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直流稳压电源电路设计范文1
【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02
在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。
1.对于动态小信号模型的相关阐述
对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。
2.开关型稳压电源的相关性能指标
2.1性能指标之稳定性
通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。
2.2性能指标之瞬间响应指标
当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。
2.3性能指标之电源精度
在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。
3.关于开关型稳压电源的电路设计
3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用
目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。
3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理
3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50—60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180—250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0<0.1欧；（5）输出最大纹波电压<10mv。3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。
3.3开关型稳压电源的电路设计探究
从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。
4.结语
综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。
参考文献：
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直流稳压电源电路设计范文2
关键词 直流稳压电源；线性电源；开关电源
中图分类号：TM44 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-134-01
1 线性直流稳压电源
1）晶体管串联式直流稳压电源：晶体管串联式直流稳压电源工作在线性放大状态，因而具有反应迅速，电压稳定度和负载稳定度高，输出纹波电压小，噪声小。在电路技术方面，其控制电路所用的元件少。对调整管的开关特性，滤波器的高频性能等无特别要求，所以可靠性高。
串联式稳压电源的严重缺点是效率低。要提高效率就必须降低调整管上的压降，减少在调整管上的损耗。解决的办法：①PNP和NPN晶体管互补：串联式稳压电源输出电源电流较大时，通常调整管都要接成共集电极的达林顿组合管。因为在晶体管电参数相同情况下在保持电流放大倍数相等的情况下，互补连接的组合调整管的集射极压降减少了，因而电源的效率得到提高；②偏置法：一般共集电极组合管集射间的压降一定程度上取决偏置电流。采用偏置连接法当输出电流一定时可以有效的提高电源效率；③开关稳压器作前置予调节：在输入-输出电压差比较大，输出电流也比较大的场合，采用开关稳压器作串联式稳压器的前置予调节也是提高电源效率的有效办法。开关予调节还可以设置在电源变压器的原边。
2）集成线性稳压器发展：早期市场集成稳压器的厂家很多，产量大、应用广泛。主要有半导体单片式集成稳压器和混合式集成稳压器两大类。它们的电路形式、封装、电压及电流的规格都是多种多样的。集成稳压器可分为定电压的，可调的，跟踪的和浮动的。但是不管哪一种形式，它们通常由基准电压源，比较放大器，调整元件即功率晶体三极管和某种形式的限流电路组成。有些集成稳压器内部还有逻辑关闭电路和热截止电路。集成稳压器与由分立元件组成的稳压器比较，集成稳压器的优点非常明显，成本低，体积小，使用方便，性能好，可靠性高。
3）恒流源网络稳压电源技术：采用恒流网络稳压是目前串联稳压电源的有一特点。采用恒流网络可以有效地提高电源的稳定性。集成稳压器中普遍采用了恒流网络。分立元件组成的串联稳压器也愈来愈多地运用恒流技术。使用晶体管场效应管和恒流二极管等元件可以实现恒流。恒流二极管在分立元件的串联稳压器中使用更为方便。
2 开关直流稳压电源
开关式直流稳压电源指其功率调整元件以“开”、“关”方式工作的一种直流稳压电源。早期的磁放大器开关直流稳压电源是利用铁芯的“饱和”、“非饱和”两种状态进行“开”、“关”控制，那是一种低频磁放大器。在此过程中出现的可控硅相控整流稳压电源也属于开关直流稳压电源。随后，高频开关功率变换技术得到了快速发展，这主要是指变换器方式的高频开关直流稳压电源。上个世纪90年代电力电子技术、PWM等技术的日趋成熟，直流开关电源和交流开关电源已成为主导市场。电力电子技术是利用电力电子技术对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件 、变流电路和控制电路三个部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电 子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。
1）无工频变压器化：省掉工频电源变压器而采用直接从电网整流输入方式是开关电源减少体积和重量的一个重要措施。无工频变压器化已成为当代先进开关电源的一个特点。无工频变压器的开关电源与各种有工频变压器的直流稳压电源相比，其突出优点是体积小、重量、效率高。开关电源的电路形式已多种多样了。就调制技术而言有脉宽调制型、频率调制型、混合调制型，其中脉宽调制占绝大多数。目前出现了完全无变压器的开关电源，即连高频变换器都不需要。这种电源的最大特点是体积还可比现在的无工频变压器开关电源小的多，而且没有绕制的变压器这一类器件，可以集成电路工艺制作。
2）开关电源高频化：现代开关电源的一个显著特点是开关频率不断提高，不管是晶体管开关电源、可控硅开关电源还是场效应管开关电源都是向高频化方向发展。随着功率IGBT和MOSFET的出现，开关电源的工作频率已从早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范围甚至G赫范围。
3）控制电路集成化：早期开关电源的控制电路是用分立元件构成的。这样，电路设计复杂，调试维修麻烦，影响开关电源的推广应用。为了适应开关电源的迅速发展，集成化的开关电源控制电路被研制成功，而且功能愈加完善。开关电源控制电路集成化，大大简化了开关电源的设计，提高了开关电源的电性能和可靠性，而且体积小，降低成本。
4）主要元器件高频化：为了适应开关电源迅速发展的需要，开关电源所用的主要元器件的发展也很快，其主要目标是高频化。开关电源中的开关元件-功率晶体管、可控硅和场效应管都在提高看工作频率方面取得了成绩。但是最引人注目的是功率管IGBT复合管，MOSFET场效应管的出现，它不仅开关频率提高到1MHz-1GHz，而且开关特性好，所需驱动功率小，不存在二次就穿，能防止热奔等特殊优点。另外大电流肖特基势垒的出现大大改善了低电压电流开关电源的整流效率，它具有开关速度快、反向恢复时间短，正向压降地等优点。在滤波过程中，电容器等器件也要在材料、结构工艺诸方面进行研制，以适应开关电源高频化的要求。
5）全数字化控制：开关电源的控制已经由模拟控制，模数混合控制，进入到全数字控制阶段。全数字控制是一个新的发展趋势，已经在许多功率变换设备中得到应用。但是过去数字控制在DC/DC变换器中用得较少。近两年来，开关电源的高性能全数字控制芯片已经开发，费用也已降到比较合理的水平，欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。全数字控制的优点是：数字信号与混合模数信号相比可以标定更小的量，芯片价格也更低廉；对电流检测误差可以进行精确的数字校正，电压检测也更精确；可以实现快速，灵活的控制设计。
参考文献
直流稳压电源电路设计范文3
关键字： 直流电源； 低纹波； 双电池； 通断原则
中图分类号： TN86?34； TP303+.3 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）14?0150?04
Design and implementation of low?ripple dual battery DC regulated power supply
LI Jie， CHENG Weibin， FENG Du， MAN Rongjuan
（School of Electronic Engineering， Xi’an Shiyou University， Xi’an 710065， China）
Abstract： In order to realize the low?ripple output of the power supply， a low?ripple dual battery DC power supply was designed with the ripple control method， which can switch from the low power state to full power state automatically. The ripple characteristic test for the power supply was performed. The original signal is transmitted to the main control circuit through the voltage acquisition circuit， and then the main control circuit is used to control the charging and supplying power selection circuit according to the on?off principle of the relay switch and collected voltage signal. The power supply battery can realize +5V voltage output in one channel and adjustable voltage output in two channels through the linear voltage adjustment circuit. The low ripple DC voltage regulator output from charging state to supplying power state was implemented. A coaxial?cable testing device was adopted in power supply ripple test. The test data shows that the low ripple DC regulated power supply has good running condition and greater advantage in ripple control in combination with other DC power supply， and its output voltage is stable.
