数控直流稳压电源

1、××××大 学 毕 业 设 计（论 文）题 目： 数控直流稳压电源设计 学 院： ×××××× 系 部： ××××× 专 业： ××××××××××× 班 级： ×××× 学生姓名： ××× 导师姓名： ×× 职称： ××

2、5;×× 起止时间：××年×月×日××年×月××日 目录摘要IAbstractII引言1第1章 基于单片机的数控恒压源的设计方案分析21.1 总体方案分析21.2 所用元件介绍21.2.1 单片机21.2.2 变压器简介51.2.3 ADC0804芯片介绍51.3 相关设计开发环境简介71.3.1 Keil C 51简介71.3.2 Multisim12.0 简介71.3.3 STC-ISP简介81.4 本章小结9第2章 系统硬件设计与仿真102.1 变压器降压电路102.2 整流滤波

3、电路设计与仿真102.3 BUCK模块电路132.3.1 BUCK电路基本结构132.3.2 参数的设计152.3.3 MOS开关管驱动电路162.3.4 BUCK电路设计与仿真162.4 ADC0804电压采样电路17第3章 系统的软件设计183.1系统整体软件分析183.2中断子程序介绍193.3 A/D采样子程序193.4 LCD1602软件设计20第4章 软硬件联合调试214.1 软硬件联合调试方案214.2 调试结果图21结论23致谢24参考文献25附录26摘要当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路-电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算器，所

4、有的电子设备都必须在稳定的直流电源的支持下才能正常工作。传统的线性稳压电源具有线性可调、输出稳定、技术成熟可靠等优点，但也存在体积庞大、成本高、无法数字量化控制等。随着半导体产业的不断发展，单片机等微处理器的性能和功能都得到了很大提升。基于单片机的数控直流电源也随之兴起，数控直流电源具有数控可调、输出稳定、体积小、效率高、成本低等诸多优点，已逐步取代传统线性直流稳压电源。本文主要介绍一款采用单片机作为微控制器， DC-DC BUCK电路进行电压调节，ADC采集输出后反馈调节等实现数控直流稳压输出电源的设计。关键字：数控直流，稳压电源，BUCK电路。IIAbstractPeople in tod

5、ay's society greatly enjoying the convenience brought by electronic equipment, but any electronic device has a common circuit - power circuit. Large supercomputers, small pocket calculator, all electronic devices must be to work in a stable DC power supply or under. The traditional linear power

6、supply with a linear adjustable output stable, mature technology and reliable, but there are also bulky, costly, can not quantify the number control. With the continuous development of the semiconductor industry, SCM, and other microprocessor performance and functionality have been greatly improved.

7、 NC DC power supply based on single chip also will rise, NC DC power supply CNC adjustable output stability, small size, high efficiency and low cost advantages, has replaced the traditional linear DC power supply.This paper describes a single-chip for the microcontroller, DC-DC BUCK circuit voltage

8、 regulation, after gathering feedback regulation ADC output NC DC output power supply design.Keywords: CNC, DC-DC, BUCK.数控直流稳压电源设计引言直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和科学研究所不可缺少的电子仪器。目前，电源技术已经融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。尤其是数控电源更是取得了空前的发展。随着电子产品的不断发展，传统的直流稳压电源的功能简单、不易控制、可靠性低、干扰大

9、、精度低且体积大、复杂度高等缺点越来越显现出来。从十九世纪90年代末起，电信与数据通讯设备的技术更新推动了电源行业中DC-DC电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展，从而开启了直流电源的设计向高效率和低功耗方向发展。目前，数控直流电源已越来越受到广大电子设计者的关注。本文主要介绍一种基于单片机的数控直流稳压电源的设计，系统设计的目的主要是要用微处理器来替代传统直流稳压电源中手动旋转电位器和模拟负反馈稳压调节模块。实现输出电压在电源量程范围内按键步进可调，模拟调节向数字化调节转变等，以达到更高的调节效率和更好的调节精度。最终实现输出电压0-20V以0.1V步进可调，最大输出电流1A等指标。33第

