畢業(yè)設(shè)計--數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計

1、<p>　　本 科 生 畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題目： 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p>

2、<p>　　年 級： 2007級 </p><p>　　院 別：物理與電子信息工程 </p><p>　　完成日期： 2011年5月 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目 錄</b>

3、</p><p>　　1.引言........................................... 1</p><p>　　2.方案的論證與設(shè)計............................... 2</p><p>　　3.單元電路的設(shè)計................................. 2</p><

4、;p>　　3.1最小系統(tǒng)控制電路設(shè)計......................... 3</p><p>　　3.2 D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計.............................. 3</p><p>　　3.3放大和輸出穩(wěn)壓電路的設(shè)計...................... 5</p><p>　　3.4液晶顯示電路設(shè)計.......

5、...................... .6 </p><p>　　3.5 系統(tǒng)供電電源設(shè)計................................. 7</p><p>　　3.6整機電路圖和系統(tǒng)仿真....................... 7</p><p>　　軟件程序設(shè)計...............................

6、........9 </p><p>　　4.1程序流程圖....................................10 </p><p>　　4.2 程序代碼.......................................11</p><p>　　數(shù)據(jù)測量.........................................

7、..19 </p><p>　　6.1數(shù)據(jù)測量值......................................19 </p><p>　　6.2誤差分析........................................21</p><p>　　結(jié)論..........................................

8、.....21</p><p>　　參考文獻(xiàn)........................................22</p><p>　　附錄一............................................23</p><p>　　數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計</p><p>　　摘 要：該設(shè)計采用220V市用

9、交流電輸入，輸出電壓為0～10V可調(diào)，輸出最大電流為1A，可步進(jìn)0.1V調(diào)整。電源的主控電路采用AT89C51單片機，并能夠通過液晶直觀地顯示出電壓。設(shè)計分析了各個模塊電路和整機的工作原理，給出了整機工作的硬件實現(xiàn)和主要的軟件流程設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源;數(shù)控;AT89C51;D/A轉(zhuǎn)換</p><p>　　NC DC regulated power supply

10、design</p><p>　　Abstract: The design uses 220V,with AC input and output voltage is adjustable 0～10V,output maximum current of 1A,step 0.1V can be adjusted.The main control circuit power supply AT89C51 microc

11、ontroller and directly though the LCD display voltage.Circuit design and analysis of each module and the whole of the working principle of the whole work of the hardware and main software process design.</p><p

12、>　　Key words: DC power supply;NC;AT89C51;D/A Converter</p><p><b>　　1. 引言</b></p><p>　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今電器化電子產(chǎn)品對電源的可靠性和精確性提出了更高的要求。尤其是電子計算機和通訊技術(shù)的發(fā)展，對電源的要求更加苛刻。一個高性能和高精度的供電電源是智能化系統(tǒng)正常工

13、作必不可少的組成部分。為了克服和解決以上傳統(tǒng)電源（模擬電源）難以實現(xiàn)的問題，數(shù)控電源應(yīng)用而生。在如今的電子行業(yè)發(fā)揮著重要的作用。設(shè)計一個高精度、精確跟蹤輸出、高穩(wěn)定性、良好的人機界面的簡易數(shù)控電源，能減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性，智能化和產(chǎn)品一致性等問題，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的維護(hù)性[1]?；跀?shù)控電源具有以上傳統(tǒng)模擬電源無法替代的優(yōu)越性，為此設(shè)計一個簡易的數(shù)控電源。</p>

14、;<p>　　2. 方案的論證與設(shè)計</p><p>　　通過查閱大量資料，得知顯示電路和控制電路是本設(shè)計的核心，對它的選擇有以下兩種方案：</p><p>　　方案一：采用純數(shù)字電路[2]</p><p>　　純數(shù)字電路的穩(wěn)壓電源避免了硬件之間的磨損，使得使用壽命大大提高，而且其輸出電壓也不會隨時間產(chǎn)生誤差。但是它的電路較為復(fù)雜，制作時很困難，由于