Keywords： DC power supply； low ripple； dual battery； on?off principle
0 引 言
提高参数测量精确度的重要方法是降低各类误差，其中直流电源纹波是产生误差的主要根源之一。二极管工频整流后直流电源有较大的工频纹波，需要较大容量滤波器件；开关电源采用高频工作，滤波器件体积和容量降低[1]，但存在高频纹波，虽然通过增加电路滤波器件可降低纹波，有时可达几毫伏，但仍达不到高精度测量的要求[2]。
本身没有纹波的直流电池供电是一种较好的选择，可以得到高质量的直流电源供应，但单一电池的容量有限，需要充电。有些电源采用交流供电、电池备用的方式，可保证交流失电后一段时间内的供电，交流供电时的纹波仍然存在。
为了克服了现有工频整流稳压电源和开关电源纹波控制技术的不足，以及电池容量有限不能持续低纹波输出的问题，本文设计了一种基于STC89C54的低纹波双电池直流稳压电源。
1 硬件电路原理
系统的硬件主要包括控制主电路、电压采集电路、充电选择电路、供电选择电路、线性电压调整电路、可充电电池以及电源适配器，电路结构如图1所示。
控制主电路包括单片机STC89C54、A/D转换器PCF8591和LCD12864。PCF8591把模拟型的电压信号转换成数字信号，供单片机进行信号处理；单片机根据当前电池的充、供、欠、满4种状态和继电器通断原则，实现对双电池充电和供电的最优控制；液晶显示器显示各个电池的充、供、欠、满4种状态，并且实时显示各个电池当前电压以及充电电池的充电电流，为使用者提供便捷。
电压采集电路由分压电阻、运算放大器和充电电流采样电阻组成，电池端电压首先通过分压电阻分压，再由运算放大器调整到可采集的电压范围，最后传输到PCF8591进行A/D转换，而充电电流采样电阻的作用是把充电电流信号转换成电压信号。
充电选择电路和供电选择电路分别是由两个继电器开关和两个二极管组成[3]，控制主电路遵循通断原则控制继电器闭合与断开，在保障持续供电的前提下，尽可能使稳压电源低纹波输出。线性电压调整电路采用线性稳压模块、滤波电路和缓冲电路来稳定输出和降低开关调整产生的谐波，以此实现稳定的低纹波输出。可充电电池选择12 V电池，并配备相应的电源适配器。双电池低纹波直流稳压电源供电原理图如图2所示。
2 硬件电路设计
2.1 控制主电路设计
控制主电路是以自带看门狗的单片机STC89C54为控制核心，A/D转换器PCF8591输出的数字信号和充供继电器开关的通断情况作为单片机的输入信号，LCD12864为显示输出，单片机遵循以下几个通断原则控制双电池的充供电：
（1） 该电池充电开关需要闭合时，必须同时满足：
① 该电池处于未充满状态；
② 该电池的供电开关处于断开状态（即该电池不供电）；
③ 另一电池的充电开关处于断开状态（即两个电池不同时充电）。
（2） 该电池充电开关需要断开时，只需满足其一即可：
① 该电池处于充满状态；
②该电池的供电开关即将闭合（即需要该电池供电）；
③另一电池的充电开关即将闭合（即两个电池不同时充电）。
（3） 该电池供电开关需要闭合时，必须同时满足：
① 该电池处于不欠电状态；
② 该电池的充电开关处于断开状态（即该电池不充电）；
③ 另一电池的供电开关即将断开（即两个电池不同时供电，但为了保证后级供电，需要该电池供电开关闭合后，另一电池供电开关才能断开）。
（4） 该电池供电开关需要断开时，只需满足其一即可：
① 该电池处于欠电状态；
② 该电池的充电开关即将闭合（即该电池需要充电）；
③ 另一电池的供电开关已经闭合（为保证后级供电，另一电池供电开关闭合后，该电池供电开关才能断开）。
如图2所示，以上四条通断原则逻辑关系可总结为：
式中：B1Q，B1M分别代表B1电池欠电和B1电池满电。
以通断原则为根本控制思想，完成软件程序的编写和调试，是实现低纹波、稳定、持续供电的核心思路。
2.2 电压采集电路设计
由于电池充电时，采集到的电池端电压是充电器的端电压，不能只用电池端电压值来判断电池是否满电，所以需要电池端电压信号采集电路和充电电流信号采集电路配合使用[4?5]。
电池端电压信号采集电路又可分为正极性电池电压信号采集和负性电池电压信号采集，由于所选择的串行A/D转换芯片PCF8591可识别0～5 V电压信号[6]；故正极性电池电压信号需通过一组分压电阻分压为0～5 V，再接电压跟随器即可采集成功；而负极性电池电压信号由于负电压的特殊性，需先通过分压电阻分压为反相运算放大器可识别的电压范围内，然后选择合适的放大倍数，反向放大到合适的电压区间[7]。负极性电池端电压信号采集电路如图3所示。
充电电流信号采集电路也可分为正极性充电电流信号采集和负性充电电流信号采集。采集到信号实际上是电压信号，但是考虑到功耗问题，所选用的采样电阻十分小，故采集到的电压信号十分微弱，所以分别需要通过同相比例放大器和反向比例放大器来放大采集到的微弱电压信号，并且在放大器输入端加入了RC滤波电路来抑制干扰。
这样就使得所有电压信号满足PCF8591芯片的采集范围，为后级控制主电路的信号输出提供参考。正极性充电电流信号采集电路如图3所示。
2.3 其他电路设计
除了控制主电路和电压采集电路，该系统还包括充电选择电路、供电选择电路、线性电压调整电路、可充电电池和电源适配器。
这几部分电路中，充电选择电路和供点选择电路分别是由两个5 V继电器和两个二极管组成，由单片机根据通断原则依次输出高低电平来控制各个继电器的导通和断开，二极管的单向导通性，保证了充电电流或者供电电流的单向性；线性电压调整电路通过三块线性稳压模块分别可实现一路5 V和两路可调电压输出，稳压模块前级输入和后级输出分别并联0.1 μF普通电容和100 μF电解电容来对输入/输出电流滤波和缓冲，达到稳定输出和降低开关调整谐波的目的，以此实现稳定的低纹波输出。
线性稳压模块的性能要求输入电压比输出电压高2～3 V，所以本设计选择无纹波的12 V可充电电池为后级电路提供低纹波直流电压，前级交流充电选择与之匹配的电源适配器提供充电电流。
3 软件系统设计
低纹波双电池稳压电源开始上电，程序初始化完成，接着将采集到的电压信号A/D转换并显示于LCD12864，然后控制主电路判断双电池是否均欠电，若均欠电，则充满一个电池，再依次执行A/D转换子程序、电池状态扫描子程序、供电子程序、充电子程序以及液晶显示子程序；若至少一个电池不欠电，则直接执行后级子程序。设计流程图如图4所示。
4 电源纹波测试分析
电源制作并调试完毕后，采用同轴电缆测试装置来对电源进行纹波测试，在被测电源的输出端接RC电路后经输入同轴电缆后接示波器的AC输入端，具体连接方法如图5所示[8]。
示波器选用RIGOL公司的DS1204B，在示波器的设置方面，应注意尽量使用示波器最灵敏的量程档，打开AC耦合和带宽限制功能，表笔选用同轴电缆，并设置衰减比为1倍[9?10]。
根据以上方法，分别对普通直流电源（兴隆NS?3）、可编程直流电源（RIGOL DP832）和本设计的低纹波直流电源进行纹波对比，三种电源输出电压均为5 V，测量结果如图6所示。
由图6可知，普通直流电源输出纹波为5.36 mV，可编程直流电源输出纹波为2.88 mV，低纹波直流电源输出纹波为400 μV。
纹波对比试验结果可知，同环境、同电流以及同负载情况下，本文设计的低纹波直流电源输出纹波电压低于500 μV，在输出纹波方面优于其他直流电源。
5 结 语
设计的低纹波直流电源可以准确识别电池电压和充电电流，并能遵循开关通断原则实时控制继电器，控制状况良好。输出纹波对比试验表明：本设计在纹波控制方面具有较大优势，是实现高精度参数测量的有效途径。
