在Proteus等仿真环境下建立电路仿真模型，结合硬件编写相应的软件程序并仿真验证系统功能。
硬件实现与调试：根据电路原理图制作实际电路板，并进行硬件调试，确保电路功能正常。
软件编程与测试：编写单片机控制程序，实现电压的数控调节、显示、按键控制等功能，并进行软件测试，确保软件功能正常。
五、设计特点
数控调节：通过单片机和DAC器件实现对输出电压的精确调节，满足用户对不同电压值的需求。
稳定输出：利用电压/电流检测模块和单片机控制，确保输出电压稳定并符合设定值。
操作便捷：通过按键和显示器提供用户操作界面，方便用户设置输出电压和查看当前电压值。
安全可靠：设计过流、过压、过热等保护电路，确保电源在异常情况下自动关闭，保护设备和用户安全。
六、总结
本设计基于单片机的小功率数控直流稳压电源具有数控调节、稳定输出、操作便捷和安全可靠等特点。通过单片机控制实现对输出电压的精确调节和稳定输出，同时提供用户操作界面和故障提示功能，方便用户进行电压设置和故障排查。
二、功能设计
1.设计要求：
(1) 输入电压：AC220V±10%，频率50Hz；
(2) 输出电压/电流：DC 0~15V可调，最大输出电流2A，但也不能是毫安级别；
(3) 输出纹波电压：≤±0.1V。
具体的工作内容 :
（1）系统硬件电路设计：（1）单片机最小系统电路；（2）电压调整电路（3）A/D、D/A转换电路；（4）保护电路；（5）按键、显示、声光报警电路；（6）辅助电源电路。
（2）利用protel软件完成电路原理图的绘制；
（3）在proteus环境下建立电路仿真模型，结合硬件编写相应的软件程序并仿真验证系统功能；
2.设计方案：
设计以单片机AT89C51为控制核心，通过数摸转换器DAC0832 来实现对稳压电源的调节，使用按键进行控制，控制电压DC0~15V可调。使用显示器进行显示，数字显示输出电压。同时使用发光二极管和蜂鸣器进行报警。同时在在硬件电路中加入保护电路，保护器件正常运行。
3.实现功能补充说明:
1.输出+15V,-15V，+5V的直流电；
2.通过按键进行控制，按下+键增加0.5V，按下-键减少0.5V，误差不超过0.1V；
3.要通过8位的显示器显示，一个是要显示自己的设定值，另一个要显示实际输出值。例如：14V, 13.9 V这样自己设定的是14V，输出显示的是13.9V;
4.要通过按键给的值进行D/A转换然后电流调整实现0-15V可调;
5.同时电流不能太小，不能是毫安级别的，至少要达到安;
6.输出以后，通过采集电路将电流和电压进行采集，将采集的信号进行A/D转换反馈到AT89C51单片机，与输出的数据进行比较，实现0-15V可调稳定输出;
7.同时设计保护电路，对整个电路进行保护，同时还具有声光报警电路，对整个电路进行报警。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
————————————————
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
————————————————
原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
————————————————
六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：01单片机设计