10、1章 基于单片机的数控恒压源的设计方案分析1.1 总体方案分析变压器整流滤波BUCK电路负载电压采样单片机按键LCD显示线性稳压通过查阅大量相关资料和对题目的系统分析，此次设计需要实现输出电压数控可调、输出电压不随负载变化等。因而，系统整体将包括：变压器、整流滤波、线性稳压、BUCK电路、单片机最小系统、ADC电压采样和LCD显示电路等模块。系统整体设计框图如图1.1所示。图1.1 系统整体设计框图系统整体设计思路是首先将220V、50HZ的交流电源输入到额定功率为50W、输出±18V的变压器上，通过降压获得18V低压交流电用于后端电路供电。接着通过整流滤波电路实现AC/DC转换。系

11、统采用三端线性稳压实现对单片机和控制模块的电源供电。按键和ADC采样信号共同控制调节PWM，通过改变占空比实现对BUCK电路输出电压的数控调节。最终通过LCD1602液晶屏实时显示输出电压状态。1.2 所用元件介绍1.2.1 单片机单片机，通常称为单片微型计算机，正因为如此单片机它又被通常被称为微控制器，它是把中央处理器（CPU）、存储器(ROM)、定时/计数器、输入输出接口等元器件都高度集成在一块芯片上的一种微型的简单及实用的微型计算机。它的最大优点就是体积小，IO接口简单，功能较低、开发容易。 此次设计选用的单片机芯片是宏晶科技公司推出的STC12C5A60S2单片机，STC12C5A60

12、S2单片机代码集全部兼容传统应用的51单片机，可以用STC12C5A60S2单片机直接编程，与传统的51单片机有同样的晶体振荡电路，速度大大的提高，达到了传统51单片机的12倍多，STC12C5A60S2单片机端口功能拓展功能比传统的51单片机强大，效益高。有1280字节RAM、 32个I/O 口以及看门狗定时器、复位电路。除此以外还有4个16 位定时器/计数器和4个外部中断还有含有7向量和4级中断结构和全双工串行口。因此，用它作为系统控制芯片再合适不过了。STC12C5A60S2实物如图1.2所示：图1.2 STC12C5A60S2 实物图STC12C5A60S2的引脚如图1.3所示：图1.

13、3 STC12C5A60S引脚图 STC12C5A60S管脚介绍：电源引脚：VCC（40引脚）接+5伏，GND（20引脚）接地外部时钟引脚：XTAL1（18脚）：单片机的内部振荡器反向放大器电路和时钟产生电路的输入。随着片上振荡器，此引脚连接到外部石英晶体和微调电容。然后，使用一个外部时钟源，脚为外部时钟振荡器信号。XTAL2（19脚）：单片机的内部振荡器反向放大器电路的输出。使用内部振荡器的时候要连接外部的小电容和石英晶体。假如用了外部的时钟源，这个管脚就会悬空。控制信号引脚：RST：高电平的时候才有效,复位的时候，要保持住RST管脚存在两个机器周期的高电平ALE ：在FLASH编程时，它的

14、功能是输入编程脉冲。在一般的时候，ALE以固定频率f,输出正脉冲信号singnal，这个频率等于晶体振荡器的频率的八分之一。因此，它既能够成为外部输出的脉冲，同时也可以用于定时。我们要小心：当它被用作外部数据存储器的时候，会跳过ALE的脉冲。Vpp: 给出较高编程电压的输入。固化程序时使用。PSEN：应用于外部程序存储器rom的选通信号singnal。当外部程序读取存储器取地址时，每一个机器周期PSEN、NOP两次都有效。 PROG：主要用作提供编程脉冲给4KB Flash ROM。锁存器：开关状态表示着引脚输出电平的大小；一根来自CPU的数据总线控制着开关；这个数据总线被共用,同时连了很多的