目前，该低纹波双电池直流稳压电源已成功应用到旋转导向钻井测斜仪中，电源工作稳定可靠，参数测量精确度明显提高。
注：本文通讯作者为程为彬。
参考文献
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直流稳压电源电路设计范文4
【关键词】MSP430；无线传输；声光报警；异地监控
1.系统方案
1.1 系统总体方案及结构框图
本系统主要由电源模块，控制器模块，键盘模块，外部存储模块，无线传输模块，声光报警模块，显示模块，人体检测模块，烟雾检测模块，贵重物品检测模块等构成。系统的结构框图如图1所示。
图1 系统方框图
1.2 主要模块方案论证与比较
1.2.1 控制器模块
方案一：采用ATMEL公司的AT89C51作为控制核心。51单片机价格便宜，应用广泛，但运算速度较低，内部资源较少，功能单一，且自身功耗相对较高，难以满足系统要求。
方案二：采用16位低功耗单片机MSP430作为控制核心。它具有丰富的I/O口与外部中断，运算速度快，为16位机，而且功耗很低。
因为MSP430的功耗比51的低且其I/O口多，运算速度快，所以我们选择方案二。
1.2.2 电源模块
方案一：采用开关直流稳压电源。开关电源功率大，效率高，但是纹波大，价格相对较高。
方案二：采用线性直流稳压电源。线性稳压电源制作简单，输出稳定，性价比较高。
因为线性直流稳压电源比开关电源成本低，输出稳定，所以我们选择方案二。
1.2.3 键盘模块
方案一：采用独立式按键。此类键盘采用独立键盘扫描方式，电路设计简单，编程相对容易，但对单片机资源占用较多，不利于系统整体功能的实现。
方案二：采用4*4矩阵式键盘输入。矩阵键盘为行列扫描方式，在按键较多时可以大大节省I/O接口，控制方便，有利于实现系统的功能要求。
因为4*4矩阵式键盘比独立式按键节省单片机I/O接口，所以我们选择了方案二。
1.2.4 显示模块
方案一：采用LED数码管显示。数码管显示具有亮度高，颜色鲜艳，易于观察，可实时动态显示，采用CH451驱动可以大量减少占用的I/O口。但缺点是只能显示有限的数字和符号，即显示信息量小，显示内容单一。
方案二：采用128X64点阵LCD液晶显示。LCD液晶可轻松实现字母、汉字、图像等的显示，控制简单，可以实现人性化、动态化的显示，使显示内容更加丰富，人机交互更加容易。
鉴于LCD强大的显示功能，我们选择了方案二。
1.2.5 外部存储模块
采用可电擦除可编程只读存储器AT24C02。AT24C02接线简单，修改数据灵活，且断电后数据不会丢失，故得到了广泛的应用。
1.2.6 无线传输模块
方案一：采用PT2262/2272编解码芯片。PT2262/2272传输距离近，信号传输速度慢，数据编码方式单一。
方案二：采用nRF905无线收发器。nRF905无线收发芯片具有功耗低、控制简单、可自动处理字头和CRC校验等优点，其片内硬件可自动完成曼彻斯特编码/解码，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。
因为nRF905无线收发器传输速度快，传输距离远，所以我们选用方案二。
1.2.7 贵重物品检测模块
方案一：采用声磁防盗系统。声磁系统的特性是防盗检测率高、几乎零误报、不受金属锡箔纸屏蔽、抗干扰性好、保护的出口宽（单套系统最宽可保护4米）。且只需在贵重物品上贴张标签即可，简单方便可行。
方案二：GPS追踪器。把主机设备放在宿舍里，把从机固定在贵重物品上，当主从距离超过一定距离时，主从设备均会报警，且主机会把这一信息立即发送到手机卡里。虽然功能够实现，但成本太高。
方案二成本高，对比来说，方案一优于方案二，所以我们选择方案一。
1.2.8 声光报警模块
为区分人体与烟雾检测和提示锁门两项报警功能，本设计分为两种报警方式。当检测到人和烟雾时采用蜂鸣器和LED进行声光报警，当检测到宿舍无人时采用语音报警。
1.2.9 烟雾检测模块
方案一：采用离子式烟雾传感器HIS-07。该离子式烟雾传感器需要用1014NM以上阻抗的仪表或IC集成电路（Mc14467/14468/145018）检测输出电压，普通的仪表会造成检测结果的不准确，这样使得成本增高。
方案二：采用自制烟雾传感器。用两对红外对管，一个运算放大器和几个电阻即可，电路简单，成本低。
虽然方案一与方案二都能实现设计要求，但方案一成本高，所以我们选用方案二。
1.2.10 人体检测模块
方案一：采用集成运算放大器处理热释电的输出信号。电路设计简单，容易实现，但检测距离达不到5米。
方案二：采用热释电专用处理芯片BISS0001处理输出信号。它的检测距离能达到5米以上，且工作稳定。
由于题目要求检测距离需达到5米以上，而方案二满足要求，所以我们选择方案二。
2.理论分析与计算
本作品在设计上主要运用负反馈放大原理，其理论计算可归结为以下：
若以Xi为输入量，Xf为反馈量，X'i为净输入量，Xi0为输出量。运用负反馈计算公式，以上几个变量的关系可表示为：X'i=Xi-Xf，因此负反馈的放大倍数为：，则反馈系数为：，放大倍数为：，综上可得：，AF为负反馈电路的环路放大倍数。
BISS0001为红外传感信号处理器，内设延时时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽。其输出延时时间为Tx=49152×R1×C1（R1、C1为芯片3、4管脚的外接电阻和电容），触发封锁时间为Ti=24×R2×C2（R2、C2为芯片5、6管脚的外接电阻和电容）。
根据以上理论分析和计算公式可设计人体红外检测灵敏度调节和检测距离的调节以及烟雾传感器的灵敏度设计。
3.电路与程序设计
3.1 电路设计
系统总体电路图见附录，各模块电路设计如下。
3.1.1 控制器模块
采用MSP430单片机，其最小系统原理图如图2所示。
图2 MSP430最小系统原理图
3.1.2 电源模块
采用线性直流稳压电源，其原理图如图3所示。
图3 直流稳压电源原理图
图4 键盘原理图
3.1.3 键盘模块
采用4*4矩阵键盘，其原理图如图4所示。
3.1.4 外部存储模块
采用AT24C02，其原理图如图5所示。
图5 外部存储原理图
3.1.5 无线传输模块
采用nRF905无线收发模块，其原理图如图6所示。
图6 无线收发原理图
3.1.6 声光报警模块
采用蜂鸣器、LED和ISD4002语音收发芯片，其原理图如图7所示。
图7 声光报警原理图
3.1.7 烟雾检测模块
采用自制烟雾传感器，其原理图如图8所示。
图8 烟雾检测原理图
3.2 程序设计
通过人体检测模块和烟雾检测模块产生的上升沿电平来触发单片机的外部中断，从而达到感应人体和检测烟雾的功能。通过矩阵键盘扫描实现数据的输入。宿舍与宿舍之间采用异步通信模式实现数据传输，宿舍和监控中心采用无线通信模式进行数据传输。其他模块均采用单片机普通的输入和输出功能。其程序流程图如图10所示。
4.系统测试与结果分析
4.1 测试仪器
测试仪器包括数字万用表、MSP430开发板、秒表、直流稳压电源、双通道数字示波器等。
图10 程序流程图
4.2 测试项目
测试项目主要包括以下内容：热释电红外传感器触发时间（灵敏度）测试、热释电红外传感器检测范围测试、烟雾传感器灵敏度测试。
4.3 测试数据及测试结果分析
4.3.1 热释电红外传感器触发时间（灵敏度）测试
通过调节BISS0001的RR2和RC2的值来确定最佳灵敏度。经过反复测试最终选定RR2和RC2乘积为500时为最佳选择，所以我们选用RR2=5.1KΩ，RC2=0.1μF。
4.3.2 热释电红外传感器检测范围测试
