基于单片机的数控直流稳压电源毕业论文 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 10:13:42星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

图8 显示部分

3.4模数转换部分

本系统中的数模转换电路如图9所示。它由DAC0808、两级低漂移的运放电路组成。DAC0808和运放将CPU发出的8位二进制数据转换成0~-5 V的电压,然后经运放U8反向放大2倍,以得到0~10 V电压。因此,该DAC的转换分辨率为10/(28-1)=0.04 V,即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit,DAC输出电压的变化为0.1 V。VREF电路为DAC提供基准电压,调节R5A,可使基准电压保持为5 V。

图9

第四章 系统软件设计

主程序流程如图10所示 开始 系统初始 化 调用键盘扫描字程 序 调用电压检测子程序 调用显示字程序 图10

本电路采用51系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值,从而使输出功率管的基极电压发生变化,间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小,可以经过ADC0809进行模数转换,

间接用单片机实时对电压进行采样,然后进行数据处理及显示。采用软件方法来解决数据的预置以及电流的步进控制,使系统硬件更加简洁,各类功能易于实现本系统以直流电源为核心,利用51系列单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电流,设置步进等级可达0.1V,并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。利用单片机程控输出数字信号,经过D/A转换器(DA0832)输出模拟量,再经过运算放大器隔离放大,控制输出功率管的基极,随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控,输出电压经过电流/电压转变后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,经单片机分析处理, 通过数据形式的反馈环节,使电压更加稳定,构成稳定的压控电压源。

第五章 制作调试与结果分析

5.1 硬件电路的布线与焊接

电路图经过我们在PROTEL中的自动排线和手动排线产生PCB原理图,我们将原理图打印在热印纸上,然后在经过高温,将墨覆到铜板上,产生清晰的电路布线图。由于打印或人为的原因很可能出现断线的结果,所以我们要认真检查,如出现断线我们可用油漆涂上,使断口再次被连在一起。为了能使那些墨都能覆在覆铜板上我们最好把覆铜板在压印机上过两遍。

元器件的焊接:

①焊件必须具有良好的可焊性.不是所有的金属都就有良好的可焊性.焊接时,由于高温是焊件的表面产生氧化膜,影响焊件的可焊性.为了提高焊件的可焊性,一般采用表面镀锡,镀银等措施来防御表面的氧化。

②为了使焊件和焊锡之间有良好的接触,焊件表面必须保持清洁.在焊接前必须把氧化膜清除干净,否则将无法保证焊接质量。

③要使用合适的助焊剂.不同的焊接工艺应使用不同的助焊剂.在焊接电子线路板等精密电子产品的时候,卫士焊接可靠稳定,通常采用松香助焊剂.一般使用酒精将松香溶解成松香水使用。

④焊件加热到适当的温度.需要强调的是,需要强调的是,不但焊锡要加热到熔化,而且应当同时将焊件加热到能够熔化焊锡的温度。

5.2 电路组装和调试

实际电路图

在电路组装过程中,遇到的最大问题是,起初考虑不周全,芯片分布不够合理,出现了许多\特长线\。不但影响布线速度,而且也会给后来的调试带来不必要的麻烦。当时已经布线不少,不可能重新开始,再三权衡,最后只移动了一个芯片,问题就得到了很大改善。其次就是布线,因为要求不准交叉,且横平竖直,所以在保证连通的情况下,在布线上也下了不少工夫。

调试过程中,第一轮用万用表欧姆档测试,就遇了实验板上有插孔不通的情况,导致芯片不能正常工作。相对于别的办法,我选择了导线显式连通,因为其更明晰,更易实现。对于高阻导线则只能换掉。第二轮接电后,用万用表的电压档测试单元电路的状态。如:经过每一级三端稳压器后输出的电压否为稳定电压,并且与所需电压偏差会不会很大,根据测试结果对电路进行必要的改进,从而达到设计的目的。

第六章 分析与心得

在本次设计的过程中,我发现很多的问题,给我的感觉就是很难,很不顺手,看似很简单的电路,要动手把它给设计出来,是很难的一件事,主要原因是我们没有经常动手设计过电路,还有资料的查找也是一大难题,这就要求我们在以后的学习中,应该注意到这一点,更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来,这不论是对我们以后就业还是学习,都会起到很大的促进和帮助,我相信,通过这次的毕业设计,在以后的学习中我会更加努力,力争把这门课学好,学精。同时,通过本次毕业设计,巩固了我们学习过的专业知识,也使我们把理论与实践从真正意义。

在本次设计过程中,对纹波也没有提出严格要求,所以常用的稳压集成电路就可以

满足要求。在电路中采用了模拟器件和数字器件所以需要+5V、和-15V 电源供电。本设计输出的电压稳压精度高,可以用在对直流电压要求较高的设备上,或在科研实验室中当作实验电源使用。