15、其他器件；假如要让引脚给出高电平,很难让线的值维持不变。我们需要一个小的存储器单元，加开关在它前面，需要让它输出的时候，能够打开开关，使信号得以成功进入存储器单元，关上开关以后，信号就可以保存在其中，直至下个开关打开，然后这个位的状态就和其他器件没有任何关系。这个小的存储单元称之为锁存器。定时/计数器：它们的功能是用作定时器或着计数器，它们的工作模式有4种，可以选择合适的工作模式，设定T0或T1的功能模式，编程特殊功能的寄存器。定时/计数器T1使用在波特率发生器，SMOD的大小等于一，波特率为原来的两倍。串口在方式1工作。数控直流稳压电源设计1.2.2 变压器简介变压器是一种改变交流电压的装置

16、，组成其的成分是一级、二级铜线圈以及磁芯。其主要用途是：改变电压大小、改变电流大小、改变阻抗、以及稳压等。还可以分为：配电式、全密封式、组合式、干式油浸式、电炉、单相、整流变压器等等。基本组成：铁芯、它是整个变压器的的核心部件之一，一般是由含硅量较高的钢片叠轧而成，而铁芯主要分为有心和有壳两种。绕组、一般是由绝缘漆包裹的铜线绕成，绕组的匝数比直接决定输入输出电压的比例关系。变压器的功率输入电压影响变压器的铁心磁通。接入电压和变压器的磁心磁通量密切相关。而负载变化不会影响变压器的磁通电流，虽然负载的变化磁芯不可能饱和，但随之会导致线圈消耗增大，如果这些热量得不到很好的散出，线圈就会烧坏。因此在超

17、导材料还不是应用很广泛的情况下我们还是应敢加以注意普通变压器的谨慎使用。如图1.4是变压器的基本模型图：图1.4 变压器基本模型图1.2.3 ADC0804芯片介绍ADC0804是属于并行8 位 COMS依次逼近型，三态锁定输出 A/D转换器，这类型的A/D转换器，存取时间135uS，转换时间100uS， 工作温度070 。它具有转换速度快、分辨率高外、价钱低等优点，在电子设计中被广泛使用。如图1.5为ADC0804的管脚图：图1.5 ADC0804管脚图ADC0804芯片各个引脚的主要作用：CS 、RD 、WR ：这三个引脚是数字信号控制输入端，它们满足TTL&

18、#160;逻辑电平。其中CS 引脚和WR引脚是控制模数转换的，这两个引脚是启动信号。模数转换的结果用RW和RD来读取，这两个引脚同时为低电平的时候，就会出现数据锁存RE，同时在Q0Q7 的端口上都出现8 位并行二进制的数。INTR ： 这个引脚是转换结束时，用于输出信号的引脚，可以用作单片机的中断或作为查询的信号。将RE 和WR 引脚与INTR 引脚信号线相连，这样设计就处在自动循环的模数转换的状态了。当CS是低电平的时候，同意进行模数 转换。WR 引脚从低变到高的时候，模数转换开始进行工作，8

19、 位的数据依次逐位进行对比，总共要用64 个时钟周期，然后增加有关控制逻辑的操作步骤，每次转换要用66至73 个周期。这个引脚主要应用在fCLK频率等于640千赫兹的频率时，而模数转换工作的时间大约等于102到113之间。当fCLK超过640KHZ频率的时候，模数转化的精准度就会减少，当频率超过承受的极限值1460KHZ的频率 时电路就会不能正常进行工作。VIN（）和VIN（）：需要被转化的电压信号输入到模数转换芯片中，这个芯片允许这个信号是不与其它共地的电压信号、或者是差动信号。AGND和DGND：模数 转换器一般情况下都要设置这两个引脚。V

20、REF2：这个引脚是参考电压设置管脚，VREF/2 的电压需要外围电路对它提供，从“VREF/2”引脚送入的电压信号可以作为本电路公共参考的值，VREF/2引脚端电压的信号值，需要是输入电压V变化范围的二分之一。所以通过调节VREF/2 引脚处电压值来控制模拟输入电压的信号的编码值。1.3 相关设计开发环境简介1.3.1 Keil C 51简介此次对于软件编译我使用的是美国Keil Software公司设计开发的一款基于MC 51单片机系列的C语言编译开发软件。Kei软件可以对C语言进行编译、连接、汇编、库管理等功能，它通过一个集成开发环境uVision将编译、连接等都全部