热释电红外传感器检测范围主要是在传感器加菲涅尔透镜的基础上进行测试，通过调节BISS0001第12管脚负反馈电阻来实现。
4.3.3 烟雾传感器灵敏度测试
烟雾传感器灵敏度测试主要是先确定在烟雾浓度为1000ppm的前提下，通过调节红外发射管的限流电阻来实现。根据测试数据，最终确定限流电阻在4.7KΩ左右为最佳。
5.小结
通过对本产品各项性能的调试与测试，可以通过MSP430单片机、无线传输、声光报警、外部存储、烟雾检测、人体检测、贵重物品检测、键盘、显示等电路，较好地实现了智能、自动监视宿舍的功能。
参考文献
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[2]王伟.基于RFID技术的小区车辆出入管理系统[D].青岛大学，2008.
[3]陈锦.基于射频识别技术的门禁系统研究[D].武汉理工大学，2010.
[4]谢奇奇.基于UHF频段读写器门禁系统研究与设计[D].电子科技大学，2010.
[5]丁明丽.RFID技术高校管理系统的设计[D].昆明理工大学，2010.
基金项目：2013年高校国家级大学生创新创业训练计划项目（201310448021）。
作者简介：
直流稳压电源电路设计范文5
所谓项目驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础之上的教学法，学生综合素质和各种能力的提高都需要通过项目驱动教学模式来实现。该教学方法要求在教学过程中以项目为主线来展开，把相关的知识点融入到项目的各个环节中去，层层推进项目。通过对问题的深化或功能扩充，来拓宽知识的广度和深度，直至得到一个完整的项目解决方案，从而达到学习知识、培养能力的目的。项目驱动教学法属探究式教学法，老师根据学生已有的知识、水平、经验和兴趣，与学生共同拟定、实施一个项目来进行教学活动。在教学实施过程开始，教师引导学生选定“有意义”的项目，所谓“有意义”是指项目能够将课程中的理论知识融入到项目中并具有开放性;在项目实施过程中，老师在课堂教学中将融于项目的理论知识适当加以讲解，学生可以在项目实施过程中用理论指导实践，同时在实践过程中强化对理论知识的理解和掌握，两者有机结合，既能提高学生的兴趣，又可以在制定修改设计方案、分工协作中锻炼学生的自学能力、实践能力和创新能力，极大地发挥学生的主观能动性。在项目完成的基础上，可以引导学生对项目进行总结、交流和讨论，强化项目实施过程中学到的知识和技能，不但如此，可以引导学生在已实施项目上提出新问题、优化性能、扩充功能，进一步培养学生的钻研精神，挖掘学生的创造潜力。
二、项目驱动教学法在模拟电子技术课程中的应用
本文以直流稳压电源为例，介绍项目驱动法在模拟电子技术课程中的应用，该方法可以推广到该课程中的其它知识点，如功率放大电路、信号处理和信号产生电路等。
(一)项目的选择。项目的选择在项目驱动教学法中起着举足轻重的作用，项目选择要遵循以下原则:一是尽可能覆盖直流稳压电源涉及的所有知识点，如整流电路、滤波电路、稳压电路等，项目完成后学生能理解和掌握直流稳压电源所涉及所有理论知识，掌握运用这些理论知识的技能;二是项目要具有开放性，主要体现在项目的可拓展性，学生能够在已完成的项目上开展进一步的研究工作，包括性能的优化、功能的扩展等，如稳压电源转换效率的提高、稳压性能的提高等。在项目的实施过程中，学生可以充分发挥其主观能动性，增强团队协作能力，培养学生的钻研精神和协作精神。三是选择实际的工程项目，可以锻炼学生从事工程项目开发能力，毕业后无需岗前培训直接担任设计开发任务，从而拓宽学生毕业就业渠道。按照以上原则，选择直流稳压电源作为项目开展教学活动。在课程中的其它知识点，也可根据以上原则选择合适的项目，如在功率放大电路中选择扩音器作为项目、信号处理和信号产生中选择信号发生器作为项目等。
(二)项目的实施。项目驱动教学法中项目实施遵循层层推进的原则，按“搭积木”的方法，将项目分解成不同层次的小项目，每个小项目包含在不同知识点里，由不同的理论知识进行指导，由浅入深、由小到大，该章节课程结束时项目也就完成了。在整流滤波课程结束后，项目小组可以利用该章节所学的理论知识作为指导，讨论如何实现整流滤波环节，以整流电路为例，项目小组要确定选用单向半波、全波还是桥式整流或倍增整流，在确定了电路种类后要选择元件，确定元件必须具备的功能和性能，搭建电路后，要进行性能测试，测试的结果与理论计算值进行比较，分析产生差异的原因，寻找改进的措施。在整流电路设计完成后，进行滤波电路的选择和设计，讨论采用电容滤波还是电感滤波，各有什么优势，如果采用电容滤波，电容的取值应该多大、耐压性如何，纹波电压多大等，设计完成后进行测试，将测试结果与理论值比较并进行相应的处理。经过整流滤波后的电压值还不能够给精密度较高的电子设备供电，因此需要进一步稳压，这正是整流滤波后续课程内容，在这部分课程结束后，项目小组就可以讨论稳压电路方案，将所学的理论知识运用到实践中，确定采用串联反馈式稳压电路还是集成稳压器实现稳压，或设计两种方案并进行对比，方案确定后选择元器件搭建电路并进行测试，以此类推，在课程结束时完成项目。
(三)讨论和总结。项目完成后，各项目小组将项目过程中形成的设计方案、图纸、电路系统整理后，结合项目的心得体会撰写项目报告，在班级进行成果展示并汇报，其他小组成员可以对该组的项目展开讨论，如设计方案是否得当，元器件的选择是否合理，是否考虑了功能、性能和经济性要求等，项目小组可根据其他同学的建议对项目进行改进和优化。
(四)项目的拓展。项目的基本功能实现后，学生能够较好地掌握了直流稳压电源的基本知识，利用基本知识开展直流稳压电源设计的基本技能，该章节的教学任务也就基本完成，取得较好的教学效果，在此基础上可以鼓励学生进一步对已完成项目进行功能和性能的拓展。老师可引导学生对项目提出新要求，如功能上的扩展:不可调单向电压输出扩展为可调双向电压输出;性能上的扩展:电压稳定性的提高、电源转换效率的提高等，通过功能和性能的拓展，可进一步开发学生的创新思维，挖掘他们的创造潜力。
三、项目驱动法在模拟电子技术教学中取得的成效和存在的问题及对策
(一)取得的成效。将项目驱动法应用于模拟电子技术课程教学中，取得了以下成效:
1．学生对模拟电子技术课程产生浓厚的兴趣，学习效率得到明显的改善。一方面一改以往课堂上无精打采的状态，课堂气氛变得活跃，与老师的互动明显增加，因此学生的学习效率提高了，老师的积极性和效率也得到提高，形成了良性循环，使课堂教学效果得到明显改善;另一方面一改课后作业敷衍了事的状态，项目组成员分工查阅资料，讨论项目方案，加强与老师的交流，课后学习的目的性很强，有效地提高了课后学习的效率。
2．学生的理论知识和实践技能得到系统训练。因项目选择有针对性，涵盖了模拟电子技术的所有知识点，学生全程参与项目实施的每个环节，所以学生的理论知识和实践技能能够得到系统训练。另外，项目的实施如方案的确定、元器件的选型、电路的设计、制作和调试是在理论指导下完成的，使得学生所学的理论能够得到实际应用，而在项目实施过程中通过查阅资料、讨论、老师的指导，使得学生能够在实践中强化对理论知识的理解、掌握和拓展。
3．学生的工程应用和创新能力得到很大提高。因为选择的项目都是实际工程项目，所以项目的实施完成对于提高学生的工程应用能力起着很大的作用，同时因为项目的开放性特点，可以锻炼和提高学生的创新能力，学生毕业后无需进行岗前培训即可直接上岗完成开发任务。另外，通过项目的实施，学生的团队协作精神、综合运用知识的能力等都会得到培养。
