DPS5005数控电源通信协议
V1.2
一、协议简介
采用RS232、RS485或者蓝牙串口传输接口，通信协议为MODBUS-RTU协议，本产品只支持功能码0x03、0x06、0x10。
二．通信协议介绍
信息传输为异步方式，Modbus-RTU模式以11位的字节为单位
发送数据前要求数据总线静止时间即无数据发送时间大于3.5（例如：波特率为9600时为5ms）消息发送至少要以3.5个字节时间的停顿间隔开始，整个消息帧必须作为一连续的数据传输流，如果在帧完成之前有超过3.5个字节时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。
1.1 地址码
地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8位），从1到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。当从机回送信息时，回送数据均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地址码表明该信息来自于何处。
1.2 功能码：
功能码为每次通讯信息帧传送的第二个字节，ModBus通讯规约可定义的功能码为1到127。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为从机响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。本机仅支持0x03、0x06、0x10功能码。
1.3 数据区
数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作，这些信息可以是数据（如：开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等）、参考地址等。例如，主机通过功能码03告诉从机返回寄存器的值（包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。
0x06写单个寄存器功能从机返回格式
0x10写功能主机格式
注1:本产品设计有M0-M9共10组存储数据组，每组有序号10-17共8个数据，其中M0数据组为产品上电默认调用的数据组，M1、M2数据组为产品面板快捷调出数据组，M3-M9为普通存储数组，数据组的起始地址计算方法是：0050H+数据组号*0010H,例如M3数据组的起始地址为：0050H+3*0010H=0080H。
注2:按键锁功能读写数值为0和1，0为非锁定，1为锁定。
注3:保护状态读取值为0-3，0为正常运行，1为OVP,2为OCP，3为OPP。
注4:恒压恒流状态读取值为0和1，0为CV状态，1为CC状态。
注5:开关输出功能读写值为0和1，0为关闭状态，1为打开状态。
注6:背光亮度等级读写范围为0-5，0级最暗，5级最亮。
注5:快捷调出数据组功能写入值为0-9，写入后会自动调出对应数据组数据。
1.4错误校验码（CRC校验）：
主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。CRC码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。CRC校验码发送时低位在前，高位在后。
CRC码的计算方法：
(1)预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1）;称此寄存器为CRC寄存器;
(2)把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC寄存器的低8
位相异或，把结果放于CRC寄存器;
(3)把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查右移后的移出位;
(4)如果移出位为0：重复第3步（再次右移一位）;如果移出位为1：CRC寄存器与多项
式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或;
(5)重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理;
(6)重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理;
(7)将该通讯信息帧所有字节按上述步骤计算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低
字节进行交换;
(8)最后得到的CRC寄存器内容即为CRC码。
三、通讯实例
例1：主机读取输出电压和输出电流显示值
例如如当前显示值是05.00V，5.000A，则从机响应返回的报文格式：
例2：主机要设定电压为24.00V
主机发送的报文格式：
例3：主机要设定电压为24.00V，电流1.500A。主机发送的报文格式：
从机接收后响应返回的报文格式：
