毕业设计（论文）-基于单片机的直流稳压电源的设计与仿真.doc

学号:2009060139
岗前综合技能训练报告书
题目: 直流稳压电源的设计与仿真
系(部): 电子工程
专业: 电子信息工程技术
班级: 09电工301
学生姓名:
指导老师:
起止时间: 2011年8月27日至 2011年10月20日
海南软件职业技术学院

摘要
基于网络的现代传动远程控制系统结合了在各种电子实验中,电源是最基本的需要。设计出一种精度的可调输出的电源不但能满足不同电子实验的要求,而且能满足在同一实验中需要使用不同的电压值来测试的要求。
本文设计了一种直流稳压电源的设计与仿真。该电源的功能由硬件和软件两方面来实现。硬件方面包括变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、反馈电路、保护电路、程控电路、显示电路以及支持单片机运行的复位和时钟电路。市电220V电压通过变压器流入系统,经过整流、滤波后变成近似的直流电压,再经过稳压部分稳压后获得稳定的直流输出。稳压部分由达林顿管作为调整管,由运放作为反馈取样之后的放大电路,利用放大电路来提高调整管的反应灵敏度电压稳定性。。
关键词: AT89S53/STC89C58单片机;直流稳定电源;整流;滤波; A/D;
绪论 1
1结构设计与方案选择 2
小功率整流电路 2
单相半波整流电路 2
3
桥式整流电路 3
滤波电路 5
稳压电路 8
2基础知识 15
AT89C53简介 15
ADC083简介 16
3电路原理和硬件实现 18
电路框图 18
18
OrCAD辅助设计 18
PADC辅助设计 20
3. EILc51辅助设计5 K 23
23
键盘接口电路 23
液晶显示电路 24
A/D转换电路 25
主电源电路 27
4 程序设计 28
系统核心指令系统简介 28
程序流程图 29
系统初始化程序: 29
结束语 31
结论 32
致谢 33
参考文献 34
附录 1 源程序 35
绪论
直流稳压电源是最常用的仪器设备, 在科研及实验中都是必不可少的。针对以上问题, 我们设计了一套以单片机为核心的智能化直流电源。该电源采用薄膜轻触键盘, 可对输出电压以快慢两种方式进行设置, 输出由单片机通过D/A , 控制驱动模块输出一个稳定电压。工作过程中, 稳压电源的工作状态(输出电压、电流等各种工作状态) 均由单片机输出驱动LCD 显示,多种显示模式间, 由键盘控制进行动态逻辑切换。
软件方面,使用单片机语言编程,控制程控部分,即:单片机,D/A、A/D部分。该部分作用是控制稳压电路部分的基准电压的输出与调整,同时实现高精度的输出,并且控制液晶显示输出电压。
整个电路的设计就是在综合考虑各个模块现有的电路的基础上,选择最佳电路来实现设计目标的
1结构设计与方案选择
小功率整流电路
在电子电路中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。小功率稳压电源的组成可以用图1-1表示,它是由变压器,整流,滤波,和稳压电路等四个部分组成。
图1-1 直流稳压电源组成框图
电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值,然后通过整流电路将电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑的支流电压。但这样的电压还随电网电压波动(一般有正负10%左右的波动),负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电路之后,还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时,维持输出直流电压的稳定。
当负载要求功率较大,效率较高时,常采用开关稳压电源。
单相半波整流电路
单相半波整流电路是最简单的整流电路,单相半波阻性负载的整电路如图1-2所示。

图1-2 单相半波整流电路
电路中,T为变压器,其作用是将市电220V的交流电压变成所需要的直流电压,VD是整流二极管,其作用是方向变化的交流电变为单相的脉动直流。现介绍电路的基本原理。
当交流电源为正半周,即上正下负时。二极管VD因加正向电压而导通,V2通过二极管VD加至负载电阻RL上,负载电压V0=V2为正弦半波电压。
当交流电元为负半周,即上负下正时。二极管VD上加反相电压,故VD不导通,若忽略二极管VD的反向漏电流,则负载电阻RL中无电流通过,负载电压为零。
由此可见,由于二极管的单向导电作用,只有一个方向的电流流过负载电阻RL,因此在负载电阻RL上的电压V0是单向的脉动直流电压,以后各周期情况和第一周期相同。
输出直流电压的平均值,即