21、汇总在一起，使得开发简洁、高效、容易。在可读性和结构方面C语言都比汇编有优势。而且C语言是面向对象的一种开发语言学起来简单易用还功能强大，所以此次软件设计部分我将使用C语言编写。Keil软件开发编译界面如图1.6所示。图1.6 keil开发界面1.3.2 Multisim12.0 简介Multisim12.0是美国国家仪器（NI）有限公司推出的一款以Windows操作系统为基础的EDA仿真工具。非常适合用在板级设计的电路模拟和数字电路的开发设计工作等。此款软件可以通过使用电路原理图输入方式和硬件描述语言输入方式来设计电路。而且还有很大的电路仿真分析的能力。因此，广大工程师们就可以用Multis

22、im进行交互式的绘制搭建电路原理图文件和对电路进行模拟仿真。Multisim提供了大量的SPICE仿真模型，这样使用者就可以在不懂得SPICE技术的情况下很快地进行模拟仿真和分析设计电路的功能等。此款软件也非常适合电子信息技术等专业的教学实验使用。通过Multisim软件和它自带的虚拟仪器仪表，学生和老师就可以很轻松的完成从理论到原理图设计搭建，从仿真再到模拟测试这样一个完整的EDA综合设计流程。这样就极大的节省开发时间，缩短了开发周期。开发界面如图1.7所示。图1.7 Multisim开发界面此款软件以图形界面为主，继续使用菜单、工具栏和热键等相结合的控制方式。和Windows系统下一般的应

23、用软件的界面风格大致相同，使用者还可以根据自己的使用习惯和熟悉程度进行稍加改动使用。较为直观的图形式的开发界面使得整个操作就像在一个真实的电子实验工作台上进行一样。进行搭建电路所需要的大部分元器件和模拟仿真仪器仪表都在菜单栏里显示，使用时可以用鼠标直接拖放到图纸上，点击鼠标就可以将它们用虚拟导线连接起来。软件中的虚拟仪器的控制面板和操作的方式都与实际仪器仪表极为相似，测量的数据、波形和特性曲线等和真实的仪器显示的几乎一样；元器件库基本上含有世界主流元件生产商的大多数器件，而且使用者还可以对元件的各种参数进行简单编辑和修改。利用模型生成器以及代码模式创建模型等还能够创建自己的元器件。1.3.3

24、STC-ISP简介此次设计我采用的下载烧录软件是STC公司开发的烧录软件STC-ISP。软件界面如图1.8所示。STC-ISP 是STC公司专门研发的针对单片机下载编程烧录的一款软件，它可以可下载89系列、12系列和15等系列的STC单片机，使用方便、快捷、省时，被广大电子爱好者广泛使用。图1.8 STC-ISP下载烧录软件界面其他硬件设备：此次设计硬件搭建调试主要需要一些常用的电工电子仪器有焊台、学生电源、数字示波器、万用表等。必备器件有万用板、覆铜板、焊锡、导线常用电子元器件等。1.4 本章小结本章主要分析了系统设计需求，通过对比比较选择了合理的设计系统，并简要列出了系统主要模块框图。最后

25、简单介绍了此次设计所用到的开发环境，软硬件设备等。第2章 系统硬件设计与仿真2.1 变压器降压电路本次设计所用变压器为西安市丰华电器厂生产的R型变压器。实物如图2.1所示：图2.1 变压器实物拍照该变压器一共有两路的输出，分别是负18伏和正18伏，当每路输出电压空载的时候，交流电压的有效值接近了20V，峰值接近了28V，为了达到0V到24V的可调电压，我们只用其中的一路即可。应用该变压器降压后的电压完全满足我们后级电路的设计要求。2.2 整流滤波电路设计与仿真由于经过变压器降压后的电源依然还是交流电，而系统设计中的BUCK电路输入电源需要较为稳定的直流电。因此，这里需要添加整流滤波电路对交流电

