数控直流电源设计毕业论文(设计)(终稿)

论文题目数控直流电源设计学生姓名指导教师姓名、职称论文起讫日期自2014年09月23日起，至2015年05月10日一、选题目的与意义实现电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，提高生产效率和产品的可维护性。提高电源的工作效率，减少功耗。二、主要研究内容本次设计是基于STC12C5A32S2、XL6012升压芯片和XL4016降压芯片的数控直流电源系统，主要以解决数控电源的高效转换输出,高精度数控输出,大功率等问题为出发点,研究以单片机STC12C5A32S2为核心,结合电流检测电路,电压检测电路,运放反馈回路,ADC采样电路,DAC采样电路以及其他外围辅助电路,以此充分发挥基于XL6012升压芯片和XL4016降压芯片的数控稳压电源调整速度快，电压调整率低，负载调整率低等优势，实现高精度低纹波输出,大功率输出等功能。三、基本要求1可以实现数控和手动两种模式。2输出电压范围：5.00—31.00V。3输入电压范围：10.00—30.00V。4步进电压100mV以下。5输出电流：可达3A四、进度安排2014.09.23-2014.11.30:指导教师下达毕业设计（论文）任务书，学生接受任务、收集、查阅相关文献资料。2014.12.01-2014.12.30:开题报告2015.01.01-2015.03.15学生撰写论文提纲；系统设计、调试、实验；撰写论文（设计说明书）。2015.03.16-2015.03.19:论文修改、定稿。2015.04.22-2015.05.10:论文答辩准备及答辩。五、主要参考文献、资料[1]李全利.单片机原理及接口技术[M].北京：高等教育出版社.2009.1[2]闫俊岭,陈帅华.基于89C51单片机的数控直流电源外围电路设计[J].数字信,2013,(04):67-73.[3]李鹏.基于单周控制的数控直流电源的研究[D].华中科技大学,2011.[4]瞿才鑫.数控直流开关电源的设计与实现[D].华中科技大学,2013.[5]王小明,卢志强.基于STC89C52数控直流电源设计[J].微计算机信息,2009,(34):145-146+178目录数控直流电源设计........................................I摘要.....................................................I关键词.....................................................ITheDesignOfNumericalControlledDCPower...............IIAbstract...................................................IIKeywords..................................................II1前言......................................................12方案论证..................................................12.1电源部分方案一..............................................12.2电源部分方案二..............................................22.3电源部分方案三..............................................32.4数控部分方案................................................42.5方案选择...................................................43硬件设计..................................................53.1硬件电路的总体设计方案......................................53.2具体硬件单元电路设计........................................63.2.1STC12C5A32S2单片机最小系统电路......................................63.2.2LCD1602液晶显示模块电路.............................................73.2.3控制部分的电源供电电路..............................................83.2.4电阻分压电路........................................................83.2.5TLC1549ADC转换电路与基准电压电路....................................93.2.6独立按键、蜂鸣器和模式指示灯电路...................................103.2.7数控模式与手动模式切换电路.........................................113.2.8数控模式与手动模式控制电路.........................................123.2.9电源部分电路.......................................................134软件设计................................................154.1主函数程序设计.............................................154.2外部中断0程序设计.........................................164.3自动调节输出电压程序设计...................................175系统测试与数据分析.......................................185.1系统指标测试...............................................185.1.1手动输出电压........................................................185.1.2数控输出电压........................................................195.1.3输入电压............................................................205.1.4输出电流............................................................215.2误差分析..................................................22参考文献..................................................23致谢......................................................24附录......................................................25附录1系统控制部分原理图......................................25附录2电源部分原理图..........................................26附录3软件设计主函数代码......................................26I数控直流电源设计摘要本设计采用STC12C5A32S2单片机作为整机的控制中心，利用XL6012升压芯片和XL4016降压芯片作为电源模块的核心。用LCD1602液晶模块来作为屏幕显示，主要显示输入电压、输出电压、输出电流和控制模式。本设计可以实现数控和手动控制两种模式。数控模式可以通过按键输入数值来控制对应想要的电压值，也可以通过按键来进行输出电压的微调。手动模式可以直接调节电位器来调节输出电压。本设计具有性能可靠、结构简单、过压、过流报警、掉电保存等特点。关键词：数控电源单片机升压降压IITheDesignOfNumericalControlledDCPowerAbstractThisdesignadoptsSTC12C5A32S2MCUascontrolcenterofthewholemachine,usingXL6012boosterandXL4016step-downchipasthecoreofthepowermodule.UsingLCD1602asscreendisplaywhichmainlyshowsthevoltageinputoroutput,thecurrentinputoroutputandthecontrolmode.Thisdesigncanachievetwopatternsofnumericalcontrolandmanualcontrol.Numericalcontrolmode:Itcanbecontrolledbykeyingacertainvoltagevalueandalsocanfinelytunesoutputvoltagebykey.Manualmode:Itcanadjustoutputvoltagebydirectlyadjustingpotentiometer.Thisdesignfeaturesindependableperformance,simplestructure,over-voltage,over-currentalarm,electricitysaving,etc.Keywords:DigitallyControlledPowerSource;Microcontroller;Step-up;Step-down11前言随着现代信息化革命的发展，电源技术给电子技术提供了稳定的发展前提，同时也给电源提出了更高的要求。普通电源在工作时容易产生老化、误差、可调节性变差等现象。严重的会影响整个系统的精确度或造成系统崩溃、毁坏，为此各个企业对电源技术有了更高的要求。自20世纪90年代以后，数控电源技术有了长足的发展，也取得了很大的技术突破。但其产品存在数控程度达不够、精度不高、纹波较高、可靠性较差的缺点。因此现代数控电源的主要发展趋势，是针对以上不足而加以改进的。本设计也是主要针对数控电源的缺点而设计的，重点在提高数控程度、降低功耗、提高带负载能力。2方案论证本设计主要分为电源部分和数控部分，因此本人就分别进行论证。2.1电源部分方案一采用线性稳压器件来作为电源部分的核心部件。如LM317，它是正电压稳压器，输出电压范围为1.24V～35.5V，能提供1.5A以下的电流，纹波抑制比高达80dB，输出电压纹波极小,还具有输出短路保护、过流、过热保护。而且只需要两个电阻来设置输出电压，这使得电路设计起来非常简单,可以节省元件,而且控制方便。这是因为LM317的Vout引脚与可调段引脚的电压差是1.24V，即图2.1中R1两端的电压为1.24V。所以有Vout=(1.24/R1)*(R1+R2)+Iadj*R2（式2.1）由于Iadj被芯片内部控制在小于100uA的范围内，所以可以“Iadj*R2”这一项产生的误差可以忽略，即可以去掉“Iadj*R2”这一项。最后有Vout=1.24(1+R2/R1)（式2.2）由式2.2可知：只要固