简易数控直流电源论文

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1、简易数控直流电源【摘要】：本系统共由4个模块组成，分别为+5V、+15V和-5V输出稳定直流电压模块，AD/DA转换模块、三角波输出模块和主要的显示电路模块组成。其中，+5V、+15V和-5V输出稳定直流电压模块，是由7805、7815和7915三端稳压管输出稳定的电压信号。AD/DA转换模块主要是以AD7541作为数模转换，把单片机输出的数字信号转换为模拟信号的输出，由于AD7541输出电流信号，通过LM358运算放大器转换为电压信号后输出到后级电路。同时，由于基准电压的输入，使输出到后级的电压

2、再经过降压送到AD0832上，最后反馈到单片机上参考和对比。三角波输出模块利用积分电路的原理先由UA741输出矩形波信号，再通过后级的调节输出三角波信号。显示电路模块通过按键控制，由74LS47译码驱动4位数码管显示，基本指标达到标准。本系统电路可适用于许多生产和生活中的场合，例如用于平时的工作和学习中，帮助人们准确测量电路的电压值，直观的显示所测试的电压数值。【关键词】：直流稳压、AD/DA、三角波、74LS47、功率放大器LM386、高增益运算放大器ua741运放一、硬件组成：系统由下述模块组

3、成：此系统电路的元件组成：二、各部分设计思路1、设计要求：本系统电路要求输出电压步进值0.01V，纹波电压不高于10mV，越小越好；输出电压可直接设置到0～9.9V或0～9.99V之间的任意一个值，具有输出电压连续步进功能，步进0.1V。输出电压值以数字方式显示，由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减扩展输出电压种类（比如三角波等）。所以用三端稳压管输出稳定的三种电压值，随后到AD7541进行数模转换到V/I转换为电压信号输出，经过AD0832反馈会51单片机内部参考和比对，输出准确的电压值

4、。最后由UA741构成的积分电路来显示三角波的信号幅度值。此系统电路的工作原理：本次所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压的大小采用数字显示，整个系统包括：“+”,“-”键控制的设计，驱动数显电路，指示电源输出电压的大小值；D/A转换电路，D/A转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后A/D反馈会单片机调整输出级输出所需的稳定电压。为实现上述几部分电路的正常工作，需要另制“+15v”“-15v”“+5v”的稳压直流电源。三、方案论证与比较：方案一：设计

5、开关电源用PWN调节脉冲宽度，功耗小，效率高，稳压范围宽。在制作过程中发现占空比的线性变化使电流呈非线性变化，发现滤波电容对占空比很小的积分效果明显，电压非线性变化更显著。达到稳定的输出，但数字来那个控制更明显。方案二：D/A和运放做电流源，D/A输出电流值，经运放输出稳定电压值，能有效缩短时间，提高输出的精度。方案三：D/A和运放做电流源，通过A/D转换实现闭环控制，更加提高系统响应的时间和转换的精度。方案比较：总结三种方案，论证出方案三能够利用好资源，合理设计出符合题目要求的方案，而且通过闭环

6、的i，准确的输出稳定的电压值，减小了纹波电压。四、单元电路的设计1、单片机：STC89C52具有低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构

7、，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。2、开关直流稳压电源：直流稳压电源部分通过开关电源获得15V交流的电压，经过桥堆输出直流电压。本电路由三端稳压管7805,7815,7915组成的控制核心。由交流15V的变压器降压，并通过桥堆整流为直流电压，最后通过电容滤波网络后，传送至三端稳压管的输入端口，经过处理后，输出稳定的+15V,+5V,-15V直流电压。3、D/A转换电路：本电路由AD7541控制。采用D/A串行转换芯片AD7541实现D/A换,AD7541是双列直插式12位D/A转换器。能完成数字

8、量输入到模拟量(电流)输出的转换。分辨率为12位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10～-10)V，供电电源为(+5～+15)V。4、电流采样电路：因为AD7541能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换,并且进行电流采样。5、电压采样电路：本电路以LM358为核心，控制由AD7541出的电压值。因为LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与