(二)存在的问题及对策。尽管在模拟电子技术中进行了项目驱动教学法的尝试，并取得了较好的效果。但是要将项目驱动教学法全面推广，最大限度地发挥其功效，还存在一些问题需要解决。
1．项目驱动教学要求老师有丰富的工程实践经验，而教师队伍中具备这种能力人的比例还不高。针对这个状况，可以从两方面开展工作，其一是较强校企科研和项目合作，可以派遣在职教师到企业挂职，为企业解决实际问题的同时锻炼自己的工程经验;其二是可以聘请企业中的资深工程师到学校担任兼职教师。
2．项目选择的问题。任课教师参与开发过的项目数量是有限的，不一定是“有意义”的项目，而且不一定适合教学。针对这个问题，除了要加强校企合作，多培养双师型人才，还要按项目选择的原则认真筛选、规范定题，不断积累，提高项目的数量和质量。
3．组织能力和协作精神的培养问题。项目的实施可以锻炼项目小组组长的组织能力，培养组员的协作精神，但如果组长在项目实施过程中只由一个人承担，其他组员的组织能力就得不到锻炼，有可能引发矛盾，更谈不上相互协作了。针对这个问题，可以采用组员轮流值班的方法解决，即在每个模块的设计和实施过程中由不同组员担任组长，可有效地解决组织能力和协作精神的培养问题。
四、结语
直流稳压电源电路设计范文6
论文关键词： 直流稳压电源 单片机 数字控制
论文摘要：本系统以直流电压源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0—9.9V，最大电流为330mA，并可由液晶屏显示实际输出电压值。系统有过流保护电路，当输出电流过大时功率管自动截至，而且有红色指示灯发出警报。本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（AD0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。实际测试结果表明，本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。
Keywords： regulated power supply of direct current; single2ch ip m icrocomputer， digital control
Abstract：This system to dc voltage source as the core， mainly AT89S52 SCM， through the keyboard controller to install dc power supply output voltage， setting stepping class can reach.01v output voltage， the range of 0-9.9 V， the maximum current 330mA for， and can show the actual pipe by digital output voltage values. This system consists of microcontroller program output digital signal， through D/A converter (AD0832) output analog amplifier， through isolating amplifier output power， control of base， with the power to change the passive tube voltage output of different voltage. Test results show that this system application in need of high stability of small power constant-voltage source fields.
1 引言
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。输出电压在电网电压波动或负载电流变化时也会随之有所改变。电子设备电源电压的不稳定，将会引起很多问题。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。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。直流稳压电源朝着数字化方向发展。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D/ A 转换器的高分辨率和单片机的自动检测技术设计程控电源就显示出其优越性。程控电源既能方便输入和选择预设电压值又具有较高精度和稳定性，而且可以任意设定输出电压或电流，所有功能由面板上的键盘控制单片机实现，给电路实验带来极大的方便，提高了工作效率。
2 系统方案论证与比较
方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。
方案二：采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，通过改变DAC0832的输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，可以将输出电压经过ADC0832进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。此系统比较灵活，采用软件方法来解决数据的预置以及电压的步进控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。
比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方案二来实现。
3 总体方案框图
系统总体方案框图如图1所示:
图1 系统原理框图
4 系统部分功能设计
4.1 稳压输出部分
4.1.1 稳压输出原理与电路
这部分将数控部分送来的电压控制字转换成稳定电压输出。D/A转换部分的输出电压作为稳压输出电路的参考电压。稳压输出电路的输出与参考电压成比例。稳压输出电路采用的是串联式反馈稳压电路（如图2），在电路中，Q1—TIP122为调整管，U6A—LM358 为比较放大器，R19、R22组成反馈网络。D/A转换电路的输出电压DAOUT接到 U6A 的同向端，稳压电源的输出经R19、R22组成的取样电路分压后送到运放U6A的反向端，经运放比较放大后，驱动调整管Q1。路平衡时，D/A电路的输出电压 与取样后的电压 相等。
稳压输出部分的过流保护电路由R21和Q2组成。设 为保护动作电流，则当电源输出电流I增加到 时，R21上的压降 *R21使得Q2管导通，分掉了Q1上的基极电流，使输出I不再增加，起到了过流保护作用。
图2 稳压输出部分
4.1.2 稳压输出部分仿真图
图3 稳压电路仿真图
一般的直流稳压电源是用可变电阻来实现输出电压的调节，那么要在直流稳压电源的基础上实现数字控制的话，实际上很简单，我们只要将可变电阻换成数字控制部分来代替，就能实现数控恒压源这一课题。所以，首先要做的，就是选择合适的稳压输出电路并对其可行性进行了仿真。如图9，很容易就验证了此稳压输出电路的可靠。
4.2数字控制部分
4.2.1 单片机部分
图4 单片机控制部分
控制部分是系统整机协调工作和智能化管理的核心部分，采用AT89S52单片机实现控制功能是其关键，采用单片机不但方便监控，并且大大减少硬件设计。
4.2.2 D/A转换部分
系统设置D/A转换接口，采用8位模数转换器DAC0832。其电路如图5.
