论文总字数：16108字

目 录

1 引言 5

1.1 直流稳压电源的研究背景和意义 5

1.2 直流稳压电源的发展现状 5

1.3 设计内容及章节安排 5

2 硬件分析 6

2.1电源模块选择 6

2.2单片机芯片选择 7

2.3按键模块设计 10

2.4驱动模块的选择 11

2.5 降压电路设计 12

2.6 报警装置的选择 15

3程序设计 16

3.1主程序流程图 16

3.2独立按键程序 17

3.3 LED报警程序 19

4硬件制作与调试 20

4.1硬件制作 20

4.2硬件调试 20

5总结与展望 23

参考文献 24

致谢 25

基于单片机控制的降压直流电源设计

王超超

,China

Abstract: With the development of society, there is an increasing demand for dc tunable power supply. This paper mainly introduces a kind of single chip microcomputer as the core to buck type adjustable dc power supply design, the design of hardware circuit of each part is the focus of the design and selection, also includes the software design and debugging, the paper through a variety of scheme comparison, finally determine the predominantly STC89C51 microcontroller controller, buck circuit, main circuit, through independent key change wave PWM duty ratio and transform the scheme of the output voltage. The software part mainly realizes the function of the key module through the function. Through repeated experiments and debugging, the system finally realizes the function of 20v dc input and the key to adjust the output voltage within 20v. The power supply has a small volume and low loss, and a single chip microcomputer is introduced for intelligent control.

Keywords: DC regulated power supply; single chip microcomputer; buck circuit

1 引言

• 1. 直流稳压电源的研究背景和意义

当今社会，科技与经济高速发展。电源技术是一门实践性很强的工程技术，广泛应用于电气、电子、控制及材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术的发展，数控电源在电子装置中普遍使用，为了防止误差影响系统的精准度，便出现了更加方便的数控电源，其中典型的一个例子便是数控直流开关电源。人们对它的要求也越来越高。

开关电源是的原理是由PWM波控制IC和MOSFET、BJT等开关器件开通和关断的时间比率从而保证稳定输出电压。和传统的线性电源比起来，虽然两者的成本都随着输出功率的增加而增长，但由于它们的增长速率却各不相同，线性电源成本在某个输出功率点上是高于开关电源的。电力电子技术的不断发展和创新也使得开关电源技术在不断地创新，开关电源在地输出电力端的成本越来越低，这为开关电源的发展提供了广大的空间。

传统的直流电源主要通过粗调波段开关和细调电位器来实现，由电压表读出电压值，这种方法的缺点是存在读数不精确且不易校准，体积大且电路构成也比较复杂，但我们用单片机控制的数字稳压电源便能很好的避免这些弊端。同时我们作为学生，在平时的实验和课程设计中难免会用到各种各样的直流电源，所以更加有必要设计一个稳定可调的直流电源。

本文主要介绍一种以单片机控制为为核心的数字式开关稳压电源设计，系统以buck斩波主电路及STC89C51单片机控制电路构成。结构简单，性能卓越且成本较低。单片机可以对采样数据进行计算从而减少误差，极大地提高了电压输出精度，输入电压采用键盘输入，操作简单，使用方便，使用价值较高。

• 1. 直流稳压电源的发展现状

在我国，从二十世纪四十年代就开始形成了以电力电子为核心的电源产业，到了九十年代迅速发展。一方面，电源产业规模不断扩大；另一方面，国家也进行了大力的资金和创新指导。电源产业产生了一大批具有代表性的研究成果。但我国在电源的质量、可靠性和智能化方面仍然处于相对落后的地位，目前在国内不断开展对国际多方面前沿性课题的研究。

而已美国为代表的几个发达国家，在电源产品的开发，工艺，规模，检测，网络化和续航能力方面处于领先，正朝着数字化，模块化，绿色化方向发展。直流稳压电源多采用开关电源实现，开关电源多具有体积小，效率高等特点，目前在世界各国广泛应用，并且对大容量高频开关电源的研究已成为当今电力电子学的重要领域，并派生了许多新的研究方向。

• 1. 设计内容及章节安排

本课题的研究内容是设计一个基于单片机的简易数字式可调直流稳压电源，它主要实现的功能如下：

（1）输入端采用20v电压电源供电，输出电压由万用表测出负载两端电压，输出电压范围为0~20v；

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