1、哈 尔 滨 剑 桥 学 院毕 业 设 计论文题目： 基于单片机的可调直流稳压电源设计 学 生： 李玉秋 指导教师： 刘媛媛 讲师 专 业： 电子信息工程（电气及其自动化）班 级： 09 电气 4 班 2013 年 5 月哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 任 务 书题目名称：基于单片机的可调直流稳压电源设计立题意义：可调稳压电源不仅具有开关电源体积小，损耗低的优点，还具有线性电源输出电压纹波小，输出特性好的优点。并且引入单片机控制，使其在功能上具有一定智能化，能够满足一般低限度场合的供电需要。具有一定的的研究意义及实用价值。技术条件与要求：1.熟练掌握单片机原理、功能、程序设计。2.掌握稳压工作原理
2、、电压调节方法、AD 芯片和单片机的工作原理。任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）一、任务内容：1.查阅文献，掌握单片机的发展现状及未来发展趋势，稳压工作原理、电压调节方法、AD 芯片和单片机的工作原理。2.进行单片机硬件设计，实现开关电源的数控调节。3.进行单片机程序的设计。4.实现直流开关电源在单片机的控制下能够输出稳定的、可调的直流电压 0.1 15V 步进调节。二、计划、时间安排2012 年 4 月 26 日2013 年 4 月 7 日 选题、撰写阶段2013 年 4 月 8 日2013 年 5 月 12 日 中期检查阶段2013 年 5 月 13 日2013
3、 年 5 月 24 日 整理、答辩阶段2013 年 5 月 25 日 毕业论文（设计）答辩三、完成工作量与水平具体要求按照计划进度、指导教师的要求完成预定的工作量、提高论文的设计水平。 专业负责人意见: 签名：年 月 日哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 审 阅 评 语一、指导教师评语是否同意答辩： 同意答辩 不同意答辩 指导教师（签名） 职 称 年 月 日 二、评阅人评语是否同意答辩： 同意答辩 不同意答辩 评阅教师（签名） 职 称 年 月 日 哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 答 辩 评 语 及 成 绩三、答辩委员会评语四、毕业设计成绩签 字（盖章）：五、答辩委员会主任单位： 答辩委员会主任职称：
4、答辩委员会主任签字： 年 月 日I基于单片机的可调直流稳压电源设计摘 要随着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，目前，市场上各直流电源的基本环节大致相同，主要都包括交流电源、交流变压器(有时可以不用)、整流电路、滤波稳压电路等。本文运用了将单片机控制系统应用于开关稳压电源的方法和原理，提出的开关电源可调稳压输出的观点。认为可以实现开关电源的数控调节，并通过分析稳压工作原理、电压调节方法、AD 芯片和单片机的工作原理，使输出电压下实现了 0.1 15V 步进调节。最终得出了直流开关电源在单片机的控制下能够输出稳定的、可调的直流电压。该可调稳压电
5、源不仅具有开关电源体积小，损耗低的优点，还具有线性电源输出电压纹波小，输出特性好的优点。并且引入单片机控制，使其在功能上具有一定智能化，能够满足一般低限度场合的供电需要。具有一定的的研究意义及实用价值。关键词：稳压电源；单片机；ADIIAdjustable DC Regulated Switching Power Supply Base on Single-chip MicrocomputerAbstractWith the rapid development of electronic technology, the DC power supply is widely used, its q
6、uality directly affects the electrical device or control the working performance of the system, at present, the market of the direct current power supply the basic link of roughly the same, mainly includes the AC power, the AC transformer (sometimes can not), a rectification circuit, a filtering vol
7、tage stabilizing circuit.This paper discusses the application of the single chip microcomputer control system applied in switching power supply method and principle, puts forward view point of adjustable voltage regulator output switching power supply for. That can realize switching power supply con
8、trol regulation, and through the analysis of the working principle of voltage, voltage regulation method, A/D chip and the principle, so that the output voltage achieves to step regulator of 0.115V. Finally draw the conclusion that the DC switching power supply under the control of single-chip micro