图5 D/A转换部分
D/A转换部分的输出电压作为稳压输出电路的参考电压。稳压输出电路的输出与参考电压成比例。8位字长的D/A转换器具有256种状态。当电压控制字从0，1，2，……到256时，电源输出电压为0.0，0.06，……15.0。
其时序图如图6：
图6 DAC0832数模转换时序图
Clk为时钟端，Data为输入数据，LOAD为输入控制信号。
每路电压输出值的计算：
REF为参考电压，data为输入8位的比特数据；
我们这里用的REF=5v；
4.2.3 A/D转换部分
A/D转换部分我们采用美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片ADC0832。其电路图如图7所示：
图7 A/D转换部分
ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小，兼容性，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用ADC0832 可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。
4.2.3.1 ADC0832 具有以下特点：
· 8位分辨率；
· 双通道A/D转换；
· 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；
· 5V电源供电时输入电压在0~5V之间；
· 工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；
· 一般功耗仅为15mW；
· 8P、14P—DIP（双列直插）、PICC 多种封装；
· 商用级芯片温宽为0°C to +70°C，工业级芯片温宽为−40°C to +85°C；
4.2.3.2 芯片接口说明：
· CS_ 片选使能，低电平芯片使能。
· CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。
· CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。
· GND 芯片参考0 电位（地）。
· DI 数据信号输入，选择通道控制。
· DO 数据信号输出，转换数据输出。
· CLK 芯片时钟输入。
· Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。
ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
4.2.3.3 单片机对ADC0832 的控制原理：
正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2 位数据用于选择通道功能。其时序图如图8.
图8 ADC0832时序表
如图所示，当此2 位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。当2 位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。当2 位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入。到第3 个脉冲的下沉之后DI端的输入电平就失去输入作用，此后DO/DI端则开始利用数据输出DO进行转换数据的读取。从第4个脉冲下沉开始由DO端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉DO端输出下一位数据。直到第11个脉冲时发出最低位数据DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第11个字节的下沉输出DATD0。随后输出8位数据，到第19个脉冲时数据输出完成，也标志着一次A/D转换的结束。最后将CS置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。
4.2.4 键盘部分
由于要实现人机对话，要显示0—9.9V的电压值，我们自制3*4按键的键盘来完成整个系统控制。电路原理如图9所示。
图9 键盘与显示电路图
按键的具体意义如下：
4.2.5显示部分
本方案采用YM12864型lcd，可直接显示4*8个汉字，界面友好，支持串并行两种连接方式，其电路连接如图10所示：
图10 LCD12864与单片机连接图
YM12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64， 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字。 也可完成图形显示。
4.2.5.1 串行接口
*注释1：如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上的J8和“GND”用焊锡短接。
*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。
*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。
4.2.5.2 并行接口
管脚名称
管脚功能描述
VSS
电源地
VCC
电源正
V0
对比度（亮度）调整
RS(CS）
RS=“H”，表示DB7——DB0为显示数据
RS=“L”，表示DB7——DB0为显示指令数据
R/W(SID)
R/W=“H”，E=“H”，数据被读到DB7——DB0
R/W=“L”，E=“HL”， DB7——DB0的数据被写到IR或DR
E(SCLK)
使能信号
DB0
三态数据线
DB1
三态数据线
DB2
三态数据线
DB3
三态数据线
DB4
三态数据线
DB5
三态数据线
DB6
三态数据线
DB7
三态数据线
PSB
H：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）
NC
空脚
/RESET
复位端，低电平有效（见注释2）
VOUT
LCD驱动电压输出端
A
背光源正端（+5V）（见注释3）
K
背光源负端（见注释3）
*注释1：如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上的J8和“VCC”用焊锡短接。
*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。
*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。
5 总电路软件实现流程图
图10 总流程图
程序见后面附录。
6 电源测试结果
6.1电压测试
预置电压（V）
显示电压（V）
测量电压（V）
1
1.05
1.05
1.2
1.10
1.17
1.4
1.35
1.38
1.6
1.55
1.61
1.8
1.75
1.78
2
1.95
2.00
2.6
2.55
2.60
3
3.00
3.03
3.7
3.70
3.68
5
5.00
5.01
7
7.00
6.97
8
8.10
8.06
9
8.75
8.75
9.7
9.65
9.63
6.2 性能测试
性能指标
测量条件
测量结果
测量仪表
全程输出电压
0-9.9V
DM-311型数字万用表
负载电流
=5V， =25
206mA
过流保护
330mA
用单片机控制电源时，输出直流0-9.9V，液晶屏显示清晰正确，误差较小，完美的实现了数控恒压源这一课题。
但在功能上还不够强大，没有显示预置电压等等，还可以进一步得到提高。
参考文献
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电子技术基础 高等教育出版社
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广西师范学院学报 第21卷第2期
[3]用单片机制作的直流稳压可调电源 电子世界 2005年第11期
[4]刘华毅，李霞，徐景德 电力电子技术 第35卷第六期2001年12月
[5]陈小忠、黄宁、赵小侠 单片机接口技术实用子程序 人民邮电出版社
附录
附录1：系统总体电路图
附录2:系统总程序
;***************************************************
;
项目名称：数控恒压源
;
设计者：谢明亮，马学强，苏向阳
;本程序是设计的一个数控恒压源，先用一个3*4的键盘输入
;所用的电压，再通过DAC0832输出电压。再采用一个ADC08
;32将电压读回单片机，单片机再采用一片LCD串口显示出来。
;***************************************************
;以下接口定义根据硬件连线更改
ADCS
BIT P2.5
;使能接口
ADCLK
BIT P2.4
;时钟接口
ADDO
BIT P2.3
;数据输出接口（复用）
ADDI
BIT P2.3
;数据输入接口
CS
BIT P3.0
;H=DATA，L=COM
SID
BIT P3.1
;H=READ，L=WRITE
SCLK
BIT P3.6
;
KEYBUF EQU 30H
COM
EQU 41H
;控制字暂存单元
DAT
EQU 42H
;显示数据暂存单元
CODER
EQU 43H
;字符代码暂存单元
ADDR
EQU 44H
;地址暂存单元
ORG 0
LJMP
START
ORG 3
LJMP
KEYSCAN
ORG 30H
START:MOV SP，#90H
LCALL DEL_40MS
LCALL INI
MOV 70H，#00H
MOV 71H，#00H
MOV 34H，#02
;装入通道功能选择数据值
SETB IT0
SETB EX0
MOV P1，#0FH
;将P1口低4位设为输入，高4位清零
SETB EA
MOV KEYBUF，#00H
;起初输出0V电压
MOV R2，#01H
;置送数时送数空间不同的标志位。
CLR A
MOV 24H，A
;清零24h，25h，31H，32H，33H。
MOV 25H，A
MOV 31H，A
MOV 32H，#05H
MOV 33H，#00H
MOV ADDR，#80H
MOV DPTR，#WEL_1
MOV 40H，#16
LCALL W_LINE
MOV ADDR，#90H
MOV DPTR，#WEL_2
MOV 40H，#9
LCALL W_LINE
MOV ADDR，#95H
MOV DPTR，#WEL_3
LCALL W_LINE1