题目是非常重要的,要选择一个好的题目,就要满足适合我们这组制作,并且也要考虑到自身能力,还有就是容易找到相关的参考资料等条件。只有符合以上所说的条件才能做出一个好的设计,所以我们就选择了《数控直流稳压电源》的设计课程。我们查找了大量这方面的相关参考资料,如《电子电路实验及仿真》,《电路与电子技术实验教程》等,还查阅了各种所需芯片的管脚资料。在这些参考资料的基础上构想了几个设计方案,并且确定了最后的设计方案。

当确定了最终的设计方向以后,我们就开始着手完善它的理论方案。根据设计方案的内容我们画出了具体的原理图,进行逻辑分析和理论计算,然后去电子市场根据设计要求购买了大量所需的原器件,准备好了设计所需的一切材料。在焊接问题上,我们也出了很多问题。首先,你必须知道那个电路版哪几条线是通的,这样对布线和摆放都有好处。再者,焊接的时候,注意焊锡焊接的逻辑对不对,这里我们犯了很多错误,比方说2个触点本来是不连的,但是不小心就会焊接起来,花了我们很多时间找错误。最后一定要仔细地检查一翻焊点,导线以及芯片的管脚的连线,这一点是相当重要的!

有了这次难忘的经历,我觉得自己充实了许多,学到了很多东西,更重要的是我们学会了如何协同合作,学会了遇到问题应该如何解决。

参考文献

[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程:入门、提高、开发、拓展全攻略.北京:电子工业出版社.2009

[2] 张有德等.单片微型机原理、应用与实验.上海:复旦大学出版社.2006 [3] 康华光.《电子技术基础》(模拟部分 第五版) 高等教育出版社,2006 [4] TEA5767技术文档 http//www.philips.com [5] 徐明雪.用单片机控制TEA5768HL设计数字调谐FM收音机【J】.无线电,2005

[6] 林峰,孙军,采用tea5767的调频收音机电路设计【J】’.电声技术,2005年4月. [7] 沈红卫,单片机应用系统设计实例与分析【M】. 北京:北京航空航天大学出版社,2003

[8] 蒋厚学. protel99se仿真软件在高频电路布线设计中的应用【J】. 科学咨询,2009(13):36.

[9] TDA1308技术文档 http//www.philips.com [10]杜武林,高频电路原理与分析,西安:西安电子科技大学出版社,1997

[11] 贾金玲.微型计算机原理与接口技术课程设计指导.重庆:重庆大学出版,2002.2 [12] 贾金玲.微型计算机原理与接口技术.重庆:重庆大学出版社,2001.12 [13] 周明德.微型计算机系统原理及应用(第四版).北京:清华大学出版社, 2002 [14] 周 林 殷狭.数据采集与分析技术.西安:西安电子科技大学出版社, 2005.7 [15] 李相伟.微机系统原理与接口技术.北京:国防工业出版社,2005

[16] 杨天怡 黄勤.微型计算机控制技术.重庆:重庆大学出版社,1996

[17] 刘迎春 叶湘槟.传感器原理设计与应用(第四版).长沙:国防科技大学出版社,2002

[18] 贾金玲 姚娅川.单片机原理及应用.成都:电子科技大学出版社,2004 [19] 李群芬 肖看.单片机原理

结束语

本文设计的数控直流电压源,利用AT89C51单片机及其外围扩展电路,采用了键盘数码显示,该电源具有调整方便、步进精度高等特点,可作为电子仪器直流标准电压源,其数字化的输入快捷方便、简洁明了。

致 谢

历时三个月的毕业设计已经告一段落。经过自己不断的搜索努力以及张老师的耐心指导和热情帮助,本设计已经基本完成。在这段时间里,在老师严谨的治学态度和热忱的工作作风令我十分钦佩,她的指导使我受益非浅。同时本系创新实验室的开放也为我的设计提供了实习场地。在此对张芳铭老师表示深深的感谢。

通过这次毕业设计,使我深刻地认识到学好专业知识的重要性,也理解了理论联系实际的含义,并且检验了大学四年的学习成果。虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练。但是我将在以后的工作和学习中继续努力、不断完善。这三个月的设计是对过去所学知识的系统提高和扩充的过程,为今后的发展打下了良好的基础。

由于自身水平有限,设计中一定存在很多不足之处,敬请各位老师批评指正。

附录:程序

#include //通用52单片机头文件 #define uchar unsigned char sbit RESET=P3^3; //DA转换数值复位端口位定义 sbit keyup=P3^4; //步进加端口位定义 sbit keydown=P3^5; //步进减端口位定义 sbit LEDwei1=P2^7; //低位数码管位选