15、電路的復(fù)雜產(chǎn)生的問題也會很多。</p><p>　　方案二：采用單片機的方法</p><p>　　采用單片機的數(shù)字穩(wěn)壓電源是將數(shù)字電路和單片機很好地結(jié)合在一起，不但能夠達(dá)到數(shù)字電路的效果，而且能夠大大地簡化復(fù)雜的純數(shù)字電路。</p><p>　　經(jīng)過對以上兩種設(shè)計方案的對比和全方位的綜合考慮，為了使電路的設(shè)計更加合理化，切合技術(shù)指標(biāo)，決定采用方案二。</p&g

16、t;<p><b>　　單元電路的設(shè)計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計方框圖</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計方框圖如圖1所示。該系統(tǒng)主要由單片機最小控制系統(tǒng)、顯示電路、獨立按鍵、D/A轉(zhuǎn)換電路、放大電路和穩(wěn)壓電路和系統(tǒng)供電電源等組成。外接220V的交流電源經(jīng)過整流濾波后給上述各部分單元提供工作電源，通過獨立鍵盤給單片機設(shè)定預(yù)輸出值，并通過DA

17、0832轉(zhuǎn)化為模擬量，再經(jīng)過運算放大和穩(wěn)壓電路最后輸出預(yù)設(shè)電壓值，通過液晶能夠直觀的顯示出預(yù)設(shè)值。</p><p>　　圖1 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計方框圖</p><p>　　3.2最小控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　最小控制系統(tǒng)由STC單片機、晶振、獨立鍵盤和復(fù)位電路等組成[3]。如2所示。</p><p>　　圖2 最小控制系統(tǒng)&l

18、t;/p><p>　　AT89C51的管腳排列如上圖所示，9管腳接復(fù)位電路，18、19管腳為晶振的兩個輸入端，20管腳接地，40管腳接+5V。 </p><p>　　晶振Y1和兩個電容C2、C3構(gòu)成自激震蕩，連接到單片機的X1和X2端，電解電容C4、電阻R5和按鍵S5構(gòu)成復(fù)位電路，連接到單片機的復(fù)位端。當(dāng)按鍵S5按下后，復(fù)位端通過R5與+5V電源接通，電容迅速放電，使RST管腳為高電平；當(dāng)復(fù)位

19、按鍵S5彈起后，+5V電源通過R6對電容C4重新充電，RST管腳出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。</p><p>　　4個獨立按鍵S1~S4分別與C51的P24~P27相連接，獨立按鍵S1為電壓調(diào)整按鈕，S2為電壓加一按鈕，S3為電壓減一按鈕，S4為D/A轉(zhuǎn)換確認(rèn)鍵。S1~S3按鍵的作用是通過程序控制對輸入的電壓隨時可調(diào)，且步進(jìn)值能夠為0.1V增加或者減少。S4鍵的作用是按下啟動D/A轉(zhuǎn)化，將單片機的預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)化為模擬量輸出。&l

20、t;/p><p>　　3.2 D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計</p><p>　　3.2.1 DA0832芯片簡介</p><p>　　DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成[4]。

21、</p><p>　　3.2.2 DA0832的主要特性</p><p>　　DA0832分辨率（LSB）為8位，電流穩(wěn)定時間為1us，有三種工作方式，即直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。工作方式的設(shè)置由19管腳ILE、2管腳WR和18管腳WR2決定，本設(shè)計采用直通方式，將2管腳和18管腳全部接地為低電平。另外DA0832采用單電源供電（+5V~15V），且在滿量程內(nèi)呈線性變化。</

22、p><p>　　3.2.3 DA0832在設(shè)計中的應(yīng)用</p><p>　　采用0832將單片機預(yù)設(shè)的電壓值轉(zhuǎn)化為模擬量，其電路連接如下圖4所示。</p><p>　　圖4 DA0832與單片機的連接</p><p>　　DA0832的8位數(shù)據(jù)線D0~D17與單片機的P1口連接，1管腳（CS）和17管腳（Xfer）接地，8管腳(Vref)的參考