MOV ADDR，#88H
MOV DPTR，#WEL_4
MOV 40H，#16
LCALL W_LINE
MOV ADDR，#98H
MOV DPTR，#WEL_5
MOV 40H，#16
LCALL W_LINE
LCALL DEL_1500MS
LOOP: LCALL LIGHT
;调显读数与示子程序
SJMP LOOP
;****************************************************
;键盘扫描程序
;键码存在KEYBUF单元，格式为数字0-9和.号，还有enter键
;****************************************************
KEYSCAN:PUSH
PSW
PUSH ACC
PUSH DPH
PUSH DPL
CLR RS1
SETB RS0
;选择1区工作寄存器
LCALL DELAY
MOV A，P1
CPL A
ANL A，#0FH
JZ
FINISH
MOV DPTR，#TAB1
MOV P1，#0EFH
;扫描第一行
LCALL DELAY
MOV P1，#0EFH
MOV A，P1
CPL
A
ANL A，#0FH
JZ
K1
;第一行没键按下，则扫描第二行
SJMP KEND
K1: MOV P1，#0DFH
;扫描第二行
LCALL DELAY
MOV P1，#0DFH
MOV A，P1
CPL A
ANL A，#0FH
JZ K2
;第二行没键按下，则扫描第三行
ADD A，#5
SJMP
KEND
K2: MOV P1，#0BFH
;扫描第三行
LCALL DELAY
MOV P1，#0BFH
MOV A，P1
CPL A
ANL A，#0FH
JZ K3
;第三行没键按下，则扫描第四行
ADD A，#10
SJMP
KEND
K3: MOV P1，#7FH
;扫描第四行
LCALL DELAY
MOV P1，#7FH
MOV A，P1
CPL A
ANL A，#0FH
JZ FINISH
;第四行没键按下，则返回
ADD A，#15
KEND:MOVC A，@A+DPTR
MOV KEYBUF，A;
MOV
33H，#01H
;置有中断标志
SJMP
FINISH
FINISH:MOV P1，#0FH
;为下一次扫描作准备
POP DPL
POP DPH
POP ACC
POP PSW
RETI
TAB1:DB 00H，01H，02H，00H，03H;，00H，00H，00H，33H
DB 00H，04H，05H，00H，06H;，00H，00H，00H，00H
DB 00H，07H，08H，00H，09H;，00H，00H，00H，0AH
DB 00H，0AH，00H，00H，0BH;，00H，00H，00H，46H
;**************************
;LCD的初始化子程序
;************************** INI:
MOV COM，#30H
;功能设定，基本指令
LCALL WCOM
MOV COM，#30H
;基本指令，8-bit模式，基本指令
LCALL WCOM
MOV COM，#0CH
;显示开，游标关，反白关
LCALL WCOM
MOV COM，#01H
;清除显示
LCALL WCOM
MOV COM，#06H
;进入设定点，游标7右移，画面不移动
LCALL WCOM
RET
W_LINE:
MOV COM，ADDR
LCALL WCOM
MOV R4，40H
;连续写入N/2个中文或者N个西文字符
W_L1:
MOV A，#00H
MOVC A，@A+DPTR
MOV CODER，A
LCALL WCODE
INC DPTR
DJNZ R4，W_L1
RET
W_LINE1:
MOV COM，ADDR
LCALL WCOM
W_L11:
MOV A，70H
ANL A，#0FH
MOVC A，@A+DPTR
MOV CODER，A
LCALL WCODE
MOV A，#0BH
MOVC A，@A+DPTR
MOV CODER，A
LCALL WCODE
MOV A，71H
SWAP A
ANL A，#0FH
MOVC A，@A+DPTR
MOV CODER，A
LCALL WCODE
MOV A，71H
ANL A，#0FH
MOVC A，@A+DPTR
MOV CODER，A
LCALL WCODE
MOV A，#0AH
MOVC A，@A+DPTR
MOV CODER，A
LCALL WCODE
;DJNZ R4，W_L1
RET
WCOM:
LCALL STWC
MOV A，COM
LCALL W4_D
;送入高四位指令
LCALL W4_0
;连续送入四个0
LCALL W4_D
;送入高四位指令
LCALL W4_0
;连续送入四个0
CLR CS
LCALL DEL_2MS
RET
WCODE:
LCALL STWD
MOV A，CODER
LCALL W4_D
LCALL W4_0
LCALL W4_D
LCALL W4_0
CLR CS
LCALL DEL_2MS
RET
STWC:
SETB CS
SETB SID
MOV R3，#5
;连续送入5个"1"，起始
STWC1: SETB SCLK
CLR SCLK
DJNZ R3，STWC1
CLR SID
MOV R3，#3
STWC2:
SETB SCLK
;RW=0，RS=0，第八位"0"
CLR SCLK
DJNZ R3，STWC2
RET
STWD:
SETB CS
SETB SID
MOV R3，#5
;连续送入5个"1"，起始
STWD1:
SETB SCLK
CLR SCLK
DJNZ R3，STWD1
CLR SID
;RW=0
SETB SCLK
CLR SCLK
SETB SID
;RS=1
SETB SCLK
CLR SCLK
CLR SID
;第八位"0"
SETB SCLK
CLR SCLK
RET
W4_D:
MOV R3，#4
W4_D1:
RLC A
MOV SID，C
SETB SCLK
CLR SCLK
DJNZ R3，W4_D1
RET
W4_0:
MOV R3，#4
W4_01:
CLR SID
SETB SCLK
CLR SCLK
DJNZ R3，W4_01
RET
;********************
;2MS延时
;********************
DEL_2MS:
MOV R0，#2
D1:
MOV R1，#200
D2:
NOP
NOP
NOP
DJNZ R1，D2
DJNZ R0，D1
RET
;********************
;40MS延时
;********************
DEL_40MS:
MOV
R5，#20
D3:
LCALL DEL_2MS
DJNZ R5，D3
RET
;********************
;200MS延时
;********************
DEL_200MS:
MOV
R5，#100
D4:
LCALL DEL_2MS
DJNZ R5，D4
RET
;********************
;500MS延时
;********************
DEL_500MS:
MOV
R5，#250
D5:
LCALL DEL_2MS
DJNZ R5，D5
RET
;********************
;1500MS延时
;********************
DEL_1500MS:
LCALL DEL_500MS
LCALL DEL_500MS
LCALL DEL_500MS
RET
;*************************************
;用adc0832读数并送数给显示的子程序，
;并将键盘的按键数送给dac0832让其输出。
;*************************************
;==== ADC0832读数据子程序====
LIGHT:SETB
ADDI
;初始化通道选择
NOP
NOP
CLR
ADCS
;拉低/CS端
NOP
NOP
SETB
ADCLK
;拉高CLK端
NOP
NOP
CLR
ADCLK
;拉低CLK端，形成下降沿
MOV
A，34H
MOV
C，ACC.1
;确定取值通道选择
MOV
ADDI，C
NOP
NOP
SETB
ADCLK
;拉高CLK端
NOP
NOP
CLR
ADCLK
;拉低CLK端，形成下降沿2
MOV
A，34H
MOV
C，ACC.0
;确定取值通道选择
MOV
ADDI，C
NOP
NOP
SETB
ADCLK
;拉高CLK端
NOP
NOP
CLR
ADCLK
;拉低CLK端，形成下降沿3
SETB
ADDI
NOP
NOP
MOV
R7，#8
;准备送下后8个时钟脉冲
AD_1:
MOV
C，ADDO
;接收数据
MOV
ACC.0，C
RL
A
;左移一次
SETB
ADCLK
NOP
NOP
CLR
ADCLK
;形成一次时钟脉冲
NOP
NOP
DJNZ
R7，AD_1
;循环8次
MOV
C，ADDO
;接收数据
MOV
ACC.0，C
MOV
B，A
MOV
R7，#8
AD_13:
MOV
C，ADDO
;接收数据
MOV
ACC.0，C
RR
A
;右移一次
SETB
ADCLK
NOP
NOP
CLR
ADCLK
;形成一次时钟脉冲
NOP
NOP
DJNZ
R7，AD_13
;循环8次
MOV
R7，#8
CJNE
A，B，LIGHT ;数据校验
MOV A，B
MOV DPTR，#TAB5
;
MOVC A，@A+DPTR
;
MOV 72H，A
;将高位送72H单元
MOV A，B
MOV DPTR，#TAB6
;
MOVC A，@A+DPTR
;
MOV 73H，A
;降低为送73H单元
SETB
ADCS
;拉高/CS端
CLR
ADCLK
;拉低CLK端
SETB
ADDO
;拉高数据端，回到初始状态
;========送数给显示子程序段========
MOV 70H，72H
MOV 71H，73H
MOV ADDR，#95H
MOV DPTR，#WEL_3
LCALL W_LINE1
;=======送数给ADC0832的子程序========
MOV A，33H
;判断有没有中断，
JZ L7
;没有中断就转。
MOV 33H，#00H
;清中断标志
L2: MOV A，30H
;
CJNE A，#0AH，L3
;判断是否为点号，不为点号就转。
JMP L7
;为点好就保持原来送数。
L3:CJNE A，#0BH，L4
;判断是否为Enter键，不为就转。
MOV 32H，24H
