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基于单片机数控电源设计

1 绪论

在今天的生活中，我们经常使用各种电源，电源技术为各行各业服务。直流稳压电源是电子技术中常用的设备，广泛应用于实验、教学、科研等领域。数控电源一般由单片机系统组成。单片机数控电源以单片机为控制核心，配备相应的外围电路和功能软件，实现具有一定电压调节功能的电源，包括硬件和软件，合理部署和使用硬件和软件，实现数控电源的设计。

1.1 主题的背景和意义

数控电源技术是一种实用的工程技术，服务于许多行业。现今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等众多学科领域。DC稳压电源是电子技术中常用的仪器设备之一，广泛应用于教学、科研等领域。它是实验者和电子设计师在实验和科研中不可或缺的电子仪器。在电子系统中，电压稳定的直流电源通常需要供电。传统直流电源的稳压过程由电力变压器、整流、滤波器、稳压四部分组成，具有功能简单、干扰大、可靠性低、精度低、体积大、复杂性高的缺点。

在现代家用电器等电子产品中，通常需要电压稳定的直流电源。但在现实生活中，都是市电供电。通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转化为稳定的直流电源。滤波器用于过滤整流输出电压中的纹波。一般来说，传统电路由滤波扼流圈和电容器组成。如果用晶体管滤波器代替，可以减少直流电源的体积和重量。此外，晶体管滤波器的直流电源可用作家用电器的电源，无需直流稳压器，这不仅降低了家用电器的成本，而且减少了其体积，使家用电器的电源电路小型化。传统的直流稳压电源通常配备电位器和波段开关来调节电压，电压表指示电压值的大小。因此，电压调节精度不高，读数不直观，电位器容易损坏。单片机控制的直流稳压电源可以更好地解决上述传统稳压电源的不足。

1.2 国内外研究现状

在中国，电力行业以电子学为核心技术，自20世纪60年代中期至90年代以来，电力行业已进入快速发展时期。电信和数据通信设备的技术更新促进了电力行业向更高的灵活性和智能方向的发展。一方面， 另一方面，在国家资助和创新意识的领导下，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。一些技术难度大、国际先进的产品出现在电力行业，此外，还产生了大量具有代表性的研究成果和产品；目前，我国还开展了研究或基础创新研究，跟踪各种国际前沿课题。然而，与发达国家相比，我国直流稳压电源行业存在较大差距和不足。电力产品的可靠性、开发投资、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、可持续创新能力等方面存在较大差距，特别是直流稳压电源的智能化和网络化。虽然国内厂家生产的直流稳压电源也在向数字化方向发展，但大多限于输出显示或多组数值预置。虽然国内制造商生产的直流稳压电源也在向数字化方向发展，但它主要局限于输出显示或多组数值预置。一般来说，国内直流稳压电源制造技术在智能化方面相对落后，面临着激烈的国际竞争，是一个严重的挑战。

1.3 主题的主要内容

(1)如何控制电源的输出。

系统设计的目的是用单片机取代传统直流稳压电源中的手动旋转电位器，实现输出电压在电源范围内的步进可调，精度要求高。实现液晶显示器的方法有很多，可以用键盘控制，用软件设置实现0.1V步进，通过DAC如何选择简单有效的方法来控制电源输出或使用其他更有效的方法是本课题需要解决的首要问题。

(2)完整的数控直流电源功能。

数控直流稳压电源应实现电压键盘输出控制，并具有输出、电压比较、数组存储和预置功能。此外，一些特殊的功能也应该根据所需的电源选择。如何有效地实现这些功能也是研究需要解决的问题。

(3)设计要求。

输出电压范围：0.5V~10V，电压步进：0.1V；

输入电压由液晶显示；

自制键盘可通过键盘输入电压值；

输出电压值可在输出端用万用表测量；

1.4 论文的总体结构

本文的主要研究内容简要介绍了主题的背景、意义、国内外研究现状， 包括完整的目标、功能和性能指标。

第二部分提出了数控直流电源的总体设计理念和几个实现方案的论证，以及相关系统实现的功能，对这些方案的可行性进行了比较和分析，选择了基于51的方案 单片机系统的数控直流电源方案简要介绍了该方案所使用的基本知识和设备。

第三部分模块化详细阐述了基于51的细节 系统的整体结构和设计框图包括数据单片机控制模块、数模转换模块、稳压控制模块和键盘模块。

第四部分主要阐述了数控直流电源软件系统的设计理念和软件设计过程。

第五部分测量和评估数控直流电源的性能参数，并分析误差。

第六部分给出了数控直流电源的结论。

本文分为六个部分，主要阐述了设计方案的选择和确定，以及对系统硬件设计和软件设计的具体讨论。由于我的知识、实际应用水平和工程实际水平有限