数控直流稳压电源的设计 一、 设计任务和要求 设计一个数控直流稳压电源。 1. 基本要求： 1) 利用实验室提供的低压交流电源，设计整流、滤波、稳压电路； 2) 至少能输出4个档：3V 、5V 、9V 、12V ，用数码管显示； 3) 输出电流要能达到1A 以上，且纹波≤5mV 。 2. 发挥部分： 1) 输出增加了一个7V 的档，进而变为5个档；手动开关控制档的转换。 2) 用ADC0809（模/数转换器）将输出的电压模拟量转换为数字量并输出给译码显示电路以显示正确数字。 二 方案论证 1.可调稳压控制部分 方案一:直接由开关控制档位 5 个单刀单掷开关 手动控制开关,使输出电压分别为 此方法电路简单, 控制方便. 方案二;由多路模拟开关在脉冲CP 的作用下来控制开关 由脉冲控制多路模拟开关,.此方法比依赖与信号源 的CP,且不容易控制. 综合的看上述两种方案,方案一电路简单,控制方便;方案二对CP 的依赖性比较大,在实际应用方面不够灵活.因此对可调稳压器的控制部分应采用方案一. 2.显示电路 方案一:模拟量经模数转换电路输入后，输出转换成数字量，再利用一片共阴极七段显示器显示，结构框图如下：
→ → → 方案一方框图 此方案的优点是比较直观，易懂，而且容易调试，也能满足题目中所给的要求， 但是当输出电压为12v 时, 显示器显示以乱码＂└┘＂代替，不利于读数。 方案二：以方案一为基础，在经过模数转换输出后，加入一些简单的逻辑门，再利用两片共阴极七段显示器显示，结构框图如下： 这种情况下，电路可以直接的显示两位十进制数 ，且不会出现乱码。也能满足其他的要求。 上述两个方案经实践证明均可行，但方案一不能很好的显示两位十进制数，故选择方案二。 二、 设计方案 根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。它包括整流电路、滤波电路、可调稳压电路、数/模转换电路和译码示电路等五个部分组成。经过整流、滤波、稳压电路后，可得到一个稳定的输出电压值，其中因为输入为低压交流电源,所以整流电路中不需变压器,而可调的稳压电路可通过换档得到不同的输出电压值；A/D 转换器是将此模拟输出量转换为数字输出量，并送给译码显示电路显示出此值。 图 1
HSPY3603仪表采用RS232或者RS485传输标准与计算机通迅，详细资料如下： 注（本机只支持功能码03，10） 波特率：1200，2400，4800，9600,19200 起始位：1 数据位：8 校验位：无 停止位：1 一．MODBUS_RTU帧结构 消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始；整个消息帧必须作为一连续的数据传输流，如果在帧完成之前有超过3.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。 一帧信息的标准结构如下所示： 地址域: 主机通过将要联络的从机的地址放入消息中的地址域来选通从设备，单个从机的地址范围是1…15(十进制)。 地址0是用作广播地址，以使所有的从机都能认识。 功能域：有效的编码范围是1…255（十进制）；当消息从主机发往从机时，功能代码将告之从机需要去干什么。例如：读/写一组寄存器的数据内容等。
数据域：主机发给从机的数据域中包含了从机完成功能域的动作时所必要的附加信息；如：寄存器地址等。 CRC校验：CRC生成之后，低字节在前，高字节在后。 注：本仪表通讯时帧与帧之间的响应间隔，通讯速率大于等于9600bps时不大于5ms
注：共用电源输出/停止设定的时候电源的通讯地址为0xAA,这时可以起停多台电源。 MODBUS RTU 通讯协议 通讯数据的类型及格式： 信息传输为异步方式，并以字节为单位。在主站和从站之间传递的通讯信息是10位的字格式： ●通讯数据（信息帧）格式 一、通讯信息传输过程： 当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，符合相应
数字电子系统的数控直流稳压电源设计本系统以AT89C51 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一个数控电源。该系统实现了输出电压：范围 2 ～＋20 .0 V，步进0.1V，纹波小于100mV；输出电流：1000mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。输入模块的按键按下之后，单片机有一个输入，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DAC0832，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LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。 关键词：AT89C51 单片机, 数控电源, D/A, 直流电源 在现代家庭中各种电器的不断出现，并要求着各种不同值的电源出现，使得家庭购买不同值的电源。数字化的也更加贴近人们的生活，因为它更加的直观，易被接受，大家都开始追求数字化的各类电子产品。数控直流电源有着直观，易操作，各种电压集一身，输出精度和稳定性都较高等优点，所以越来越受广大人们的喜爱。以后家里的电视遥控，电动玩具等都可以共用一个电源。 设计要求 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源，基本要求如下： 1、输出直流电压调节范围2~20V，步进值为0.1V 2、稳压系数小于0.2，纹波电压小于100mv; 3、输出电流为1000mA； 输出电压值用数码管显示，由“+”“-”两键分别控制输出电压步进增和减。 1.2 方案论证 分析本题，根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图1-1.
