基于单片机的稳压电源设计本科毕业设计_说明

1、 . . . 本科毕业设计（论文） 题目 基于单片机的稳压电源设计 40 / 47常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人重声明： 所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人学号（9位）：本人签名：日期：常熟理工学院本科毕业设计(论文)使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计(论文)工作的知

2、识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计(论文)被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(论文)的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的容相一致。的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。本人签名：日期：导师签名：日期：基于单片机的稳压电源设计摘要电源技术是一项实用性很强，广泛应用于各行各业的工程技术，在教学实验中常需要使用稳压电源为电路提供能量。在电力电子技术飞速发展的今天，我们对电压的稳定性和精确度都提出了较高的要求。本文详细介绍了系统的硬件电路设计和软件仿

3、真调试过程。硬件电路由变压器模块、整流电路模块、三端稳压器模块、LCD1602液晶显示模块、独立键盘模块、数模转换模块、电压同向放大模块和功率放大模块组成。稳压围为直流电压0V-12V，连续可调步进为±0.1V和±0.01V。该系统的稳压值可由键盘输入控制，所设电压值由LCD1602液晶显示屏显示，本系统经过实际检验具有性能稳定，抗干扰能力强，非常适用于普通的教学研究领域的特点。关键词：智能稳压电源 单片机 数控 连续可调步进Intelligent PowerDesignBased on MCUAbstractPower technology is a very pract

4、ical, widely used in all walks of engineering, teaching often requires the use of experimental power supply for the circuit to provide energy. In the rapid development of power electronics technology today, we voltage stability and accuracy have put forward higher requirements. This paper presents t

5、he hardware design and software-based intelligent power supply STC12C5A60S2 simulation debugging, to make up for the shortcomings of traditional regulated power supply. The design of the transformer module, rectifier module, three-terminal voltage regulator module, LCD1602 LCD module, independent of

6、 the keyboard module, digital to analog conversion module, the voltage with the amplifier module and power amplifier module. Voltage range of DC voltage 0V-12V, continuously adjustable in steps of ±0.1V and ±0.01V. Regulators value of the system by keyboard input control voltage values est

7、ablished by the LCD1602 LCD display, good design a circuit stability, strong anti-jamming capability, ideal for general research in the field of teaching. Key Words:Intelligent Power; MCU; Numerical Control; Continuously adjustable stepper目 录1. 绪论11.1 课题研究的背景和意义11.2 现今发展状况11.3 研究方法与容22. 系统设计原理32.1 设

8、计要求32.2 系统设计框图33. 系统硬件设计53.1 系统供电电源设计53.2 STC12C5A60S2主控模块63.3 数模转换电路设计63.4 显示模块83.4.1液晶显示屏简介83.4.2 LCD引脚定义93.5 功率放大电路设计113.6 辅助电路设计114.系统软件编程设计124.1 系统总体设计流程图124.2按键控制流程124.3 液晶显示流程144.4 DA驱动和线性化调整155. 系统的调试与分析165.1 系统的软件调试165.2 系统的硬件调试175.3 实验结果的分析19论文小结20参考文献21附录22致311. 绪 论1.1 课题研究的背景和意义随着现代科学技术的

9、发展，人们对电子产品的需求也不仅仅局限于某一方面，因此电子的产品存在于我们日常生活的各个角落，每一次新技术的研发，都是对社会的一种更新，对于他们的动力核心电源也远远超出了以往的水平。从另一个方面这也促进了电源技术尤其是数控电源技术的发展。结合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料多样化学科于一体的前沿电源技术，具有很强的实践性，是一门很有发展潜力的学科。直流稳压电大多数应用在研究教学方面，出此之外，还广泛应用在科研开发、实验探究这一系列研究领域，而且直流稳压电源还是电子电路中最基础的供电元件，同时还是电子技术中常见的仪表设备。智能稳压电源就是我本次毕业设计探究的主要容，其优越性、发展趋势是本次