26、进行处理以便获取系统所需要的较低直流电源。目前，针对整流的电路设计很多，大都基于二极管具有单向导通的特性设计。常见的整流电路有：半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路和倍压整流电路四种整流电路特性比较如表2.1所示。电路名称半波整流电路全波整流电路桥式整流电路倍压整流电路整流效率低，只用半周交流电高，使用正、负半周交流电高，使用正、负半周交流电高，使用正、负半周交流电整流二极管承受的反向电压低高低低电路结构简单一般复杂一般使用的二极管数量一只两只四只最少两只表2.1：我们较为常用的是全波整流电路，如图2.2是全波整流电路图。图2.2 全波整流电路图如图2.2所示，全波整流电路的工作原理如下：

27、当输入的交流电处在正半周时，在整流二极管1和3两端加了正向电压，整流二极管1和3此时导通；对整流二极管2和4两端加了反向电压，整流二极管2和4此时反向截止。电路中构成了Ue、D1、RI 、D3的通电回路。在负载两端形成了上正下负的半波电压。当交流电处在负半周期时，对整流二极管2和4两端加正向电压，此时整流二极管2和4导通，1和3反向截止。电路构成Ue、D2、RI、D4的通电回路。同样在负载上会形成上正下负的另外半波的整流电压。以此重复进行，就会在负载上便得到一个经过整流的全波电压。交流电信号经过桥式二极管整流之后，虽然方向变为了单向，但大小还是在不断地变化，电压不稳定。这样的直流电显然不能够直

28、接为负载所用。因此，要把波动的直流电变成波形平整的直流电，还需要再经过滤波处理以减小纹波系数。滤波的主要作用就是尽可能的减小整流后的电压和电流的纹波系数。使输出电源尽可能接近恒定的直流电。针对滤波电路，最为常用的滤波电路是在整流输出两端并入一系列滤波电容。使用电容滤波的主要原理是：电容本身是一个具有存储电荷的容器，当外接有电压到两端时，电容会进行充电储能，将电能存在电容中。当电容两端外加的电压消失或降低时，电容就又会将把之前存储的电能再释放出来，这样就会对波动的电压起到消高填低的作用。由于电容在充放电荷时是需要时间的不可能使得两端电压发生突变，就可以很好地对纹波大的电压进行滤波。一般在实际电源

29、设计中。滤波电容大小一般取：  C 5 TR如图2.3是此次整流滤波电路仿真截图。图2.3 整流滤波电路仿真截图电容选取了两个耐压值为50V，1000uF的电解电容，电容的容抗越大，那么滤波的效果就越好，为了兼顾电路的性能和成本等其它因素，我们便选取1000uF的电容。2.3 BUCK模块电路2.3.1 BUCK电路基本结构如图2.4所示，BUCK电路主要包括：开关元件Q1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。反馈环路一般由四部分组成：采样电阻网络、ADC转换、单片机处理器和驱动电路。BUCK电路主要通过将快速通断的开关管置于输入与输出之间，通过调节通断比例（占空比）

30、来控制输出直流电压的平均值。该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。图2.4 BUCK电路原理图Q导通：图2.5 Q导通时BUCK电路图如图2.5所示为Q导通时电路图，此时输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电。电感相当于一个恒流源，起传递能量作用。电容相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用。Q截止:图2.6 Q截止时BUCK电路图如图2.6所示为Q截止时电路图，电路中电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。如图2.7所示，BUCK电路输出电压电流随开关管工作波形图。图2.7 BUC

31、K电路输出电压电流波形图导通时Q的电流： （2.1）闭合时C的电流： （2.2）L的电流和输出电流的关系： （2.3） （2.4）输出电压与输入电压的关系： （2.5） （2.6）Buck为降压开关电路，它具有效率高，体积小，功率密度高等特点。Buck的效率很高，一般可以达到60%以上，电路损耗主要包括交流开关损耗、管子导通损耗、电感电容等效电阻损耗。2.3.2 参数的设计a、电感的参数 电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。在临界不连续工作状态时 所以 L越大，进入不连续状态时的电流就越小b、电容的参数电容的选择必须满足输出纹波的要求。电容纹波的产生一般包括：（1）电容