采用8位的数字/模拟转换芯片DAC0832是 本系统是基于51单片机的数控电源的设计，8位的单片机，而MX7541是12位数字输入的，因此须用锁存器。而此数控电源要求单步0.1V，2～20V，DAC0832完全可以达到，故选择常用的DAC0832。 可调稳压芯片：根据设计要求输出电压范围2～＋20.0V，输出电流1000mA，本文选择了LM317T三端可调稳压芯片。 按键控制模块：由于本数控电源需要用的按键不多，要实现步进为0.1V的设计要求，只需用一个“+”和一个“-”按键，另外再加两个按键用于实现固定电压输出，按键时可直接输出相应电压。4个按键就可实现本题的设计要求，本文采用一般的电平判键按钮。 显示模块：此系统显示的只是最终电源输出的十位、个位和十分位电压值，只需显示出三个数字，选用数码管显示，用普通的数码管显示简单的数字、符号、字母。
1 《数控电源》电路原理图
数控电源电路元器件清单
一、数控电源电路说明与功能调整 1.说明 .数控电源主要功能是输出受控制的 0～17.8V 恒定电压的电压源。 产品主要包括自身工作的电源电路、MCU 控制电路、液晶显示电路、PWM控制输出恒定电压电路、电流采样电路、输出电压的采样电路、过流报警电路等部分。 接上交流12V×2 电源变压器，24V 电源指示灯亮，TP3 为+20.1V，TP4 为+5V，TP9 为-5V。TP5 处为单片机的 PWM 输出，经过低通滤波，在 TP12 处成为与 PWM 占空比成正比的电压，且 TP6 的电压与 TP12 的电压相等，得到输出电压等于四倍的 TP12 电压值。ADC0(TP8)为输出电压值测量端。R11 为输出电流采样电阻。经过同向放大将输出的大电流转换为电压，ADC1(TP7)是输出电流 转换成输出电压的输入端。 2．数控电源的电路功能 （1）电源工作正常：接上交流12V×2 电源，+24V 电源指示灯 LEDl 亮，TP3为+20.1V，TP4 为+5V，TP9 为-5V。 （2）键盘设置电路正常工作： S1（LOCK）键：按下后可以锁定键盘和取消锁定（每按一下，改变一次）。 S2（OUT）键：可以打开和关闭输出电压（每按一下，改变一次）。 S3（V+）键：在打开输出电压情况下，调大输出电压。 S4（V-）键：在打开输出电压情况下，调小输出电压。 S5（I+）键：用来调整递增输出保护电流； S6（I-）键：用来递减减少输出保护电流。 保护动作：实际输出电流大于设定的保护电流时，电路自动关闭输出电压，并发出声音报警一次（可调范围是 0.5A—2A） （3）液晶显示电路正常工作：LCD1 液晶显示器能正常显示欢迎界面、输出电压、状态、输出电流及保护电流等信息。 （4）基准电压电路正常工作：调整可调电阻RP2，使 TP10 的电压能调整到2.560V。 （5）稳压输出电压电路正常：把万用表拨到测量直流电压档，并接入数控电源的输出端。在打开输出电压状态下，调整按键 S3（V+），使万用表的计数为 17.8V，再调整按键 S4（V-），使万用表的读数为 0。调整的读数应和液晶显示的电压值一致。 （6）过流报警电路正常工作：输出电流超过设定的保护电流时，B1 蜂鸣器响一次，输出电压自动关闭。（实际短路操作时，输出电压不可超过 5V，否则会损坏调整管 Q3）。 二、芯片介绍 1．集成电路ADC0809 ACDC0809位8路A/D转换集成芯片。可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100us左右。 ADC0809芯片为28引脚双列直插式封装，其引脚排列见图1。 IN0～IN7：模拟量输入通道信号单极性，电压范围0-5V，若信号过小还需进行放大。 ADDA、ADDB、ADDC：地址线A为低位地址，C为高位地址。其地址状态与通道对应关系见表1。
数控直流稳压电源设计任务书（doc 8页）
《电子线路仿真》课程设计报告DESIGN REPORT ON SIMULATION OF ELECTRONIC CIRCUIT 题目数控直流稳压电源学科部、系：信息学科部
2.1总体设计方案说明 根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分:数字控制部分,D/A变换器及可调稳压电源。数字控制部分用+，-按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器，经D/A变换器转化为相应的电压。此电压经过相应的放大后去控制电源的输出，使稳压器输出的电压为1V的步进增加。 2.2模块结构与方框图 Ui Uo 第三部分单元电路设计与参数计算 3.1 可逆计数器模块 3.1.1 模块电路及参数计算 电 压 可 逆 稳 压 反 馈 数 显 D/ A
3.1.2 工作原理和功能说明 因为要求是输出5-15V的电压，只十一个电压值，而计数器74193是一个16进制的可逆计数器。我们只要用从0计数到10的几个状态，这可以通过反馈的方法实现。当74193输出0时，最后输出为5V。不能再减小了。所以通过一个四输入的或门输入到与非门U10使减“-”失效，计数器不能减计数，只能加。当加到6时或门反馈的数为1，通过U10后计数器就可以减计数了。同理，当输出15V时，74193输出为10,电压不能再加了。通过反馈输出一个0使加计数失效，电压停在15V。此时电压只能减，只有按“-”的按键减小电压。 3.2 D/A转换模块 3.2.1 模块电路及参数计算 3.2.2 工作原理和功能说明 这一模块是最主要的一个模块，左下方从左到右依次接74193输出端的Q1Q2Q3Q4,输入端依次接入的是0000～1010，这个电路的作用就是把这些数字信号转换成模拟信号。根据公式UO1=-Rf （UH/R16*D0+UH/R15*D1+UH/R19*D2+UH/R20*D3） 其中R16=2R15=4R19=8R20,根据二进制转十进制的计算公式可知，只要调节Rf到一定的值，就可已得到想要的模拟信号电压的大小。其实这是一个简单的求和电路，在模电书上可以找到。加
基于单片机的数控直流稳压电源 一、引言 （1）题目要求： 利用LM317三端稳压器，设计制作一个数控稳压电源，要求： 1、输出电压：2-15V，步进0.1V，纹波≤10mV； 2、输出电流0.5A； 3、输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进 （2）概况：直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。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。普通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如 1.02~1．03V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。 二、系统设计 （1）方案论证： 方案：采用单片机控制此方案采用 AT89C51单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值。这里主要利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0832)输出模拟量，然后使用运算放大器把电
流转换成电压，在通过三段稳压器LM317使得输出电压和输出电流达到稳压的目的。 方案论证： 1、输出模块：使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大 器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。使用LM317做电流稳压器，把电流稳定到0.5A。 2、数控模块：采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同 时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。 3、显示模块：本来准备使用液晶显示，可是想想我们的层次不够， 液晶现实的额程序不会写，只能退而其次，选择使用单片机通过锁存器控制8段LED数码管直接显示，这样可以精确的显示输出电压。 （2）系统结构： 系统结构设计图如上图所示。该系统主要由单片机最小控制系统、显示电路、独立按键、D/A转换电路、放大电路和稳压电路组成。单片机设定预输出值，并可以通过独立键盘改变单片机的预设值。然后通过DAC0832转化为模拟量，再经过运算放大和稳压稳流电路最后输出预设电压值，通过LED显示能够直观的看到预设值。因为器材原因，我们设计的稳压电源采用的是外部稳压器提供的电源。这样虽然算不上是一个完整的数控直流稳压电源，但是，除了这点，我们设计的电源基本已经复合要求。
2014 届毕业设计说明书 数控直流稳压电源的设计 院、部：电气与信息工程系 学生姓名： 指导教师：职称讲师 副指导老师：赵定文职称工程师专业： 班级： 完成时间：2014年6月
摘要 在我们生活的各个角落都可以见到直流稳压电源的身影，我们用的手机、笔记本电脑、工业用的各种电子仪表等，它无处不在，在电子设备中发挥着不可替代的作用。但是当前我们常见的直流稳压电源,多半是选用数字电位器来调节,通过调整数字电位器来调整输出电压。现有的数字电位器的分辨率有限，常见的有32抽头，64抽头有限精密分压器电路构成，不能够满足所需的设计要求。本文给以微处理器数据处理系统为核心部分，通过软件的运转控制系统工作，从而完成预设参数的功能操作。 将微处理器数字控制技术，有机地展。微处理器不但拥有良好的集成性能, 而且都具有在线编程接口, 融入直流稳压电源的设计中，实现了直流稳压电源数字化的设计。该设计是把220V的交流电压经过变压器变压成低电压的交流电，再经过整流电路变换为脉动的直流电压，后经过滤波电路滤去输出电压中的文波，最后通过采集电压信号，由DSP主控制器控制，DC/DC变换器输出所需要的稳压电源。该电源具有LCD液晶的显示、键盘的数字输入调压、数字电位器调压精度高的特点。通过软件编程，易于实现功能的扩还具备JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、复位电路、时钟电路、键盘电路、液晶显示电路、数模转换电路、直流稳压电路和DC/DC变换电路组成。本设计由微处理器控制输出数字信号，经过D/A转换器输出模拟量,在经过DC-CD变换器，最后输出设备所需要的电压。 基于DSP的数控直流稳压电源，利用了DSP微处理器精准的数据采集与高速的数据处理能力，以完成对直流稳压电源的稳定的控制，从而改善输出电压的精准度。本电源可以用微处理器控制预设参数，以取代许多不准确的设计，带给我们不同程度的便利性和效率。 关键词：DSP控制器；DC/DC变换电路；直流稳压电源
数控直流稳压电源设计 [摘要]本文介绍了以8051单片机为控制单元，以数模转换器DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块LM317的输出电压大小。该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。LM317系列三端可调式集成稳压器的方法。 [关键词] 单片机（AT89C51），数模转换器（D/A），液晶，键盘
一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。 二、设计要求 1.基本部分 （1）输出电压：范围0～＋15V，步进0.1V，纹波不大于40mV；（2）输入电压值由液晶显示； （3）自制键盘，可以由键盘输入电压值； （4）输出电压值在输出端用万用表测得。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～15V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V 不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 图1设计示意图
目录 引言 (1) 1、设计原理与总体方案 (2) 2、硬件电路设计 (3) 2.1 DAC电路 (3) 2.2 AGC控制电路 (4) 2.3 键盘部分 (6) 2.4 显示部分 (7) 2.5 稳压输出 (8) 3、软件设计流程 (9) 4、总体设计电路 (10) 5、调试过程与结果分析 (11) 5.1调试过程 (11) 5.2结果分析 (11) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录1 元件清单 (14) 附录 2 参考源程序…………………………………………… 15
引言 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。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多, 但均存在以下二个问题: 输出电压是通过粗(波段开关) 及细调(电位器)来调节。这样, 当输出电压需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时,困难就较大。另外, 随着使用时间的增加, 波段开关及电位器难免接触不良, 对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路, 对过载进行限流或截流型保护, 电路构成复杂,稳压精度也不高。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。 而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。利用数控直流电源，可以达到每步0.04 V的精度，输出电压范围0-15V。。
一、项目参加人员、负责内容以及技术特长： 二、项目背景 数控直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。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。普通直流稳压电源品种很多, 在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。 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、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。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。 随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。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。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案 随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，传统应用技术，由于功率器件性能的限制使开关电源性能的影响减至最小，新型的电源电路拓扑和新型的控制技术，可使功率开关工作在零电压或零电流状态，为了提高开关电源工作效率，设计出性能优良的开关电源，十分必要。 1、几种数控直流稳压电源设计方案比较 1.1几种设计方案电路原理 方案 1 : 采用模拟的分立元件，利用纯硬件来实现功能，通过电源变压器、整流滤波电路以及稳压电路，实现稳压电源稳定输出±5 V、±12 V、±15 V并能可调输出 0~ 30 V电压，见图 1所示。但由于模拟分立元件的分散性较大，各电阻电容之间的影响较大，因此所设计的指标不高、不符合设计要求、且使用的器件较多、连接复杂、灵活性差、功耗也大，同时焊点和线路较多，使成品的稳定性和精度受到影响。 图 1 方案 1电路原理 方案 2 : 此方案采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能，其中二进制计数器的输出经过 D /A 变换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值，为了使系统工作正常，必须保证双计数器同步工作。 图 2 方案 2电路原理 方案 3 : 此方案不同于方案 1之处在于使用一套十进制计数器，一方面完成电压的译码显示，另一方面其输出作为 EPROM的地址输入，而由 EPROM 的输出经 D /A变换后控制误差放步的问题，但由于控制数据烧录在 EPROM中，使系统设计灵活性降低。 图 3 方案 3电路原理
方案 4 : 此方案采用 51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值，从而使开关控制电源输出电压发生变化，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，经过 ADC0809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。利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0830)输出模拟量，再经开关电源控制电路，使得输出电压达到稳压的目的。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控，输出电压经过电流 /电压转变后,通过 A /D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量,经单片机分析处理，经过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的压控电压源。而且采用PWM 控制的开关电源，该电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。而且在成本上与同等功率的线性稳压电源相当，而电源效率显著提高，体积和重量则大为减小。 图 4 方案 4电路原理 2、方案的比较与论证 ( 1)输出模块 方案 1：采用线性调压电源，以改变其基准电压的方式使输出不仅增加 /减少，这样不能不考虑整流滤波后的纹波对输出地影响，此输出只能是用万用表量出。而方案 2、方案 3中使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。在方案 1中，为抑制纹波而在线性调压电源输出端并联的大电容降低了系统的响应速度，这样输出的电压难以跟踪快变的输入，方案 4中的输出电压波形与 D /A 变换输出波形相同，不仅可以输出直流电平，而且只要预先生成波形的量化数据，就可以产生多种波形输出，使系统有一定驱动能力的信号源。 ( 2)数控模块 方案 1利用纯硬件来控制电压的输出，其中最基本的电路原理分析，需要计算负载的大小，稳压管的选择有关，方案 2、方案 3中采用中、小规模器件实现系统的数控部分，使用的芯片很多，造成电路部接口信号繁琐，中间相互关联多，抗干扰能力差，如方案 1中的双计数器一旦出现计数不同步时，会导致显示电压与输出电压不一致。在方案 4 中采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。 图 5 方案 5数控模块
数控直流稳压电源 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，输出电压范围为0—，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 output voltage, the range of 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、
数控直流稳压电源 摘要: 本系统以实现直流稳压电源的模拟、数字双线控制为目的,用AT89S52单片机作为主控制芯片,以ICL7107作为数显转换核心，实现对电源输出电压的数字控制及数字显示。 关键词：直流稳压，数字电位器，数控 一、作品介绍 本系统电路主要包括五大部分: ●整流滤波保护电路 ●+5V稳压电路 ●可调稳压电路 ●数控电位器 ●单片机系统 ●数字显示电路 本系统主要特点： ●采用负反馈截流式过流保护方案，电源使用更安全。 ●输出电压范围大，可输出1.25-22V ●采用分立元件搭建分压电阻网络，由单片机控制 ●基于ICL7107的独立数字显示电路，显示精度高达0.01V
二、系统方框图 三、各模块的设计 1、整流滤波保护电路 整流电路采用最常用的全桥整流方案。保护电路的设计原理如下：
场强效应管RFP25n06的特性是g极高电平时导通，低电平是截止。要使电路能在过流有效地截断，就必须使Q2导通，使电平下拉，此时25n06截止。要使Q2导通，则要使其Vbe大于或等于0.7V（但此电路实际导通电压只要0.2V，原因未查出）。由于Vbe=Vr8+Vr4-Vr6,故要调节R8、R6，使得R8的电压略小于R6的电压，此时使Q2能有效的截止，25n6导通，电路正常工作；当电路过流时，R4压降增大，使得Vbe达到导通要求，故能使得Q2能导通，25n06截止，起到保护电路的作用。S4起到复位功能，在过流保护后，连通三极管的b、e两端，使其重新截止，使Q1重新导通，从而连通电路， 其余部分（C4、D1、R2、R3、R5、R7、DS1、R？、C3的作用）：
1应用范围 本规范规定了电能表进行点对点的或一终端对多台电能表进行一主多从的本地通讯接口进行数据交换的技术要求，规定了本地系统硬件和协议规范。规定了物理连接、通讯链路及应用技术规范（数据的基本格式、校验方式、编码传输规则等）。 本规范主要参考了部颁DL/T 645-1997多功能电能表通信规约，根据我公司的DSSD331-3、DTSD341-3电能表的特色做了相应的扩展。本规范中未给出的一些例子和示意图请参见部颁规约。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 DL/T 645-1997 多功能电能表通信规约 DL/T 614-1997 多功能电能表 3术语 3.1费率装置tariff device 固定的数据采集与处理单元，通常与电能表连接或与电能表组装在一起。 3.2手持单元（HHU）hand-heldunit 能与费率装置或电能表进行数据交换的便携式设备。 3.3数据终端设备data terminal equipment 由数据源、数据宿或两者组成的设备。
3.4直接本地数据交换direct local data exchange 一组费率装置与数据终端设备通过总线连接进行数据交换。 3.5本地总线数据交换local bus data exchange 一组费率装置与数据终端设备通过总线连接进行数据交换。 3.6远程数据交换remote data exchange 通过数据网络，数据采集中心与一台或一组费率装置之间的数据交换。 3.7主站master station 具有选择从站并与从站进行信息交换功能的设备。本标准中指手持单元或其它数据终端设备。 3.8从站slave station 预期从主站接收信息并与主站进行信息交换的设备。本标准中指费率装置。 3.9总线bus 连接主站与多个从站并允许主站每次只与一个从站通信的系统连接方式（广播命令除外）。 3.10半双工half-duplex 在双向通道中，双向交替进行、一次只在一个方向（而不是同时在两个方向）传输信息的一种通信方式。 3.11物理层physical layer 规定了数据终端设备或手持单元与费率装置之间的物理接口、接口的物理和电气特性，负责物理媒体上信息的接收和发送。 3.12数据链链路层data-link layer 负责数据终端设备与费率装置之间通信链路的建立并以帧为单位舆信息，保证信息的顺序传送，具有传输差错检测功能。 3.13应用层application layer
1 引言 随着对系统更高效率与更低功耗的需求,电信与通信设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性与智能化方向发展。整流系统由以前的分立元件与集成电路控制发展为微机控制,从而使直流电源智能化,具有遥测、遥信、遥控的三遥功能,基本实现了直流电源的无人值守设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/A 转换电路、直流稳压电路等几部分,直流稳压电源就是最常用的仪器设备。 2 简易数控直流稳压电源设计 2、1 设计任务与要求 设计并制作有一定输出电压调节范围与功能的数控直流稳压电源。基本要求如下: 1．输出直流电压调节范围3~15V,纹波小于10mV 2．输出电流为止500m A、 3．稳压系数小于0、2。 4．直流电源内阻小于0、5Ω。 5．输出直流电压能步进调节,步进值为1V。 6．由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。 2、2 设计方案 根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分:数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A变换器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。 图1简易数控直流稳压电源框图
2、3 电路设计 2.3.1 整流、滤波电路设计 首先确定整流电路结构为桥式电路;滤波选用电容滤波。电路如图2所示。 图2 整流滤波电路 电路的输出电压U I 应满足下式:U ≥U omax +(U I -U O )min+△U I 式中,U omax 为稳压电源输出最大值;(U I -U O )min 为集成稳压器输入输出最小电压差;U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O 、(U I -U O )min 之与的确良10%);△U I 为电网波动引起的输入电压的变化(一般取U O 、(U I -U O )min 、U RIP 之与的10%)。 对于集成三端稳压器,当(U I -U O )min=2~10V 时,具有较好的稳压特性。故滤波器输出电压值:U I ≥15+3+1、8+1、98≥22(V),取UI=22V 、根据UI 可确定变压器次级电压 U 2。 U 2=U I / 1、1～1、2≈(20V) 在桥式整流电路中,变压器,变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为:Ｉ2=(1、5～2)I I ≈(1、5～2)I O =1、5×0、5=0、75(A)、取变压器的效率η＝0、8,则变压器的容量为 P=U 2I 2/η=20×0、75/0、8=18、75(W) 选择容量为20W 的变压器。 因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为 I D =1∕2I max =1/2I Omax =1/2×0、5=0、25(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为 )(31%)101(202max 2V U U RM ≈+??== 选用三极管IN4001,其参数为:I D =1A,U RM =100V 。可见能满足要求。 一般滤波电容的设计原则就是,取其放电时间常数R L C 就是其充电周期的确2～5倍。对于桥式整流电路,滤波电容C 的充电周期等于交流周期的一半,即
数控电源
数控电源
序言 该项目所用的时间比前一个项目缩短了一些，这次只用了两天半的时间就完成了该项目。指导老师要求我们抓紧时间，向比赛的规定时间靠拢。随着节奏的加快，我们的设计制作热情也越来越高，花了半天的时间设计决定制作的方案，然后半天制PCB板，一天的机械制板安装，再调试，而软件和文档则是跟步进行的。当然，电路设计制作中还是存在着不足，各项设计制作指标还有待进一步提高，还望大家指出我们的不足之处。 编者注 2009年3月
摘要 目前所使用的直流可调电源中，几乎都为旋钮开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。利用数控电源，可以达到每步0.01V的精度，输出电压范围0~5V，电流可以达到2A。该项目在一般的数控电源的基础上面，有所创新进步。我们新增了一个4×4矩形按键键盘，控制输入的电压值，更准确地优化其性能。 关键字
目录