10、设计的重点，而对于传统直流稳压电源的本身不足，例如：简单性、不稳定性、低精度、强干扰、高复杂度、多品种、规格的多样性等等，均有不同程度的改善和创新。上世纪中后期稳压电源开始出现并不断地更新换代，发展十分迅猛，如今电气设备的家庭化、普与化、通用化等新的发展趋势既给当前的发展提供新的发展要求和方向也为其提供了巨大的发展潜力。单片机技术将会针对数控电源的数控程度、低分辨率、低功率密度、可靠性等方面的缺点进行较为精准的控压。单片机稳压电源拥有低廉的价格、元件常见性、原料低价格、简单的功能结构、清晰直观的显示信息等特点，基于单片机的稳压源电路采用了先进的数字显示技术，具有很牢固的可靠性和稳定性。1.2现

11、今发展状况处在信息时代的我们，在计算机科学技术、互联网技术、电子集成技术的发展的今天，信息革命为电子电源技术提供了深厚的发展土壤，在稳压电源在各类电子设备中广泛应用的今天，电子电源技术挑战与机遇并存。 上个世界80年代末，电力电子理论的提出和普遍传播，电子电源后来的发展迎来了一个黄金时期。并有了一定的发展。随着生产力的进一步发展，电子电源技术其产品存在缺陷如智能化程度不高、功率密度达不到要求、分辨率太低、可稳压电源的发展靠性等日益突出。数控电源技术致力于改善上述问题，以谋求更长远的发展。由于微型电子技术与电压电流转换模块到九十年代有了一定发展，这样极大的方便了精确稳压电源的发展。在理论控制的突

12、破和变换技术创新，先后产生了各钟的数字信号处理器和相关的专用集成电路。节能环保作为21世纪新主题，要求电子电源技术达到低功耗、高效率的要求，由于电信和数据通讯设备的更新，促进电源产业向高智能化、高效率方向成长。其实这个创意，早在90年代中，生产商们就开始琢磨如何开发数控电源技术，而在那个年代，由于生产力发展水平的限制和各种技术的不成熟，这些创意的设计方案就当是而言比起已经大量使用的模拟控制方案还不具有市场竞争力，根本不被大众认同。时过境迁，在电子电源技术的不断发展的今天，整流滤波系统由之前分立元件、小规模集成电路逐步向电源智能化方向发展，而且目前已经实现了微机只能控制电源的新技术。现在的稳压电

13、源已经具备输出电压容易调节、价格便宜、显示直观清楚、精准度高、延展能力强等特点。1.3 研究方法与容本设计研究的是数控智能稳压电源，设计体现出了智能化、模块化还有数字化的工作特点。智能化体现在它输出的电压数值完全是由可编程的STC单片机控制完成。数字化体现在系统的输出电压可以直接从LCD液晶显示模块中读取，并且可以通过按键步进±0.1V和±0.01V直接设置要输出的电压。模块化是由系统各个模块组合工作，提高了系统整体的可靠性。在前期准备工作中我通过网络和图书馆书籍查阅了大量资料，结合自己在大学四年所学习过的知识，使得在设计的过程中出现的问题都可以很顺利的解决。对于真个设计模

14、块的分布我也参考了许多前辈的意见，将整流模块、显示模块和按键模块等进行了模块化处理，方便使用。在设计软件电路的同时，我也使用了Protues软件进行系统的仿真与调试，对于数模转化器选择了精度更高的12位转换器。本系统将采用了LM7915、LM7815作为系统供电的稳压模块，为了是确保各个芯片都能在其额定电压下工作，使输出更加精确。在软件仿真编译时，出现了大量的程序错误和语法错误，需要不断的修复编译。在整流模块中选择芯片型整流桥，节省了大量的物力财力。最后一次次不断的优化，使得系统更加完善。本文共分五章，第一章主要介绍了该课题研究的背景和意义，国外目前的发展状况以与本课题研究的主要容；第二章给出