23、電壓為5V，則LSB=5V/2^8=0.02V，即最小分表率為0.02V。11管腳（Iout1）和12管腳（Iout2）為電流輸出端，本設(shè)計中將Iout2接地，采用Iout1輸出，然后接運算放大LM324將輸出電流轉(zhuǎn)化為電壓。經(jīng)過LM324轉(zhuǎn)化后的電壓值也為5V。為了達(dá)到與單片機預(yù)設(shè)電壓范圍0~10V同步，輸出端電壓需要經(jīng)過兩級放大。第一級不放大，直接將D/A輸出的電流轉(zhuǎn)化為電壓，第二級放大，放大倍數(shù)=Rf/R1=2K/1K=2.因為D

24、A0832轉(zhuǎn)換后的電壓的范圍為0~5V，即DA0832的8位輸入端全為高電平1時，輸出電壓為5V，輸入端全為低電平0時，輸出電壓為0V，且呈線性變化。為此為了使輸出與液晶顯示同步，必須經(jīng)過放大倍數(shù)=2的二級放大。</p><p>　　3.3 放大和輸出穩(wěn)壓電路的設(shè)計</p><p>　　由于DA0832芯片為電流輸出型，為了得到輸出電壓，必須經(jīng)過運放轉(zhuǎn)化為</p><p

25、>　　電壓。設(shè)計采用運放LM324放大器放大。LM324芯片的主要特性有：可單雙電源工作，單電源工作范圍為3V~32V，雙極性電源工作范圍為16V，設(shè)計采用雙極</p><p>　　性電源，且電源電壓為12V；每個集成LM324芯片內(nèi)裝4個運放器[5]。</p><p>　　采用反向輸入，放大和穩(wěn)壓電路如圖5。</p><p>　　圖5 放大電路和穩(wěn)壓電路&

26、lt;/p><p>　　U3的輸出端I0ut1接U2的13管腳(IN-)，Iout2接U2的12管腳(IN+)，然后接地。第一級只是轉(zhuǎn)化0832輸出的電流為電壓，沒有進(jìn)行放大。LM324第一級的輸出端14經(jīng)過1K的電阻接第二級放大的輸入端2(IN-),也是反向輸入，兩次反向后最終輸出的電壓為正向。由于三端穩(wěn)壓LM317的工作電壓范圍為1.26~37V，達(dá)不到輸出為0V的設(shè)計要求，為此在第二級放大采用求和反向放大，-1

27、2V的電壓經(jīng)過10K的電位器分壓后輸出反向電壓為-1.25V，在液晶顯示為0的情況下使其LM317調(diào)整穩(wěn)壓后的電壓達(dá)到0V。LM317主要特性有基準(zhǔn)電壓標(biāo)準(zhǔn)值為1.25V，ADJ調(diào)整端電流標(biāo)準(zhǔn)值為50uA，最大為100uA。</p><p>　　為此，為保證額定的輸出電壓值，調(diào)整端R1的電阻阻值R=1.25V/10mA=125Ω。通常實際的取值在120~200Ω之間。輸出電壓值計算公式為：Uo= 。</p&

28、gt;<p>　　3.4 液晶顯示電路設(shè)計</p><p>　　顯示部分采用液晶LCD1602，LCD1602顯示容量是為162個字符，芯片工作電壓為4.5~5.5V。接口信號說明如表1。</p><p>　　表1 液晶接口說明</p><p>　　液晶LCD1602與STC單片機的連接電路圖如圖6。LC1602D的8位數(shù)據(jù)接口與單片機的P0口相連

29、，由于STC單片機P0口沒有內(nèi)接電阻，為此外接了10K上拉排阻。這是因為單片機P口的輸出電流非常微弱，不足以驅(qū)動液晶顯示數(shù)據(jù)而連接的。1602的控制端RS、R/W、E端分別與STC的P20、P21、P22連接。VCOM為液晶顯示亮度調(diào)整端，外接10K的電位器。BLA-和BLA+分別為液晶背光源正極和負(fù)極，BLA-接地，BLA+接+5V。液晶的顯示由單片機的程序去控制。</p><p>　　圖6 LCD1602與

30、單片機連接電路圖</p><p>　　3.5 系統(tǒng)供電電源設(shè)計</p><p>　　控制系統(tǒng)STC單片機和DA0832工作需要+5V的電源，而運算放大器LM324需要12V的雙極性電源，為此需要設(shè)計出滿足上述芯片工作需要的電源。電源電路圖如圖7所示。</p><p>　　圖7 系統(tǒng)供電電源</p><p>　　系統(tǒng)供電電源外接220V交流電

