电子系统设计论文

摘要：本设计以STCC52RC单片机为主控制器。由单片机控制输出数字信号，经过DAC0832输出模拟量，再经过运算放大器LM358放大,最后输出各种设备所需要的电压，并且电压输出值通过数码管显示。其中输出电压可通过数字键盘来设置和调节。 关键词：单片机；数控；直流电源

Design and Simulation of Digital Control DC Power Supply

Abstract：The design STCC52RC microcontroller-based controller. Output digital signal from the microcontroller, analog output through the DAC0832, through the op amp LM358 amplification, the final output voltage needed for a variety of devices, and the voltage output through the digital display. In which the output voltage can be set and adjusted by the digital keyboard.

Key words: single chip microprocessor; numerical controller; DC power supply

1前言

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于教学科研等领域，它的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。[1]所以，设计出质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子线路的要求。本文将介绍一种以单片机为核心的简易数控直流稳压电源。

2主要设计思想

本设计以直流电压源为核心，STCC52RC单片机为主控制器，单片机系统是数控电源的核心。它通过软件的运行来控制整个仪器的工作，从而完成设定的功能。通过矩阵键盘来设置直流电源的输出电压，输出电压范围为0—9.9V，最大电流为500mA，并可由数码管显示实际输出电压值。本设计由单片机程序控制输出数字信号，经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器LM358隔离放大,最后输出各种所需要的电压。系统原理框图如下：

数码管显示 STCC52 单片机 D/A转换 DAC0832 矩阵键盘 电压调整模块 LM358 电压输出 +5v +15v -15v 电源模块

图1系统原理框图

3 系统硬件电路设计 3.1 主控制模块

本设计采用STCC52RC芯片为主控制器。P0口接两位共阴数码管显示电压值，P1口接4×4矩阵键盘，P2口接DAC0832进行数模转换，且DAC0832输出电压通过由LM358组成的电压调整模块，使输出电压达到标准值。另外单片机接有复位电路和时钟电路。

图2主控制模块电路图

3.2 辅助电源模块

利用三端稳压器7805、7815、7915产生所需的电源电压以供集成芯片和单片机使用。变压器产生15V左右的辅助交流电，辅助电源的输入端电源由15V变压器的辅助线圈提供，经过整流桥整流后经电容C1,C3滤成平稳的15V作为三端稳压器LM7815的输入电源，输出端经过电容C5滤波后就可得到平稳的幅值为15V的直流电。产生的+15V直流电压给LM358的正电源端供电。LM7805的输入电源直接由LM7815产生的15V直流电提供，其输出电压通过电容C7进行滤波。输出的5V电压作为单片机和的供电电源。负电压部分由C2，C4滤波后经LM7915稳压再由C6滤波后输出。产生的-15V直流电压给LM358的负电源端供电。

图3辅助电源电路图

4 系统程序设计

主程序首先判断是否设有预置电压值，然后通过键盘扫描程序来检测是否有按键按下，

最后将得到的数字量经单片机处理和D/A转换输出所需的电压值。

开始是否有预置电压Y是否再次调整NN是否对电压进行调整Y按键扫描按键扫描N进行D/A转换输出 图4主程序流程图

5 测试结果

通过PROTEUS软件仿真得到下表的测试结果。

表1

显示电压（v） 0.5 1.0 2.5 3.8 4.5 6.3 7.6 9.0

实测电压（v） 0.50 1.00 2.49 3.78 4.48 6.27 7.56 8.96 6 总结

本设计实现了单片机控制下的数控直流稳压电源设计。通过测试，步进0.1V能顺利实

现，实际输出电压值与理论输出电压值如上表所示。且误差较小，实现了数字控制的功能。

参考文献

[1] 蔡顺燕.基于ATC52的数控直流稳压电源设计[J].成都师范学院学报，2014,30

（3）:112-115.

[2] 高松.基于单片机的数控直流稳压电源[J].陶瓷研究与职业教育，2008,6（2）：43-44. [3] 郭天祥. 51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2012. [4] 何小艇.电子系统设计[M].第4版.杭州：浙江大学出版社，2008.