15、了系统流程框图，介绍本设计的设计原理；第三章将系统的硬件设计分为七个模块进行分析；第四章为软件的编程与调试；第五章为系统软件仿真与硬件调试结果；最后对毕业设计进行总结。2. 系统设计原理2.1 设计要求该设计用单片机作为主要控制部分，通过LCD1602来实现显示功能，可使输出电压在012V围连续步进调动。数模转换芯片选用DAC75128位分辨率的转换芯片，具有使用方便，高转换精度等特点。其中电压设置的方式为步进±0.1V和±0.01V。设置的电压数值使用LCD1602液晶屏显示，外围电路还包括数模转换、经数模转换后的电压输出至电压运放电路，由电压运放再输出的电压作为信号源接

16、在功率运放电路中以实现稳压要求，数模转换器的精度尽可能高，这样输出的电压值会更加精确，所以本设计采用的DAC7512芯片。其中系统供电电压部分要求较高，需使用三端稳压器，稳压器输出部分加入电解电容进行滤波，使电压更加稳定。在整流模块使用模块化整流芯片以缩小系统的体积。运放电路接入的是OPA541AP功率运放芯片，此芯片可以带较大功率的负载。2.2 系统设计框图LCD1602显示电路系统稳压供电电路STC12C5A60S2单片机按键控制电路数模转换电路电压运放集成电路功率运放集成电路图2.1 稳压电路模块电路原理图图2.1所示流程框图体现了该稳压源设计的整个流程，如图所示供电电路模块为整个设计系

17、统芯片提供稳定的供电电源，并为数模转换电路提供精准的参考电压提高DAC7512的转换精度。按动按键单片机接收信号，处理后将按键设定电压通过液晶显示器显示出来，并将设定值输送给DAC7512，数模转换芯片通过转换输出一电压值，该电压值作为输入信号被送入电压放大器中，通过电压放大器输出设定电压，最后通过功率放大器便得到可带负载的电压源。3. 系统硬件设计3.1 系统供电电源设计原理方框图如下图3.1所示。图3.1供电电源框图系统供电电源介绍从电网处获得的电压为50HZ 220V交流电，经过变压器变压后输出±15V交流电U2。U2通过集成桥式整流模块可将交流电转化为直流电，但此时从整流模块

18、输出的电压过高，所以在整流电路输出端串联两个51欧姆的电阻限流分压。再经过滤波电路滤除整流电路输出电压的纹波，使输出的直流电压波形更加平滑。在后期由于输出电路模块芯片和STC单片机都需要稳定的直流电压驱动，因此在滤波电路之后还需要加入稳压电源部分，这样的直流输出才能更好的使用在对直流供电要求较高的电路。本设计采用的为LM7815、LM7805和LM7915组成的稳压电源模块。为了改善负载的瞬态响应，还应在输出电路中还要增加1UF的输出稳定电容。其中LM7815和LM7915组合输出正负±15V电压电路，输出的±15V电压给输出电路的运算放大器供电。由LM7805输出的电压给

19、DAC7512数模转换器和单片机以与LCD1602液晶显示器供电。图3.2稳压电路模块电路原理图3.2 STC12C5A60S2主控模块单片机STC12C5A60S2是整个系统设计的核心组成部分，通过控制DA7512芯片来控制输出的电压数值，并能控制LCD1602液晶显示电路和独立按键电压设置输入电路，电路如图3.3所示。在主控制电路中包括STC12C5A60S2正常工作的基本电路：晶振电路和复位电路，还有4个按键，分别为设置步进±0.1V、步进±0.01V、确定按钮。STC单片机P0端口为高阻状态，所以需外加上拉电阻才可正常接LCD1602显示模块。P3.2、P3.3、P

20、3.4口分别为DA转换芯片的使能控制端、时钟脉冲发射端和串行数据输入端。图3.3 单片机主控电路原理图3.3 数模转换电路设计DAC7512是由美国仪器公司生产的一款很小的，采用DBV封装的12位高精度数模转换器。DAC7512芯片低功耗，供电电压围2.7V-5.5V，上电输出复位后输出为0V。置满幅输出的缓冲放大器，具有SYNC中断保 护机制。由于芯片太小，所以在设计电路的时候必须对芯片进行管脚扩展，将芯片改装成DIP封装形式，方便在电路板上焊接。图3.4 DAC7512管脚图VOUT：芯片模拟输出电压；GND：芯片对地0V参考点；VDD：供电电压，直流+2.7V+5.5V；DIN:串行数据