31、，經(jīng)過雙18V變壓器T1降壓和整流橋整流變?yōu)橹绷?，接著用電容C1、C2、C3、C4濾波，最后用三端穩(wěn)壓芯片7812、7912、7805穩(wěn)壓后再經(jīng)電容C5、C6、C7、C8濾波就可得到+12V,-12V，+5V的電源。</p><p>　　3.6 整機電路圖和系統(tǒng)仿真</p><p>　　整機電路圖見附錄一。系統(tǒng)仿真采用仿真軟件Proteus，圖8、9分別為預(yù)設(shè)0V和10.0V輸出電壓的仿

32、真結(jié)果。</p><p>　　圖8 預(yù)設(shè)值為0V時的仿真圖</p><p>　　圖9 預(yù)設(shè)值為10V時的仿真圖</p><p>　　從上述仿真圖8得知，當(dāng)液晶的預(yù)設(shè)電壓為0V時，系統(tǒng)最后的輸出為0.57V，是由AD0832轉(zhuǎn)換的精度決定的。從圖9可知，通過按鍵把液晶的顯示值電壓設(shè)為10.0V時，系統(tǒng)最后的輸出為9.75V，誤差值為0.25V。</p>

33、<p><b>　　軟件程序設(shè)計</b></p><p>　　4.1程序設(shè)計流程圖</p><p>　　程序設(shè)計流程圖[6]如圖10所示。 程序開始以后，首先液晶初始化，顯示液晶初試的預(yù)設(shè)電壓值。然后進(jìn)行按鍵檢測，如果沒有按鍵按下，顯示液晶當(dāng)前的初試電壓；如果有按鍵按下，進(jìn)入電壓檢測中斷程序，確認(rèn)當(dāng)前液晶的調(diào)整值。接著檢測D/A是否啟動，啟動以后進(jìn)行數(shù)模

34、轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的模擬量送給系統(tǒng)最終輸出端。</p><p>　　圖10 程序設(shè)計流程圖</p><p><b>　　4.2程序代碼</b></p><p>　　下面C代碼嚴(yán)格按照上述程序流程出分塊寫出，然后用Keil51編譯通過。第一塊為Keil51的位聲明；第二塊為延時子程序；第三塊為液晶的初始化程序；第四塊為電壓檢測中斷程序；最后為主程序

35、[7]。</p><p>　　// Keil51位聲明//</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar signed char</p><p>　　#define uint signed int</p><p>　　sbit lcdrs=P2^0

36、;</p><p>　　sbit lcdwr=P2^1;</p><p>　　sbit lcden=P2^2;</p><p>　　sbit S1=P2^4;</p><p>　　sbit S2=P2^5;</p><p>　　sbit S3=P2^6;</p><p>　　sbit S4=P2

37、^7;</p><p>　　uchar code VoltageDat[]={"Voltage:00.0 V"};</p><p>　　uchar code CurrentDat[]={"Current:0.00 I"};</p><p>　　uchar count,S1num,V_point,V_ge,V_shi,I_poi

38、nt,I_ge,I_shi;</p><p>　　uchar S1_OK=0,Confirm=0,DA0832,VCC,Power;</p><p>　　//延時1ms子程序開始//</p><p>　　void delay(uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p>

39、<b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=0;x<121;x++)</p><p>　　for(y=0;y<z;y++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//寫指令子函數(shù)//</p><p>　　void

40、 lcd_write_com(uchar com) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcdrs=0; //lcdrs=0即設(shè)置寫指令狀態(tài)</p><p>　　lcdwr=0; //寫狀態(tài)</p><p>　　lcden=0;

41、 //從這句開始將en置1然后又置零，是將其顯示為高脈沖</p><p>　　P0=com; //將要寫的指令傳給P0口 </p><p>　　delay(5); </p><p><b>　　lcden=1;</b></p><p><b>　　delay(5);<

42、;/b></p><p>　　lcden=0; // en的高脈沖設(shè)置完畢</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//寫數(shù)據(jù)子函數(shù)//</p><p>　　void lcd_write_dat(uchar x_pos,uchar y_pos,uchar dat)

