内容摘要:,电源在各行各业中的作用显得越来越重要,与此同时,人们对电源的需求与日俱增。我们对本次设计的“数控步进直流稳压电源”提出了人性化、高指标、低成本的要求。本次设计的数控稳压电源系统主要是由stc公司的单片机(stc12c2052ad)为中心控制系统,用到了单片机中SPI和A/D转换模块;外围电路由数码显示、PWM调节、斩波控制、采样等模块组成。能够实现用户预置0―15V 之间的任意电压值,并且能稳定输出,同时具有过流保护措施。
关键字: 单片机 斩波器 PWM调节 A/D转换 数码显示设计任务与技术指标
(一)设计任务
设计一个数控直流稳压电源
(二)技术指标
基本要求:
1. 输出电压:0~15V
2. 负载电流<=1A
3.纹波有效值<=20mV
4.调节步进为0.1 V
(三)题目分析
本设计题目是设计一个从0~15V变化的、步进为0.5V的人性化、高指标、低成本的数控步进直流稳压电源。设计的思路为:在达到性能指标的前提之下,体现出人性化的思想,同时选择低价位的通用元器件来设计制作电路。在这当中,电路应该是简单、可靠、稳定,最重要的是有实用的价值,容易在工业中实现。
针对以上的要求,我们最终选择用单片机(stc12c2052ad)来作为控制部件,采用人性化的按键来实现置数,把置数的值经过单片机的处理,通过单片机的PWM1端口与具有PWM调节功能的运算放大器的电路相连构造A/D转换电路。PWM2的端口与斩波器,可调稳压管和扩流器组成的电路相连来输出参考电压,在用A/D转换器来对此时输出电压值进行,使得数显的值和所置的电压时时保持一致,这样就保证了显示的值的真实性,且具有过流保护作用。于是我们的设计中应包括:数字控制模块、A/D转换采样模块、PWM调节控制模块、具有D/A转换功能的PWM调节模块、数显部分和辅助电源模块。只要电路设计得当,器件优化配置,是能够做好的。而完成这些部分的电路和芯片都很多,而合理的设计及选择设计电路则是完成设计的关键所在。
二、方案论证
该方案在控制部分采用了stc12c2052ad系列的单片机,它内部含有A/D转换功能并且其功能比其它系列的单片机强大,而人性化的按键采用的是步进置数,也无需用其它芯片搭接外围电路,利用单片机内部端口,简化了电路结构。输出部分也不再采用传统的调整管方式,而是通过单片机的pwm1端口去控制具有D/A转换功能的PWM调节电路模块。PWM2模块的PWM调节控制斩波电路,再经过扩流器和可调稳压管(LM317)与PWM1模块的PWM调节电路的精密配合输出参考电压,同时为了使显示的数据和所置的电压始终保持一致,在输出的参考电压后面增加了两个A/D转换的采样电路,一个用于使显示的数据与所置电压保持一致;另一个用于电流采样,起过流保护作用。再经过单片机的动态调整,充分的解决了这个问题。因为使用了单片机技术,使得整个系统可编程化增加,从而系统的灵活性得到了大大提高,控制精度高,人工干预自由度大,对功能扩展、升级余地大,兼容性强,从而使得整个系统易于制作、生产,同时成本也较低。
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