智能化测控应用系统设计本科学位论文.doc

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1、目录1前言21.1设计思想21.2设计任务和技术指标22.总体方案设计32.1总体方案框图32.2方案一32.3方案二52.4方案论证和方案选择53.单元模块的设计73.1各单元模块功能介绍及电路设计73.1.1LM317可调稳压电压源基本电路的设计73.1.2DAC0832控制部分的设计73.1.3单片机控制部分的设计93.2电路参数的计算及元器件的选择93.2.1整流电路的参数计算及元件选择93.2.2滤波电路的参数计算及元器件的选择103.2.3LM317的参数计算103.3特殊器件的介绍113.3.1DA

2、C0832的介绍113.3.2ULN2803123.4各单元模块的联接134.软件设计144.1说明软件设计原理及设计所用工具144.2软件设计总体流程图144.3主要软件设计流程框图154.3.1初始化模块154.3.2LED显示模块165系统调试175.1系统软件调试175.1.1制图软件：protel99se175.1.2仿真软件：ISIS175.2系统硬件调试176系统功能、指标参数186.1系统能实现的功能186.2系统指标参数测试186.3系统功能及指标参数分析1829第页7结论198总结与体会209

3、.参考文献21附录1：22附录2程序清单2229第页1前言1.1设计思想在现代生活中，几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源，因此直流稳压电源的应用非常的广泛。直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。在电子设备中，直流稳压电源的故障率是最高的（长期工作在大电流和大电压下,电子元器件很容易损坏）但在直流稳压电源中，通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的，这样将会引起很多问题。因此,直流稳压电源的研究就颇为重要。目前产生直流稳压电源的方法大致分为两种:一种是

4、模拟方法，另一种是数字方法。前者的电路均采用模拟电路控制，而后者则是通过数字电路进行自动控制。而随着现代科技的不断进步，高质量的生活无疑是人们追求的目标之一，如今这个世界已近进入数字化的时代，当然直流稳压电源也朝着数字化方向发展，它所给人带来的方便也是不可否定的，而且它让我们的生活更加简单，因此对于数控恒压源的研究是必要的。随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、输出精度和稳定性要求越来越高,利用单片机的自动检测技术设计程控电源就显示出其优越性，提高了工作效率。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等

5、诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同的要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能进入市场，而随着经济全球化的发展，满足国际标准产品才能获得进出的通行证。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋钮开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦，针对产品在数控程度、分

6、辨率、功率密度，可靠性的要求，数控电源仍需不断加以改善，而单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利条件。1.2设计任务和技术指标本次设计是基于STC12C5A32S2单片机为控制核心的数控直流稳压电流源。本次设计的稳压电源有一定输出电压范围和功能的数控直流电源。要求输出电压的范围为2V到20V，最大输出电流1.5A，可通过按键实现调节电压大小，用数码管直接显示读数、显示清晰直观。步进电压0.1V，能预制置输出初值,误差小，稳定性高。29第页2.总体方案设计2.1总体方案框图系统总体方案框图如图

7、2-1所示:整流部分→滤波部分→LM317部分→恒压输出↑交流输入数码管显示部分↑↑单片机控制部分→DAC0832控制部分↑键盘预设值部分图2-1系统总体方案图2.2方案一设计数控电源的主要思路是通过控制STC89C52的I/O口的高低电平从而能够控制我们所需要的电压输出，我们想到利用能随外界电压改变而开（断）的电子开关。所以在方案一中，我们引入一种可以作为电子开关替代品的元件——继电器，合理的利用开关的通和断来改变LM317调整端的可变电阻值，LM317的标准应用如图2-2所示，对进行调节，从而实现本设计的要求

8、。29第页图2-2LM317的标准应用这里继电器是数控部分的执行单元，也是控制电路的核心部分。该单元采用了8个继电器，继电器的型号为JQC-3FF，工作电压为12V，继电器可以用常用的三极管驱动，所选三极管为9014。比如取图2-3中的JDQ1为例，当单片机的输出电压为逻辑1，即高电平+5V，通过R10限流电阻在三极管T1的基极就会有微弱电流通过（一般是微安级的），从而可