32、产生的纹波： 此文波相对很小，可以忽略不计；（2）电容等效电感产生的纹波：此文波在开关管频率为300500KHZ以下时可以忽略不计；（3）电容等效电阻产生的纹波：与esr和流过电容电流成正比。为了减小纹波，就要让esr尽量的小。通过分析，此次BUCK电路中电感选用10mH的磁环电感，它具有导磁性高、输出电流值大等特点。电容选用2个容值分别是1000uF和220uF的电解电容。2.3.3 MOS开关管驱动电路一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值就可以了，但实际上并非如此，分析MOS管的结构在GS，GD之间存在寄生电容，驱动MOS管实际上就是对电容的充放电。因此，驱动MOS管

33、通常要求：1触发脉冲要具有足够快的上升和下降速度；2开通时以低电阻力栅极电容充电，关断时为栅极提供低电阻放电回路，以提高功率MOS管的开关速度；3为了使MOS管可靠触发导通，触发脉冲电压应高于管子的开启电压，为了防止误导通，在其截止时应提供负的栅源电压；4开关管开关时所需驱动电流为栅极电容的充放电电流，功率管极间电容越大，所需电流越大，即带负载能力越大。查阅资料发现常用的MOS管驱动电路有：不隔离的互补驱动电路、正激式隔离驱动电路、有隔离变压器的互补驱动电路、集成芯片构成的驱动电路等。通过分析比较，发现使用三极管推挽驱动的电路结构即图腾柱结构，具有损耗低、相应速率快、结构简单、性能可靠、成本低

34、廉等特点。因此，此次设计采用图腾柱电路驱动MOS管。图2.8 图腾柱结构2.3.4 BUCK电路设计与仿真如图2.9为BUCK电压调节电路模拟仿真截图，图中，通过单片机控制输出脉宽调制信号PWM波实现对电路中开关管的通断，实现斩波降压输出。图2.9 BUCK电路模拟仿真截图如图2.9，输入直流电源V1为24V，通过开关管占空比为50%的PWM波斩波输出后电压恒定在了3.18V。图2.10 BUCK电路实物拍照2.4 ADC0804电压采样电路通过系统分析，若在输出端加上负载一般都会影响输出电压的变化。因此，为防止改变负载后电压会发生细微的变化，所以采用AD采样术，不断地时刻采集输出电压，进行比

35、较反馈给单片机，给定一个参数值进行电压值对比，然后通过按键微调PWM波的占空比，让输出电压和预置电压的值相同，同时可以防止电路自消耗而影响输出电压准确值。然后通过LCD显示器来显示输出的电压。通过分析，此次设计输出电压为020V，因此，ADC0804的信号输入端口不能直接接在电源输出端，需采用分压法来检测。系统软件设计数控直流稳压电源设计第3章 系统的软件设计3.1 系统整体软件分析通过查阅大量相关资料和系统分析后，此次设计软件部分需要控制单片机产生实时可调的PWM波、驱动ADC0804、驱动LCD1602，以及实时检测按键输入等。程序总体设计流程图如图3.1所示。 图3.1 系统总体设计流程

36、图此次设计软件系统开始工作后首先进行系统整体初始化，包括LCD1602初始化，ADC0804初始化，开启定时器中断T0、T1，确定初始输出的占空比等。进入人为操控模式时，通过按键调节所需要的输出电压值。通过闭环调控子程序不断调整单片机输出的PWM，对buck电路的MOS管进行驱动实现稳压输出。当接上负载之后，通过并联在输出端的大电阻分压得到电压信号被ADC0804采集，采集信号交给单片机处理之后再次调整PWM波从而实现输出电压恒定。3.2 中断子程序介绍本程序采用定时器中断T0,T1，并采用方式1来完成程序设计。中断子程序流程图如图3.2所示。图3.2 中断子程序流程图程序根据定时器T0，T1

37、中断来控制，调整PWM波的占空比，其中定时器T1控制高电平时间，定时器T0控制低电平时间，以此来完成对PWM波的占空比的改变。3.3 A/D采样子程序此次设计使用的A/D转化芯片为ADC0804。首先ws脚给予低电平，wr脚随后也给与低电平，经过几个特定的机器周期延时后，wr强行给高电平，然后A/D转换器开始进行工作，经过一定的时间后模数转换成功完成，并将转换结果存入数据锁存器。接着再讲rd置低，延时一段之间后，带数值输出口上的数据稳定，直接读取输出端口的数据，读完数据后再讲cs拉高。ADC0804驱动程序流程图如图3.3所示。图 3.3 ADC0804采样子程序流程图3.4 LCD1602软