21、输入；SCLK：串行时钟输入；SYNC：输入控制信号（低电平有效）DA芯片与单片机的接口DAC7512与STC12C5A60S2的连接如图所示。单片机的P3.1（TXD）用来驱动DAC7512的时钟脉冲端SCLK，单片机P3.0（RXD）则可以作为DAC7512的串行数据线使用。DA芯片的使能信号端SYNC接P3.3口，且低电平有效。因此在传输数据时P3.3口需保持低电平。但单片机一次只能传输8位的数据，所以在一个周期，必须要用8个时钟周期的低电平将数据传输到DAC7512。又DAC7512有16位的寄存器，所以在写完第一个8位数据后，P3.3仍需保持低电平，这样才能传输第二个字节。数模转换是

22、整个系统的纽带部分，它连接着单片机控制电路和输出稳压运放电路，它可以将数字信号转换为模拟信号，数字信号由单片机P3.0口输出。电路如图3.5所示： 图3.5 DAC电气连接图3.4 显示模块3.4.1液晶显示屏简介在显示电路设计初期犹豫是选择LCD1602液晶还是数码管做为本设计的显示模块。因此也在网上寻找了许多关于液晶显示和数码管显示的各个优点。数码管显示容单一，它是集成模块形式的发光二极管，只能显示某一些提前设定好的图像，但数码管显示比LCD要清楚很多，尤其是在光线很强的情况下更可以凸显出数码管的显示优势。数码管也不需要采用特点的驱动电路，响应速度快，价格优廉。而LCD1602驱动电压比较

23、低，功率损耗小，省电，显示的信息量要比数码管大，可以设置闪烁。但1602有一个致命的弱点就是正常工作的温度围很窄，通常只有0-55摄氏度。1602便于携带，成本同样低廉，但是反应速度远不与数码管。通过对数码管和LCD1602优缺点的对比最终选择1602为本设计的显示模块在本设计系统中，显示部分采用的是LCD1602液晶显示器。LCD1602的使用如今已经非常普遍，其部采用的是HD44780液晶芯片，市面上的液晶显示器也都采用这种芯片，它们的控制原理完全。在单片机的系统中使用液晶器件有以下几个优点：1、显示的质量高，由于液晶显示的每一个点在接收到信号后会一直保持那种色彩和亮度，不需要一直不断的刷

24、新，所以也就不会闪烁且画质好。2、LCD1602采用的数字式的接口，这样和单片机的数据通信就更加简单可靠，操作起来也会更加方便。3、LCD1602的体积小、功耗低、重量轻、价格实惠，其主要工号主要消耗在其部的电极和IC的驱动上。LCD通常有14个或16个引脚线，其中16条比14条多出来的是背光电源线和地线，但是它的控制方式与14引脚的完全一样。1602LCD主要技术参数：显示容量为16×2个字符芯片的正常工作电压为：4.55.5V。芯片正常工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V。字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。图3.6 LCD160

25、2的正面与背面3.4.2 LCD引脚定义图3.7 引脚接口说明表第1管脚：VSS为LCD1602地电源。第2管脚：VDD接正5V电源，目的是为整个芯片的正常工作提供电压。第3管脚：VEE为LCD1602液晶对比度的调整端，当直接接正电源时，其对比度最弱，而接地时，对比度最高。如果对比度过高则会产生“鬼影”现象，为了避免这个现象的产生，我们在使用时可以接一个10K欧姆的滑动变阻器来进行调节第4管脚：RS是寄存器选择，当为高电平时，选择数据寄存器而低电平时则选择为指令寄存器。第5管脚：R/W为该芯片的读写信号线。当为高电平时进行读操作，而低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令

26、或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6管脚：E端为使能端。当E由高电平跳变成低电平时，液晶执行命令。第714管脚：D0D7为8位双向I/O口数据线。第15管脚：背光源的正极。第16管脚：背光源负极。LCD基本操作时序与单片机接口读状态：输入：RS=L；R/W=H，E=H 输出：D0D7=状态字；读数据：输入：RS=H；R/W=H，E=H 输出：无写指令：输入：RS=L；R/W=L，D0D7的指令码，E=高脉冲 输出：D0D7=数据；写数据：输入：RS=H；R/W=L，D0D7的数据，E=高脉冲 输出：无；图3.8 LCD160