43、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　x_pos &= 0x0f; // X位置范圍 0~15 //</p><p>　　y_pos &= 0x01; // Y位置范圍 0~ 1 //</p><p>　　if(y_pos==1) x_pos += 0x40;<

44、;/p><p>　　x_pos += 0x80;</p><p>　　lcd_write_com(x_pos);</p><p>　　lcdrs=1; //lcdrs=1即設(shè)置寫數(shù)據(jù)狀態(tài)</p><p>　　lcdwr=0; //寫狀態(tài)</p><p>　　lcden=0;

45、 //從這句開始將en置1然后又置零，是將其顯示為高脈沖</p><p>　　P0=dat; //將要寫的數(shù)據(jù)傳給P0口 </p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=1;</b></p><p><b>

46、　　delay(5);</b></p><p>　　lcden=0; // en的高脈沖設(shè)置完畢</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//液晶初始化子函數(shù)//</p><p>　　void lcd_init() </p>

47、<p><b>　　{</b></p><p>　　uchar num;</p><p>　　lcd_write_com(0x38); //顯示16×2,5×7點陣，8位數(shù)據(jù)接口。</p><p>　　lcd_write_com(0x0c); //顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置</p><p

48、>　　lcd_write_com(0x06); //設(shè)置讀寫一個字符后指針自動加1或減1及整屏左移動 </p><p>　　lcd_write_com(0x01);</p><p>　　lcd_write_com(0x80); //設(shè)置數(shù)據(jù)指針位置，即從什么位置開始顯示，</p><p>　　for(num=0;num<14;num++)&

49、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_write_dat(num,0,VoltageDat[num]);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　l

50、cd_write_com(0x80+0x40); //設(shè)置數(shù)據(jù)指針位置</p><p>　　for(num=0;num<14;num++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_write_dat(num,1,CurrentDat[num]);</p><p><b>

51、　　delay(5);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//電壓檢測中斷程序//</p><p>　　uchar keyscan() //等待調(diào)時間的子函數(shù)，S1S2S3為功能

52、鍵按，S1閃爍調(diào)整位置的功能鍵，S2增加1，S3減少1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(S1==0) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(5); //鍵盤按鍵消抖</p><p><

53、b>　　if(S1==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　S1num++; //S1增加功能鍵按下的次數(shù)</p><p>　　while(!S1); //按鍵松手檢測</p><p>　　if(S1num==1)</p><p>&l

54、t;b>　　{</b></p><p>　　lcd_write_com(0x80+11);</p><p>　　lcd_write_com(0x0f); //光標(biāo)閃爍，表示可以調(diào)整時間}</p><p>　　if(S1num==2) //如果S1即第二次按下，光標(biāo)向前移動</p><p><b&g

55、t;　　{</b></p><p>　　lcd_write_com(0x80+9);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==3) //如果S1即第三次按下，光標(biāo)向前移動</p><p><b>　　{</b></p><p

56、>　　lcd_write_com(0x80+8);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==4) //如果S1即第四次按下，光標(biāo)向前移動</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+11

57、);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==5) //如果S1即第五次按下，光標(biāo)向前移動</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+10);</p><p><

58、;b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==6) //如果S1即第六次按下，光標(biāo)向前移動</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+8);</p><p><b>　　}</b></p&g

59、t;<p>　　if(S1num==7) //如果S1即第七次按下，則定時器開始計時，S1num清零，光標(biāo)不閃爍</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　S1num=0;</b></p><p><b>　　S1_OK=1;</b></p>

60、<p>　　lcd_write_com(0x0c);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num!=0)</p><p>&l

61、t;b>　　{</b></p><p><b>　　if(S2==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　if(S2==0) //在S2按下時，實現(xiàn)加1調(diào)整<

62、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!S2);</p><p><b>　　//電壓增加調(diào)整</b></p><p>　　if(S1num==1)</p><p><b>　　{</b></p><p&

63、gt;　　V_point++;</p><p>　　if(V_point==10)</p><p>　　V_point=0;</p><p>　　lcd_write_dat(11,0,0x30+V_point);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+11);</p><p><b>　　

64、}</b></p><p>　　if(S1num==2)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　V_ge++;</b></p><p>　　if(V_ge==10)</p><p><b>　　V_ge=0;</b&g