38、件设计 单片机的P0口与LCD的数据总线相连，用P2.5P2.7口做其控制总线。在LCD1602写操作时，进行初始化，先设置RS和R/W状态，再设置数据端口的高低，然后产生E使能信号脉冲（下降沿有效），最后复位RS、R/W状态。图3.4 LCD1602显示子程序流程图数控直流稳压电源设计第4章 软硬件联合调试4.1 软硬件联合调试方案软硬件联合调试步骤：1. 连接整体硬件电路，完成硬件系统搭建。2. 测试硬件系统有无断路、短路；3. 给单片机里下载软件代码；4. 通电观察LCD液晶屏是否正常显示；5. 用示波器交流档检测单片机PWM波输出管脚输出是否正常；6. 按下按键设置输出电压大

39、小；7. 观察PWM波占空比有无变化；8. 使用万用表检测输出电压与设置是否相同，记录数据；9. 添加100欧10W负载观察电压表显示有无变化，记录数据；10. 接示波器。通过直流耦合档观察输出纹波大。4.2 调试结果图如图4.1所示，为调试结果拍照，LCD1602显示与万用表检测对比。图4.1 测试拍照按键输入与实际输出检测数据如表4.1所示：表4.1：预设电压显示电压实测电压误差纹波/mV5V5.00V5.13V0.13V108V8.00V8.05V0.05V1510V10.00V10.03V0.03V1812V12.00V12.06V0.06V2015V15.00V14.95V0.05V

40、2418V18.00V17.94V0.06V26空载输出与带100欧负载输出电压检测数据如表4.2所示：表4.2：预设电压空载电压带100欧负载带负载纹波误差5V5.12V5.10V9mV0.02V8V8.12V7.99V12mV0.13V10V10.06V10.08V15mV0.02V12V12.12V12.02V18mV0.10V15V15.06V14.94V20mV0.12V18V17.90V17.95V22mV0.05V通过分析表4.1和表4.2的测试数据，此次设计最终基本满足了设计要求，能够达到部分设计指标。但还需进一步完善。结论随着半导体行业的不断发展，未来微处理器无论是集成度还是

41、性能都将大大提升。因而，数控直流源必将取代传统线性恒压源。此次设计通过查阅大量相关资料，最终选择STC89C52单片机作为微处理器，采用降压型开关电源电路实现输出电压数控调节。通过ADC0804对输出电压进行实时采样反馈给单片机处理从而实现输出电压恒定不变。经过测试，此次设计可以实现输出020V数控可调；步进0.1V；输出最大功率20W；纹波小于50mV。基本满足设计要求，不过还有较大改进空间。致谢××××××××××××××××

42、15;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

43、15;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

44、15;×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××参考文献1 童诗白,华成英. 模拟电子技术基础M. 北京:高等教育出版社,20

45、06.12 李群芳,张士军,黄建. 单片微型计算机与接口技术(第二版) M. 北京:电子工业出版 社, 2007.123 刘文涛. 单片机语言C51典型应用设计M. 北京: 人民邮电出版社,2006.54 曹凤. 微机数控技术及其应用M. 四川: 电子科技大学出版社,2002.85 胡寿松. 自动控制原理M. 北京:科学出版社,2007.16 高稳定度稳压电源（GWE-1）的研制     西南石油学院学报 第17卷第3期7 基于单片机的高品质直流电源  电子产品世界  2005,1/下半月8 基

46、于先进集成电路多输出线性直流稳压电源设计   中文核心期刊微计算机信息（测控自动化） 2005年第21卷第1期 附录整体实物拍照：软件代码：#include <stc12c5a60s2.H>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs = P26;sbit rw = P25;sbit ep = P27;sbit PWM=P10;sbit up=P30;sbit down=P31;sbit wr=P36;sbit rd=P