27、2与单片机接口3.5 功率放大电路设计功率放大电路采用的芯片为OPA541AP，由电压运放输出的电压作为信号源，在OPA541AP芯片的电源端需接入±15V的开关电源，因为稳压电源需外带负载，所以单纯依靠稳压电路供电是远远不够的。3.6 辅助电路设计辅助电路虽然结构简单，但其对单片机的作用却是非常重要的，本设计主要用了晶振和复位两种辅助电路。复位电路对于单片机来说是非常重要的，当单片机因为外界环境干扰而出现乱码或死机的情况时，按下复位按钮便从头开始重新运行程序。复位电路的工作原理其实很简单，启动单片机后，电容两端充电至5V，此时10K电阻的电压为零，RST为低电平系统可以正常工作。当

28、按下按键的时候，电路导通，电容两端形成一回路，电容开始放电，当电容两端电压下降至1.5V以下时，此时10K电阻两端的电压为3.5V，RST引脚变为高电平，单片机重新运行。 图3.9 单片机晶体振荡电路 图3.10 单片机上电复位电路4. 系统软件编程设计4.1 系统总体设计流程图系统设计的总流程图如图4.1所示，它显示了整个系统的工作原理和整体框架。在系统的设计中，通过独立按键设置所需要的电压赋值，然后单片机通过接收的设置信息将设置的电压数值信息通过并行接口输送到LCD1602液晶显示屏中，在单片机部对输入数值的计算，将信息传输给DA7512数模转换器。进过数模转换器输出的电压信号作为电压放大

29、器的输入信号，放大2.5倍后输送给功率放大器芯片。图4.1 系统运行整体流程图4.2按键控制流程键盘程序的主要任务是判断按键有无按下，如果按键按下则执行与之相对应的程序。在键盘设计中，一共有4个独立按键，分别为设置、步进+、步进-和确定按钮。第一次按下设置按钮，电压可进行0-11V整数位的加减设置，再次按下设置键时可设置十分位电压，如果第三次按下则可设置百分位电压数值。如果设置超过11V时，在按加数值按钮，则电压显示不变而程序固定为11V。独立键盘还需要消抖处理，我们使用的按键按下都是机械动作，只有在按键被按下后被弹起的瞬间电压才会产生键抖动。为了确保在我们按下按键时单片机只执行一句与之相对于

30、的程序，所以在本设计中添加了软件延时消抖功能。延时时间大约为10-20ms，这个时间是由独立按键的机械特性所决定的。延时可以有效的避开按键抖动的时间，使单片机工作的更加精确稳定。图4.2 系统按键程序流程图4.3 液晶显示流程在本设计的显示电路的软件设计中，首先需要对LCD1602液晶进行初始化操作，首先需将LCD屏幕设置为16X2的显示方式，点阵的模式为五行七列和八位的数据接口的显示，每写一句指令都需要对LCD屏幕进行适当的延时操作，否则在屏幕会出现乱码，接在设置屏幕的光标显示模式，在本设计中我们设置为开显示，但是不显示光标，而且也不让光标闪烁。我们在写入一个字符后，数据地址指针需向后移一位

31、。最后LCD显示清零，且地址数据也要清零。我们在向液晶屏幕写入字符时，需判断屏幕是否处于忙碌状态。在液晶屏幕的D7端口即为判忙端口，当D7为一是屏幕忙碌，我们此时不可向写入数据否则会导致数据的丢失，当D7为零时可以写入数据。D7为一或为零是我们从LCD里读出来的状态位。在判忙过后即可向LCD写入程序，首先需设置rs、rw和ep端同时为零，然后将cmd数据写入LCD_Data，当ep为一个高电平后再拉低即可。在LCD显示的过程中还需要注意，当有十分位电压时和没有十分位电压的显示地址，位于LCD不同的位置，在入口参数小鱼999时需要将十分位的电压用空格符补充。图4.3 系统LCD程序流程图4.4