65、t;</p><p>　　lcd_write_dat(9,0,0x30+V_ge);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+9);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==3)</p><p><b>　　{</b>

66、</p><p><b>　　V_shi++;</b></p><p>　　if(V_shi==3)</p><p><b>　　V_shi=0;</b></p><p>　　lcd_write_dat(8,0,0x30+V_shi);</p><p>　　lcd_write

67、_com(0x80+8);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//電流增加調(diào)整</b></p><p>　　if(S1num==4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　I_point++;<

68、;/p><p>　　if(I_point==10)</p><p>　　I_point=0;</p><p>　　lcd_write_dat(11,1,0x30+I_point);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+11);</p><p><b>　　}</b>&l

69、t;/p><p>　　if(S1num==5)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　I_ge++;</b></p><p>　　if(I_ge==10)</p><p><b>　　I_ge=0;</b></p>

70、<p>　　lcd_write_dat(10,1,0x30+I_ge);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+10);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==6)</p><p><b>　　{</b></p

71、><p><b>　　I_shi++;</b></p><p>　　if(I_shi==2)</p><p><b>　　I_shi=0;</b></p><p>　　lcd_write_dat(8,1,0x30+I_shi);</p><p>　　lcd_write_com(0

72、x80+0x40+8);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S3==0) //在S3按下時，實現(xiàn)減1調(diào)整</p><p><b&

73、gt;　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　//電壓減少調(diào)整</b></p><p><b>　　if(S3==0)</b></p><p><b>　　{</b></p>

74、;<p>　　while(!S3);</p><p>　　if(S1num==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　V_point--;</p><p>　　if(V_point==-1)</p><p>　　V_point=9;</p>&

75、lt;p>　　lcd_write_dat(11,0,0x30+V_point);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+11);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==2)</p><p><b>　　{</b></p>

76、<p><b>　　V_ge--;</b></p><p>　　if(V_ge==-1)</p><p><b>　　V_ge=9;</b></p><p>　　lcd_write_dat(9,0,0x30+V_ge);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+9);

77、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==3)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　V_shi--;</b></p><p>　　if(V_shi==-1)</p>&

78、lt;p><b>　　V_shi=2;</b></p><p>　　lcd_write_dat(8,0,0x30+V_shi);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+8);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//電流減少調(diào)整&l

79、t;/b></p><p>　　if(S1num==4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　I_point--;</p><p>　　if(I_point==-1)</p><p>　　I_point=9;</p><p>　　lcd_wri

80、te_dat(11,1,0x30+I_point);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+11);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==5)</p><p><b>　　{</b></p><p>&

81、lt;b>　　I_ge--;</b></p><p>　　if(I_ge==-1)</p><p><b>　　I_ge=9;</b></p><p>　　lcd_write_dat(10,1,0x30+I_ge);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+10);</

82、p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(S1num==6)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　I_shi--;</b></p><p>　　if(I_shi==-1)</p><p&

83、gt;<b>　　I_shi=0;</b></p><p>　　lcd_write_dat(8,1,0x30+I_shi);</p><p>　　lcd_write_com(0x80+0x40+8);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

84、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Power=10*V_shi+V_ge+0.1*V_point;//返回電壓值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(Power);</p><p><b>　　}&

85、lt;/b></p><p><b>　　// 主程序 //</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　lcd_init();</p><p><b>　　P1=0;</b&g

86、t;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　VCC=keyscan();//電壓檢測</p><p><b>　　if(!S4)</b></p><p><b>　　{

87、</b></p><p>　　if(VCC>10.0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　VCC=10.0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　P1=10*VCC+V_

88、point;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　6.數(shù)據(jù)測量</b></p><p><b>　　6.1數(shù)

89、據(jù)測量值</b></p><p>　　數(shù)據(jù)測量的方法是：通過獨立按鍵預(yù)設(shè)液晶的顯示電壓值，啟動D/A轉(zhuǎn)換按鈕，然后用精度為0.00V的萬用表檢測系統(tǒng)最終輸出端的電壓值。每設(shè)置一次液晶的顯示值，測試一次最終的電壓輸出值，連續(xù)測量10次。下面分別列出了系統(tǒng)仿真和實物的數(shù)據(jù)測量值，見表2和表3。實物圖如下圖11.。</p><p>　　圖11 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源實物圖</p&g

