一种可调数控直流电源系统的制作方法

1.本发明涉及基于51单片机的可调数控直流电源系统。


背景技术：

2.电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业，电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论和材料等诸多学科领域。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。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，在以后的一段时间里，数控电源技术有了长期的发展，但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善，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的条件。
3.数控直流稳压电源是一种常见的电子仪器，广泛地应用于电子电路、教学实验和科学研究等领域，目前使用的直流稳压电源大部分是线性电源，利用分立器件组成，其体积大、效率低，可靠性差，操作使用不方便，自我保护功能不够，因而故障率高，随着电子技术的飞速发展，各种电子、电器设备对稳压电源的性能要求日益提高、稳压电源不断朝着小型化，高效率，低成本，高可靠性，低电磁干扰，模块化智能化方向发展。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是实现一种基于51单片机的可调数控直流电源系统，可完成0～15v之间各不同幅值电压的输出，能够预置数，能够自动扫描输出电压并直接显示到led数码显示管上，并可扩展输出三角波等波形。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可调数控直流电源系统，包括单片机控制电路模块、电源电路模块、按键模块、显示模块和输出电路，所述单片机控制电路模块的电源端连接电源电路模块的输出端，所述单片机控制电路模块的控制信号输出端连接显示模块的信号输入端，所述单片机控制电路模块的控制信号输入端连接按键模块，所述单片机控制电路模块的控制信号输出端连接输出电路的控制端，所述按键模块用于输入调节信号，所述显示模块用于显示调节和执行参数。
6.所述按键模块按键按下之后，对单片机控制电路模块输入一个调节指令，所述单片机控制电路模块将输入的调节指令输送至显示模块显示，并且输送至输出电路执行。
7.所述输出电路设有dac0808芯片，所述dac0808芯片获取到调节指令后将指令信号转化为模拟量电流输出，并通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，该电压经过放大后控制lm317t的控制端，从而实现输出电压的控制。
8.所述电源电路模块输入端连接220v交流电，通过变压器变压将220v交流电以正15v和负15v输出，通过整流桥变为脉动的正15v和负15v的直流电，其中脉动的正15v的直流电经过三端稳压集成芯片78l15输出稳定的正15v直流电、脉动的负15v的直流电经过三端
稳压集成芯片79l15输出稳定的负15v直流电，所述三端稳压集成芯片78l15输出的稳定的正15v直流电通过三端稳压器件78l05输出5v的直流电对单片机控制电路模块和整个系统供电。
9.所述按键模块设有复位按键和加、减键，所述复位按键输出端输出5v的电压值，所述加、减键用于电压的加减控制，每按下一次输出电压的加键输出电压增加0.1v、每按下一次输出电压的减键输出电压减小0.1v，当长按加、减键时持续递增或者递减，直到松开加、减键。
10.所述显示模块采用4位一体的共阳极数码管显示测量结果，并用三极管驱动数码管。
11.本发明可调数控直流电源系统电压输出部分，既可手动的每按加、减键进行每0.1v大小的上下调整，也可长按加、减键使其自动的递增或者递减，直到需要的数值。预置数时用切换键切换预置个位或小数位，按加、减键进行微调。单片机编程部分是基于wave6000软件上设计，并在实物上进行仿真。该系统具有抗干扰性能好，可靠性高，及最终输出电压值与真实显示值精确度较高等优点。
附图说明
12.下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
13.图1是单片机控制电路原理图；
14.图2是电源电路的原理图；
15.图3是按键的原理图；
16.图4是数码管显示电路原理图；
17.图5是输出电路原理图。
具体实施方式
18.下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
19.基于51单片机的可调数控直流电源系统可完成0～15v之间各不同幅值电压的输出，能够预置数，能够自动扫描输出电压并直接显示到led数码显示管上，并可扩展输出三角波等波形。
20.图1是单片机控制电路原理图，主要包含单片机最小系统，包含按键复位和上电自动复位，通过按下s1键使得rst和电源vcc相连接出高电平使得单片机程序复位，当系统上电时通过r9和c1的充电使得ret得到2个机器周期的高电平从而使单片机复位。其中的电容c2、c3和y1构成单片机的晶振部分，其中的三极管q1、q2、q3、q4是用来驱动数码管显示电压值。
21.图2是电源电路的原理图，将220v的交流电通过变压器变压输出正15v和负15v的电压，通过整流桥变为脉动的正15v和负15v的直流电，其中脉动的正15v的直流电经过三端稳压集成芯片78l15输出稳定的正15v直流电、脉动的负15v的直流电经过三端稳压集成芯
片79l15输出稳定的负15v直流电，三端稳压集成芯片78l15输出的稳定的正15v直流电通过三端稳压器件78l05输出5v的直流电对单片机和整个系统供电，图2中的s1是系统的电源开关，它是一个自锁开关。
22.图3是按键电路的原理图，图3中的s1相当于复位按键，按下s1键不论当前在何种状态，输出端都会输出5v的电压值，s2是电压输出的加键，每按下一次输出电压增加0.1v、s2是电压输出的减键，每按下一次电压减小0.1v，也可长按加、减键使其自动的递增或者递减，直到需要的数值。
23.图4是数码管显示电路原理图，采用4位一体的共阳极数码管，三极管来驱动数码管，单片机来控制数码管显示的电压值。
24.图5是是输出电路原理图，电源电路产生的负15v电压给数模转换集成芯片dac0808供电，以电流形式输出，由于需要电压输出，所以其第4引脚输出外接了高性能低噪声双运算放大器(双运放)集成电路ne5532的a放大器反相信号输入端，其输出端接到输出电压可变的集成三端稳压块lm317的第一引脚，lm317的输出端接p1和p2，如图5所示，其中p1是输出端口可用万用表测量或用导线接到外部供电，p2端是输出的usb电源接口。
25.可调数控直流电源系统以单片机系统为控制核心，由于单片机具有计算和控制能力，利用它对采样数据进行各种计算，可排除和减少由于骚扰信号和模拟电路引起的误差，大大提高稳压电源输出电压和控制电流精度，降低了对模拟电路的要求。同时利用单片机设置周密的保护监测系统，确保电源运行可靠。输出电压和限定电流采用数字显示，输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。本发明设计的数控直流电源电路简单、结构紧凑、价格低廉、性能卓越。
26.综上所述，本发明设计了一种基于51单片机的可调数控直流电源系统，以stc89c51rc单片机作为系统的核心，由d/a数字模拟转换模块、按键、led串口显示模块等模块组成了一个可调数控直流电源系统。该系统实现了输出电压：范围0v～15.0v，步进0.1v，纹波不大于30mv；输出电流：500ma；输出电压值由数码管显示；输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给dac0808，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制lm317t的控制端，从而实现输出电压的控制。同时该系统能够预置数，能够自动扫描输出电压并直接显示到led数码显示管上，并可扩展输出三角波等波形。其中电压输出部分，既可手动的每按加、减键进行每0.1v大小的上下调整，也可长按加、减键使其自动的递增或者递减，直到需要的数值。预置数时用切换键切换预置个位或小数位，按加、减键进行微调。该系统具有抗干扰性能好，可靠性高，及最终输出电压值与真实显示值误差的精确度较高等优点。
27.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。