32、DA驱动和线性化调整因本设计中采用的是12位精度的数模转换器，所以单片机程序中的输入口参数必须要小于212即4096，其中4096对应着5V电压的大小。将12位的数据分为两部分，第一部分为数据高四位，第二部分为数据低八位。高四位数据由入口参数dat除以256获得，低八位由参数dat模余256获得。数据的传输在两次for循环中进行，第一次for循环是决定输入是高四位还是第八位；第二次for循环是将四/八位数据通过8次for循环将数据通过串行方式发送到DA芯片。首先设置辅助传输参数DIN，DIN等于DA与0X80的与运算，这样可以取出最高位，然后DA进行左移一位，将次高位变成最高位，当一个时钟高脉

33、冲产生时，会传输一位数据，经过多次循环就可以完成所有数据的传输。因DA转换的精度有限，所以在实际的电压测试中会有一定的误差，在实物电路电压的测量中会发现，DA转换后的电压数值与理论值有一定的偏差，下表列出了DA转换过程中出现误差的调整状况。表4.4 系统DA转换误差调整表DAC_float数值围DAC_float调整数值0<float<170-1170<float<4500450<float<740+1740<float<810+2810<float<1070+31070<float<1200+55.系统的调试与分析5.1

34、 系统的软件调试程序调试和仿真调试是本系统软件调试的两大核心。首先进行的是程序调试。首先用Keil软件对各个模块的子程序进行编写，再对各个模块的子程序进行修改调试，在调试的过程中针对遇到的问题再进行不断改进完善。最终完成稳压源系统的程序调试。然后将最终确认调试没问题的程序通过永平下载程序助手将最终的程序下载到实物单片机中。如图5-1所示。图5-1 程序下载助手然后在Protues把各部分电路图连接好，再把刚刚Keil生成的.hex文件加载到Protues仿真器里面的单片机进行运行。这样的的话就可以先检查一下整个系统在仿真里面能不能准确无误的运行，如果系统在仿真里面可以正常的工作，再将程序下载到

35、实物里面；如果系统在仿真里面有错误，那么可以针对这些错误和问题再去完善，直到系统最终实现。Protues仿真图如图5-2所示。图5-2 系统Protues的仿真图5.2 系统的硬件调试首先本次实物制作所有的元器件都是在进行过软件仿真后，从网上购买。然后考虑到制作PCB板时间较长以与PCB板上所有的元器件的封装都是贴片式的，焊接起来比较麻烦等等。因此经过综合考虑本系统的实物制作还是优先选择普通电路板并且在元器件的封装上采用双列直插式来进行焊接。在焊接实物前，首先要用万用表等辅助工具确保每个买来的元器件都是好的，确认完毕之后，再开始焊接。在本次实物焊接中，首先焊接的是单片机的最小系统，接着焊接液晶

36、显示屏，最后焊接的是稳压源电路与运放电路等。焊接完了以后，再次用万用表确认一下你所焊接的电路板有没有存在短路、断路以与走线上的错误等瑕疵。确认完毕以后，接通电源。通电以后，首先是液晶显示屏的第一行会看到：“POWER SUPPLY”。然后第二行是系统设定值，其中设定值在接通电源后默认是显示“0”，然后再通过按钮设置0到11V之间任意的电压值，设置完了以后，再次通过按下按钮进行确认。确认好了以后，单片机开始工作。硬件调试图如图5-3所示。图5-3 硬件调试图5.3实验结果的分析为了测试的系统的稳定性和准确性，在0-11V之间每隔1V设定一组数据测量一次然后再跟电压的实际值做个对比看误差到底有多大

37、。经过对比，平均误差在0.04V左右。之所以存在着误差可能是由于在接线上各个元器件有干扰，数模转换器的灵敏度不高以与变压器的输入不太稳定等等，这些都是造成系统稳压源的设定值与实际值存在误差的原因。总结本文给出了一种新型的直流稳压电源的构思方案：以STC12C5A60S2单片机作为电源的控制中心，通过独立按键设置输入所期望的电压值，设置的电压由LCD1602显示。单片机将设置的电压值信号通过串行传输给DA转换器，转换为模拟信号后去控制电压运放电路放大电压倍数，得到所期望的输出电压。该电源通过数字方式调压，使用更加简洁直观。文章对此新型稳压电源方案的硬件电路和软件设计部分均做出了详尽细致的讨论和说