MOV 31H，25H
;
L9:MOV 24H，#00H
;
MOV 25H，#00H
;
MOV R2，#01H
;置送数时送数空间不同的标志位。
L7: MOV A，32H
;将键盘的两数相与，查表，然后送数。
SWAP A
;
ORL A， 31H
;
MOV DPTR，#TAB4
;
MOVC A，@A+DPTR
;
CLR P2.0
MOV P0，A
LJMP L6
;
L4:CJNE R2，#01H，L5
;将键盘的第一位数送给24H
MOV A，30H
;
MOV 24H，A
;
DEC R2
;清零送数时送数空间不同的标志位。
JMP L7
;
L5:MOV A，30H
;将键盘的第二位数送给25H
MOV 25H，A
;
MOV R2，#01H
;置送数时送数空间不同的标志位。
JMP L7
;
L6:RET
;十六进制数转换成为2进制BCD码的码表。
;
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
TAB5:DB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H;0
DB 00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H，00H
DB 01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H;1
DB 01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H，01H
DB 02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H;2
DB 02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H，02H
DB 03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H;3
DB 03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H，03H
DB 04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H;4
DB 04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H，04H
DB 05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H;5
DB 05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H，05H
DB 06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H;6
DB 06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H，06H
DB 07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H;7
DB 07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H，07H
DB 08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H;8
DB 08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H，08H
DB 09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H;9
DB 09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H，09H
DB 10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H;10
DB 10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H，10H
DB 11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H;11
DB 11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H，11H
DB 12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H;12
DB 12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H，12H
TAB6:DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;0
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;1
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;2
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;3
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;4
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;5
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;6
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;7
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;8
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;9
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;1， ， 0
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;11
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
DB 00H，05H，10H，15H，20H，25H，30H，35H，40H，45H;12
DB 50H，55H，60H，65H，70H，75H，80H，85H，90H，95H
; 数模转换的代码
;0
1
2
3 4
5
6
7 8
9
A
B
C
D
E
F
TAB4:DB 00H， 02H， 04H， 06H， 08H， 0AH， 0CH， 0EH， 10H， 12H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H ;
DB 14H， 16H， 18H， 1AH， 1CH， 1EH， 20H， 22H， 24H， 26H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 28H， 2AH， 2CH， 2EH， 30H， 32H， 34H， 36H， 38H， 3AH， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 3CH， 3EH， 40H， 42H， 44H， 46H， 48H， 4AH， 4CH， 4EH， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 50H， 52H， 54H， 56H， 58H， 5AH， 5CH， 5EH， 60H， 62H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 64H， 66H， 68H， 6AH， 6CH， 6EH， 70H， 72H， 74H， 76H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 78H， 7AH， 7CH， 7EH， 80H， 82H， 84H， 86H， 88H， 8AH， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 8CH， 8EH， 90H， 92H， 94H， 96H， 98H， 9AH， 9CH， 9EH， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 0A0H， 0A2H， 0A4H， 0A6H， 0A8H， 0AAH， 0ACH， 0AEH， 0B0H， 0B2H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 0B5H， 0B6H， 0B8H， 0BAH， 0BCH， 0BEH， 0C0H， 0C2H， 0C4H， 0C6H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 0C8H， 0CAH， 0CCH， 0CEH， 0D0H， 0D2H， 0D4H， 0D6H， 0D8H， 0DAH， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 0DCH， 0DEH， 0E0H， 0E2H， 0E4H， 0E6H， 0E8H， 0EAH， 0ECH， 0EEH， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H
DB 0F0H， 0F2H， 0F4H， 0F6H， 0F8H， 0FAH， 0FCH， 0FEH
;********************
;10ms延时子程序
;********************
DELAY:MOV 50H，#10
LOOP1:MOV R6，#250
LOOP2:NOP
NOP
DJNZ R6，LOOP2
DEC 50H
DJNZ 50H，LOOP1
RET
WEL_1:
DB "作品："，0CAH，0FDH，"控恒压源"
WEL_2:
DB "输出电压:"
WEL_3:
DB "0123456789V."
WEL_4:
DB "制作者：谢明亮，"
WEL_5:
