基于PROTUES的数控直流源的仿真方法毕业设计论文Word格式.docx
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单片机；
数控电源；
D/A；
直流电源；
Proteus；
Abstract
Inrecentyears,withcomputersintheinfiltrationandthedevelopmentoflarge-scaleintegratedcircuits.SCMapplicationissteadilydeepening,asithasstrongfunction,smallsize,lowpowerdissipation,lowprices,reliable,easytousefeatures,itisparticularlysuitedtoandcontrolofthesystem,increasinglywidelyusedinvariousfields.
TheAT89S51SCMistheheartoftheNCPower,whichismadeupofDigital-analogconvertermodule,keymoduleandLEDdisplaymodule.DescribestheapplicationofProteus'
sISISsoftwareofthenumericalcontrolpowersourcetoachievethedesignandsimulationmethodsindetails.Thissystemconsistsofmicrocontrollerprogramoutputdigitalsignal,throughD/Aconverter（AD0832）outputanalogamplifier,throughisolatingamplifieroutputpower,controlofbase,withthepowertochangethepassivetubevoltageoutputofdifferentvoltage.Testresultsshowthatthissystemapplicationinneedofhighstabilityofsmallpowerconstant-voltagesourcefields.
Keywords：
Microcontroller；
numericalcontrolpowersource；
direct-currentpowersupplyProteus；
第一章绪论
1.1课题背景和研究意义
单片机技术作为计算机技术的一个分支，广泛地应用于工业控制、智能仪器仪表、电机一体化产品、家用电器等各个领域。
“单片机原理及应用”是工科类一门重要的专业课，是电子信息与电器类专业学生必须要掌握的一门基本技术。
学生在课程设计、毕业设计及社会实践中会广泛应用到单片机知识。
如何在较短的时间掌握单片机知识解决实际问题的能力？
针对这一课题，以Proteus软件作为单片机应用系统的设计和仿真平台，强调了在应用中学单片机，实现了从产品概念到设计完成全过程训练，克服了传统单片机系统设计中没有物理原型就无法对系统进行测试、没有系统硬件就很难对软件进行调试的不足。
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。
电源采用数字控制，具有以下明显优点:
1）易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。
2）控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。
3）控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统（或不同型号的产品），采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。
1.2本文研究内容
综上所述，为更好的应用Proteus软件来完成系统的仿真和设计，本文将以应用广泛的数控直流源为例，介绍应用Proteus来做系统仿真的具体方法。
本文所要研究内容包括以下几个方面：
1.数控直流源的硬件设计；
2.数控直流源的软件设计；
3.系统仿真；
4.调试与功能说明；
通过Proteus软件的仿真，可以反复实现软硬件的调试以达到系统稳定，这是一个系统的研究方法，可以把此方法应用到其他设计系统的研究。
第二章整体方案设计与主要器件选择和介绍
2.1整体方案论证
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。
2.2整体方案设计
图2-1整体方案设计图
2.3单片机的选择
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向发展。
其发展趋势不外乎以下几个方面：
1、多功能
单片机中尽可能地把所需要的存储器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。
比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器---看家狗）、高速I/O口及计数器的捕获/比较逻辑等。
有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。
例如，有的芯片以51内核为核心，集成了USB控制器、SMARTCARD接口、MP3解码器、CAN或者I*I*C总线控制器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。
2、高效率和高性能
为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：
单片机的时钟频率得到提高；
同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；
由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的数量和限制。
由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片机的程序。
使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。
3、低电压和低功耗
单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。
由于CMOS等工艺的大量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗已经降低到uA级。
这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。
4、低价格
单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。
目前世界各大公司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的价格。
下面大致介绍一下单片机的主要应用领域和特点。
（1）家用电器领域
用单片机控制系统取代传统的模拟和数字控制电路，使家用电器（如洗衣机、空调、冰箱、微波炉、和电视机等）功能更完善，更加智能化和易于使用。
（2）办公自动化领域
单片机作为嵌入式系统广泛应用于现代办公设备，如计算机的键盘、磁盘驱动、打印机、复印机、电话机和传真机等。
（3）商业应用领域
商业应用系统部分与家用和办公应用系统相似，但更加注重设备的稳定性、可靠性和安全性。
商用系统中广泛使用的电子计量仪器、收款机、条形码阅读器、安全监测系统、空气调节系统和冷冻保鲜系统等，都采用了单片机构成的专用系统。
与通用计算机相比，这些系统由于比较封闭，可以更有效地防止病毒和电磁干扰等，可靠性更高。
（4）工业自动化
在工业控制和机电一体化控制系统中，除了采用工控计算机外，很多都是以单片机为核心的单片机和多机系统。
（5）智能仪表与集成智能传感器
目前在各种电气测量仪表中普遍采用了单片机应用系统来代替传统的测量系统，使得测量系统具有存储、数据处理、查询及联网等智能功能。
将单片机和传感器相结合，可以构成新一代的智能传感器。
它将传感器变换后的物理量作进一步的变化和处理，使其成为数字信号，可以远距离传输并与计算机接口。
（6）现代交通与航空航天领域
通常应用于电子综合显示系统、动力监控系统、自动驾驶系统、通信系统以及运行监视系统等。
这些领域对体积、功耗、稳定性和实时性的要求往往比商用系统还要高，因此采用单片机系统更加重要。
目前，我国生产很多型号的单片机，在此，我们采用型号为STC89C51单片机，T89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可
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