90、t;<p><b>　　表1： 仿真數(shù)據(jù) </b></p><p><b>　　表2： 實物數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　6.2誤差分析</b></p><p>　　由于上述仿真數(shù)據(jù)在相同條件下多次測量同一量值時，絕對值和符號均不改變，為此上述數(shù)據(jù)的誤差只可能是系統(tǒng)誤差，不可

91、能是隨機誤差[8]。下面分別計算出上述數(shù)據(jù)的絕對誤差。絕對誤差定義為被測量值x和測量的真值A(chǔ)的差值。上述把預(yù)設(shè)的電壓作為真值，絕對誤差用符號表示。</p><p>　　計算出上述數(shù)據(jù)絕對誤差的平均值：</p><p>　　Δ=[8]=0.12</p><p>　　實物數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)電壓為0V時，第一級運算放大后的電壓值調(diào)整不到零，總是從3.0V開始，然后預(yù)設(shè)電壓每增加1

92、V，第一級運放后的電壓增加0.2V，即預(yù)設(shè)電壓值為1V時，第一級運放后的電壓為3.2V，當(dāng)然第二級放大5倍后最終輸出是15V左右。從3.2V開始線性變化而沒有從0V開始線性變化是本設(shè)計沒有調(diào)試成功的根源所在。如果第一級運放后的電壓能從0開始的話，整個輸出就和理論相符。因此測出的實物數(shù)據(jù)是錯誤的，無法再進(jìn)行誤差分析。</p><p><b>　　7. 結(jié) 論</b></p>&

93、lt;p>　　本設(shè)計采用單片機最小控制系統(tǒng)來獲得0~10范圍內(nèi)的電壓輸出。在設(shè)計過程中涉及到了STC51單片機的應(yīng)用，DA0832芯片的應(yīng)用，運算放大LM324的應(yīng)用以及穩(wěn)壓LM317的應(yīng)用。在查閱大量資料和所學(xué)專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計出各個單元電路，然后把單元電路組合在一起就構(gòu)成完整的系統(tǒng)設(shè)計。</p><p>　　在組裝硬件電路和調(diào)試的過程中碰到了很多難題和自己難以解決的問題，經(jīng)過查閱資料和請教指導(dǎo)老

94、師的輔導(dǎo)，最終解決了部分問題，實物實現(xiàn)了部分功能。特別是運算放大電路模塊，實物最終沒有調(diào)試出正確的數(shù)據(jù)。實物在在預(yù)設(shè)電壓液晶顯示為0V時，測得DA轉(zhuǎn)化后的電壓值是3.0V，未能實現(xiàn)從0V起步線性變化的目的。為此后面的二級放大和輸出調(diào)整穩(wěn)壓再無法繼續(xù)調(diào)試下去。設(shè)計沒設(shè)調(diào)試出正確數(shù)據(jù)的根源就出現(xiàn)在第一級運放后的電壓不從0起步線性變化這里。盡管最終實物未能調(diào)試出正確的數(shù)據(jù)，也沒有實現(xiàn)完整的功能，但是通過自己力所能及范圍內(nèi)的親自動手制作，進(jìn)一步

95、鞏固了我所學(xué)的專業(yè)知識和提高了我以后的動手能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉楚湘.基于單片機的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007,(01):15-20.</p><p>　　[2] 劉旭梅.數(shù)控直流穩(wěn)壓電源[J].科技致富向?qū)В?009(06):10-20.&l

96、t;/p><p>　　[3] 牛昱光. 單片機原理與接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008 : 12-35.</p><p>　　[4] 余孟嘗. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程[M].北京：高等教育出版社，2006 :426-430.</p><p>　　[5] 楊素行. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程[M].北京：高等教育出版社，2006 :282-293.</p

97、><p>　　[6] 趙亮，侯國瑞.單片機C語言編程與實例[M].北京：人民郵電出版社，2007:100-120.</p><p>　　[7] 周航慈.單片機程序設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003：89-100.</p><p>　　[8] 趙徽存.電子測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2003：9-20</p><p&g