相关元器件插图和图表 DAC0832是一款常用的数摸转换器，它有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，如电路图所示，Iout1和Iout2之间接一参考电压， VREF输出可控制电压信号。它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。该电路采用单缓冲模式，由电路图可知，由于/WR2 =/XFER=0，DAC寄存处于直通状态。又由于ILE=1，故只要在选中该片（/CS=0）的地址时，写入 （/WR=0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至DAC寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，/WR1和/CS立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。 在单片机应用中，经常会有一些数据需要长期保存，传统的方法是用RAM 加后备电池的方法，但这种方法成本较高，电路也较复杂。近年来，非易失性存储器技术发展很快，EEPROM就是其中的一种，和RAM相比，EEPROM不能够无限多次地擦除和写入（一般可以做到1000000万次，也有可以做到10000000次的），这是它的缺点，但是断电之后，不需要特殊的断电保护措施，这是其优点。24系列是EEPROM中应用广泛的一类，该系列芯片仅有8个引脚，采用2线制I2C接口。其中，引脚SDA为I2C总线中的数据线，SCL 为I2C中的时钟线，而WP引脚是该芯片的写保护线。注意，I2C的数据线（SDA）是开漏输出，必须在该引脚和VCC之间接一个上拉电阻，一般使用5.1K的电阻。因此，在现实的生活中，无论是智能仪器仪表还是单片机工业控制系统都要求其数据能够安全可靠而不受干扰，特别是一些重要的设定参数
基于单片机的数控直流稳压电源的设计 1．ADC0804简介 ADC的主要特性如下： 1）CMOS的逐渐逼近使AD转换器。 2）具有8位解析能力，转换时间为100μs，最大误差为1个LSB值（最小电压刻度）。3）采用差动式模拟电压输入，三态式数字输入。 2. ADC0804的引脚图1如下：
图1 ADC0804引脚图 3 外部特性（引脚功能） CS ：片选端，此为低态驱动引脚，若=0，则ADC0804工作；若=1，则ADC0804不工 作，输出数据引脚DB0到DB7呈高阻状态。 WR ：控制芯片启动的输入端，若=0，即可使ADC0804开始进行模拟-数字转换动作。 INTR ：转换结束信号输出端，输出电平高跳到低表示本次转换已经完成，可作为中断或查 询信号。 RD ：转换结果读出控制端，当它与CS 同时为低电平时，输出数据锁存器DB 0~DB 7各端上 出现8位并行二进制数码，以表示D A 结果。 CLK ：时钟脉冲输入引脚，ADC0804接受100到1460KHz 的时钟脉冲。可配合CLK-R 引脚，以外加的电阻、电容由内部电路自行产生时钟脉冲，其振荡频率为CLK f ≈1.11RC 。 CLK-R ：时钟脉冲输出引脚，可连接电阻以产生时钟脉冲。 2REF V ：参考电压输入引脚，通常本引脚所连接的电压是输入模拟电压最大值的一半。 )(+IN V ：模拟电压输入引脚。 )(-IN V ：模拟电压输入引脚。 CC V ：电源引脚或参考电压引脚，通常是连接+5V ，以作为电源之用。 GND ：数字信号接地引脚。 AGND ：模拟信号接地引脚，通常本引脚都与GND 引脚连接后接地，若处理高干扰的模拟信号，本引脚可单独接地。 DB0~DB7：数字输出数据引脚。 电路图介绍： 本实例采用Protuse 软件仿真，现总电路图如图2所示：
课程设计 （说明书） 数控式电源的设计 班级/ 学号 学生姓名 指导教师
课程设计任务书 课程名称数字逻辑课程设计 课程设计题目数控式电源的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 设计一个可控制的且具有LED显示的可调电源，输出电压有3V、6V、9V……24V 及熄灭等九档，其步进值为3V。技术指标如下： ①主要由直流电源的输出电路，数控电压选择电路和数字显示电路三部分组成。 ②利用编译码电路及LED数码管完成数字显示功能，要求至少含有8个数字及熄灭等九个显示状态。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1．全新实用电路集粹编辑委员会著. 全新实用电路集粹（下册）.[M]北京：机械工业出版社，2006年 2.卿太全，李萧，郭明琼.常用数字集成电路原理与应用.[M]北京：人民邮电出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告 成绩指导教师日期
一、概述 随着人们生活水平的不断提高，数字化控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便是不可否定的，其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子，但人们对它的要求也越来越高，要为现代人工作、科研、生活提供更好、更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展。 本文所介绍的数控制流稳压电源共有八个档位，用数码管显示器分别能显示3V 、6V 、9V 、12V 、15V 、18V 、21V 和24V ，同时可实现全灭状态。与传统的稳压电源相比，具有可操作性，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设别，或科研试验用电源。 二、工作原理 在本设计中，数控式电源主要有直流电源的输出电路，数控电压选择电路和数字 显示电路三部分组成，工作原理框图如图1所示。 图1 数控式电源的原理框图 输出电路采用的是24V 直流电，能够稳定的输出。数控电压选择电路采用的有8 个同阻值电阻，起到分压作用，并用8个对应的开关来进行不同档位的选择。另外还采用多个或门组成的电路用来选择不同档位的电压。数字选择电路用两个4511芯片和两个数码管组成，两个数码管分别显示个位和十位的电压。 三、电路设计 本设计电路主要有三个部分，直流电源输出电路，数控电压选择电路以及数字显示电路。 1.直流电源输出电路 本课设是数电课设，直接采用24V 直流电压作为输出电压，使得输出较为稳定，不会受电网波动影响。提供稳定的24V 直流电压如图2所示。 直流电源的输出电路 数控电压选择电路 数字显示电路