38、明。特别是其中的硬件电路设计，硬件设计紧密结合设计任务与要求，对于系统的各个功能模块，从单元电路预期功能，工作原理与最终硬件原理图等各个方面做出说明和论证。这在降低设计、调试难度的同时还可快速地发现其中的不合理部分。本设计还存在一些尚待解决的问题，例如不能有效的对输出电压进行负反馈调整。电源的电能转换效率有待提高。参考文献1康光华, 大钦, 林. 电子技术基础模拟部分(第五版)M. : , 2006, 494-500.2尚晓星,海涛. 基于单片机的稳压电源设计. J. 大学学报, 2012, (4): 82-833郭天祥. 51单片机C语言教程M. : 电子工业，2008,(4): 492-5

39、00.4康光华,臻,邹寿彬. 电子技术基础数字部分(第五版)M. : 电子工业，2006, (1): 431-444.5王翠珍,唐金元. 可调直流稳压电源电路的设计J. : ，2006,(5): 53-766谭浩强,基温,唐永炎. C语言程序设计教程M. : 高等教育, 1992，163-198.7泽虎,朱相磊,腾春梅. 基于单片机的可编程直流稳压电源设计D. : 中国高新技术企业, 2009.8郝立军. 直流稳压电源的设计方法J. 农业机械化与电气化，2007.9戴佳，戴恒，博文. 51单片机C语言应用程序设计M. ：电子工业，2008, (1): 88-100.10殷红彩,立峰. 一种多输

40、出直流稳压电源的设计D. 传感器设计, 2006.11涵芳,徐爱卿. 单片机原理与应用M. : 航空航天大学，1996, 20-25. 12占松,蔡宜三. 开关电源的原理与设计M. :电子工业，2004, : 132-144.13志科. 电源技术的发展与现状J. : 示学院学报, 2004, (2): 20-21.14耀添. 直流电源的发展方向J. 市: 山师学院学报,2005, (3): 26-28.15宋亮,帅,邓贵亮. 基于DAC7512的数控直流恒流源设计D.电子设计工程, 2010, 139-14116建文. 基于单片机的智能稳压电源的设计J. 琼州: 琼州大学学报, 2004, (

41、2): 20-21.17童诗白,华成英. 模拟电子技术基础M. ：高等教育, 2001，200-215.18立南. 单片微型计算机控制系统设计M. : 人民邮电, 2004, 28142.附录程序#include <include.h>uint set_v=0; /设定电压uchar EA_SET_TIME=0;uchar set_pos=0x47;uint dac_out=0,set_v_old=10;void key_check();void display();void DAchange(unsigned int dat); /*主函数*/void main()uint i;

42、lcd1602_init(); /液晶初始化DAchange(0);while(1)i+;key_check();/按键检查if(i%20=0)display();/显示 /da驱动程序，入口参数dat,必须小于4096！4096对应5v电压！void DAchange(unsigned int dat)unsigned char DA,i,j,DAL,DAH;if(dat>4095) dat=0;else DAL=dat%256;/取数据低八位 DAH=dat/256;/取数据高四位 NSYNC=0;/dac7512 使能端 i=0;while(i<2)if(i<1)DA=

43、DAH;elseDA=DAL;for(j=8;j>0;j-)/发送8位 发送顺序从低到高DIN=(DA&0x80); /取出所需要发送高位放数据口DA=(DA<<1);/高位下位 准备发送SCLK=1; /dac7512 时钟端SCLK=0;i=i+1;NSYNC=1;/dac7512 使能端 /da驱动到此结束！/*按键检查*/void key_check()if(!key_set)delay_1ms(20);if(!key_set)if(EA_SET_TIME=0)lcd1602_clr(); /清屏lcd1602_wcmd(0x0f); /开光标EA_SET_T

