文档介绍：电子设计大赛论文
简易数控直流稳压电源设计
题目
名称
简易数控直流稳压电源设计
学院
专业
指导教师
设计要求:
(1)输出电压:范围 0~+,步进 ,纹波不大于 10mV;
(2)输出电流:500mA;
(3)输出电压值由数码管显示;
(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减;
(5)为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源,输出±10V,+5V。
提高要求:
(1)输出电压可预置在 0~ 之间的任意一个值;
(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进不变);
(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)。
比赛工作计划:
(1)查阅资料,设计硬件电路;(-)
(2)硬件电路焊接; (-)
(3)整机调试,编写设计报告(-)
参考书籍:
[1]《单片微机原理及应用》,第二版,机械工业出版社,2004年2月。
[2]《C8051F系列单片机原理与应用》,张培仁,孙力,清华大学出版社,2013年1月第一版。
[3]C程序设计,谭浩强,第三版,清华大学出版社,2005年7月第二版。
参考文献:
[1]何希才,张明莉。新趔稳压电源及应用实例[M]。北京:.
[2]王小明,卢志强。基于STC89C52数控直流电源设计。微计算机信息,2009,12。
[3]何香玲,邓刚。数控式步进可调稳压源[J]。现代电子技术,2007。
[4]刘兰波。数控直流电源的研究[J]。河北北方学院学报:自然科学版,2009。
项
目
组
姓名
学号
专业/班级
所在学院
项目中的分工
成
员
摘要
数控直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。本课题以单片机为控制核心,进行算法控制和集成运放线性负反馈,并通过7219驱动四位显示器进行精确显示,设计并实现了一台高精度、低噪声的数控直流电流源。
该稳压电源由供电电源、数控系统、模拟输出三个部分组成。供电电源采用MC7815和MC7915稳压器,通过桥式整流电路,为整机提供了稳定的直流供电;控制系统以单片机C8051F020为核心,其内部的12位DAC转换器产生控制输出,实现了输出电流的实时数控和精确检测。模拟部分利用集成运放继电器等模块实现不同波形的输出;系统还设置了串口通讯、遥控功能。
经测试,输出电压范围达0—,输出纹波及噪声小于10mV,均达到题目指标。
论文阐明了软硬件设计依据,给出了系统功能和性能测试结果,并附录了详细的设计资料。
关键词: 恒压源集成运放 7219驱动器
单片机实时数控
目录
第 1 章方案论证与原理设计 1
模拟输出方案 1
供电电源方案 1
控制系统方案 2
整机方案框图 2
第 2 章电路设计与参数论证 3
供电电源(15V) 3
5V供电电源 5
数控电路 5
模拟输出电路及A/D校准 7
驱动数码管显示电路 10
第 3 章系统功能与软件设计 11
系统功能分析 11
软件设计结构 12
第 4 章功能及性能测试 16
测试条件 16
整机调试 16
系统性能测试 16
性能参数测试 17
第 5 章设计总结及技术展望 21
参考资料 23
附录 23
附录一测试仪器清单 23
附录二原理电路图 23
附录三元器件清单 24
附录四单片机程序 25
数控直流稳压电源是输出为稳定直流电压、并可用数控方式调节和稳定输出电压的电源设备,在对工作电压稳定度、纹波电压大小等有较高要求的领域具有广泛的应用,如:电镀、精密加工、激光器等。
为此我们选择了简易数控直流稳压电源设计作为此次竞赛的课题。
方案论证与原理设计
模拟输出方案
模拟输出部分是数控直流稳压电源的重要组成部分,是决定各项设计指标的关键性因素。
方案选择
模拟部分,通过±15V给功放供电,功放构成反相器、反相相加器、反相发大器,积分器分别实现反相、反相相加、放大、积分等功能,结合继电器的控制,分别输出方波、三角波和直流,并反馈给单片机,用A/D采样并校准。同时,利用OP547输出稳定的500mA直流电流。
参数优化设计
由于本题要求的输出电压精度高,纹波小。因此我们必须考虑保证这些质量参数的优化方案。
纹波与噪声控制
最大纹波电压是在设定的直流电压的情况下,使电压的纹波(包过噪声)的绝对值大小,通常以峰-峰值或有效值表示。所以在设计时充分考虑这些因素,在电路中必要部分加