9、computer can output stable, adjustable DC voltage.The adjustable regulated power supply has not only the advantages of small volume, low loss,but also the advantages of small output ripple voltage of linear power supply, advantages of output characteristics. And the introduction of SCM control, its
10、function has certain intelligence, can satisfy needs of the general low limit the power occasions. And has certain research value and practical significance.Keywords: Regulated Power Supply; SCM; AD ChipIII目 录摘要 .IAbstract.II1 绪论 .11.1 可调直流稳压电源国内发展现状 .11.2 可调直流稳压电源国外发展现状 .11.3 可调直流稳压电源研究的目的及意义 .12 可
11、调直流稳压电源的基本原理 .32.1 直流稳压电源总体结构 .32.2 AT89C51 单片机原理及其介绍 .42.3 数码管动态显示原理介绍 .82.4 数模转化电路原理介绍 .112.5 电源变压器原理介绍 .152.6 整流电路原理介绍 .152.7 滤波电路原理介绍 .162.8 稳压电路原理介绍 .182.9 保护电路原理介绍 .193 可调直流稳压电源硬件电路设计 .203.1 Protel 99SE.203.2 电源原理图设计 .223.2.1 开关电源电路设计 .223.2.2 模数转换电路设计 .223.2.3 保护电路设计 .233.2.4 单片机控制电路设计 .243.2
12、.5 数码管显示电路设计 .243.2.6 电源硬件电路原理图 .254 可调直流稳压电源软件设计 .264.1 Keil 编程软件 .26IV4.2 C 语言程序 .26结论 .30致谢 .31参考文献 .32哈尔滨剑桥学院毕业设计1基于单片机的可调直流稳压电源设计1 绪论1.1 可调直流稳压电源国内发展现状在我国，以电力电子学为核心技术的电源产业，从二十世纪四十年代中期开始形成，到了九十年代以来，电源产业进入快速发展时期。一方面，电源产业规模的发展的发展在加快；另一方面，在国家自然科学基金的资助和创新意识指导下，我国电力电子技术的研究从吸收消化和一般跟踪发展到前沿跟踪和基础创新，电源产业界
13、涌现了一些技术难度较大，具有国际先进水平的产品，而且还产生了一大批具有代表性的研究成果和产品。目前国内还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究或基础创新研究。但我国在电源产品的质量、可靠性和智能化的方面相对落后。1.2 可调直流稳压电源国外发展现状而以美国为首的几个发达国家，在电源产品的工艺水平、开发投入、生产规模、先进检测设备、网络化和持续续航能力等方面相对领先。现在，正向着数字化、模块化和绿色化等方向发展。欧美等国的直流稳压电源多采用向开关电源实现，开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领
14、域，并派生了很多新的研究方向。开关电源在通信领域中，通常将高频整流器称为一次电源而将直流-直流（DC/DC）变换器称为二次电源。同时，开关电源也在各种电子信息设备中，如计算机、充电电源等得到了广泛的应用。本文的主要内容就是研制一种高性能直流开关电源。1.3 可调直流稳压电源研究的目的及意义在当代科技与经济高速发展的过程中，电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提的现代信息技术革命，同时哈尔滨剑桥
15、学院毕业设计2也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，因此电源的数字化控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数控直流稳压电源就是一个很好的典型例子，人们对它的要求也越来越高，要想为现代人工作、科研，在当代科技与经济高速发展的过程中，电源起到关键性的作用。随着计算机和通讯技术发展而为生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展。对我们学生而言，在大学的实验室里和课程设计里面，有一个稳定可调的直流电源是很有必要的。因传统的直流稳压电源输出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的，并由电压表指示电压值的大小。这种直流稳压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高、不易调准、电路构成复杂、体积大等缺点，而基于单片机控制的数字式可调稳压电源能较好地解决了以上问题。 本题采用单片机和其它元器件及外围电路，开发一个数字式可调稳压电源。能够设定输出电压值、电压值输出显示、存储等功能。通过此系统的设计，让开发者更深刻的掌握单片机基本原理，并熟悉一些外围电路的扩展，以及进一步提高 C 语言的硬件编程能力。