44、IME=1; /标志位置1set_pos=0x47;elseif (set_pos=0x47) set_pos=0x49;else if(set_pos=0x49) set_pos=0x4a;else if(set_pos=0x4a) set_pos=0x47;else set_pos=0x46;display();delay_1ms(20);while(!key_set);delay_1ms(20);if(!key_add)delay_1ms(20);if(!key_add)&&(EA_SET_TIME=1)if(set_pos=0x47) set_v+=100;if(set

45、_v>1200)set_v=1200;else if(set_pos=0x49) set_v+=10; if(set_v>1200)set_v=1200;else if(set_pos=0x4a) set_v+=1; if(set_v>1200)set_v=1200;display();delay_1ms(20);while(!key_add);delay_1ms(20); if(!key_dec)delay_1ms(20);if(!key_dec)&&(EA_SET_TIME=1)if(set_pos=0x47) if(set_v>=100)set_v

46、-=100;else if(set_pos=0x49) if(set_v>=10) set_v-=10;else if(set_pos=0x4a) if(set_v>=1) set_v-=1;display();delay_1ms(20);while(!key_dec);delay_1ms(20);if(!key_ent) /ENTERdelay_1ms(20);if(!key_ent)lcd1602_clr();EA_SET_TIME=0;lcd1602_wcmd(0x0c);display();delay_1ms(20);while(!key_ent);delay_1ms(20

47、);LCD1602驱动程序：#include <include.h>/*-*/BYTE code wl_dis1 = "welcome!"/BYTE code wl_dis2 = ".cdtfdz."/*液晶专用延时*/void delay_LCD1602(BYTE ms)/ 延时子程序BYTE i;while(ms-)for(i = 0; i< 250; i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/*测试液晶是否忙状态*/BOOL lcd1602_bz()/ 测试LCD忙碌状态BOOL result;rs

48、= 0;rw = 1;ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (BOOL)(LCD_Data & 0x80);/LCD的D0-D7中，D7=1为忙碌，=0为空闲 RESULT是从LCD里读出来的状态位ep = 0;return result;/*向液晶写入命令*/void lcd1602_wcmd(BYTE cmd)/ 写入指令数据到LCDwhile(lcd1602_bz();rs = 0;rw = 0;ep = 0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); LCD_Data

49、 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); void lcd1602_pos(BYTE pos)/设定显示位置lcd1602_wcmd(pos | 0x80);/*向液晶写数据*/void lcd1602_wdat(

50、BYTE dat)/写入字符显示数据到LCDwhile(lcd1602_bz();rs = 1;rw = 0;ep = 0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_Data = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ep = 0;_nop_();_nop_();_

51、nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/*初始化*/void lcd1602_init()/LCD初始化设定lcd1602_wcmd(0x38);/设置16X2显示，5X7点阵，8位数据接口delay_LCD1602(1);lcd1602_wcmd(0x0c);/开显示，不显示光标，光标不闪烁delay_LCD1602(1);lcd1602_wcmd(0x06);/写一个字符后地址指针加1delay_LCD1602(1);lcd1602_wcmd(0x01);/显示清0，数据指针清0delay_LCD1602(1); void lcd16

52、02_clr()/LCD初始化设定lcd1602_wcmd(0x01);/显示清0，数据指针清0delay_LCD1602(1); void write_string(uchar *p)while(*p != '0')/ 显示字符stringlcd1602_wdat(*p);p+;致到了这个时候不得不说些什么，我是个不大善于表达的人。但是这次论文的撰写和最终的完稿，有些话我不得不说。首先非常感我的导师兼朋友俞倩兰教授，俞教授是个专业素养非常高的以为优秀导师同时又是一位和蔼可亲的热心肠，每次又不懂得地方她总是能用专业的眼光去审视并解决问题，同时又会耐心的和我们分析讲解问题的成因和解决方案，她总是洋溢着可亲的笑脸，专业上她是我们的导师，生活中她是我们的朋友，无愧于我的良师益友。感您用你的智慧照亮我前行中的道路，感您有汗水浇灌着我们茁壮成长。有了您的引导我们前方的路途更加宽阔，有了您的陪伴心中的疑