一.绪论1.1设计背景随着电子技术的迅速发展，各种电子产品层出不穷，不过不管是哪种电子产品或设备，都需要电源供电才能进行正常的工作，而且对于不同的产品或设备来说，其需要不同的工作电源，但是往往市面上的很多电源模块都只能输出固定而单一的电压，从而不能提供各种不同数值的电压，因此，在这里做一个数控直流电源的设计。该数控电源采用步进调整方式，调整范围为0.0V～9.9V，调整手段采用按键进行调整，当需要改变电压值时，启动数控系统，输入想要得到的电压值，再按下确定键，即可输出相应的电压。该系统采用单片机作主控器件，结合软件和硬件设计方法，使该系统的结构较简单，可控性强，使用也很方便。1.2设计任务1.基本功能实现：(1)可输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；(2)可输出电压值由数码管显示；(3)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；(4)为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出输出±15v,+5v；(5)自拟验收方案：对基本功能实现证明。2．扩展功能与创新：（1）输出电压可预置在0~9.9v之间的任意一值。二.方案论证实现某一种系统功能或技术指标都具有多种可行的设计方案，每一种设计方案针对不同的应用场合都具有它自己的优缺点，在设计的过程中要考虑到其功能、技术指标、成本和所需求的技术条件等方面的因素电源输出的调整方式有连续调整和步进调整两种，前者适合采用模拟电路来实现，而后者适合采用数字电路来实现，由于本设计要求电源输出电压的调整方式为步进调整方式，因此，这里采用数字电路来实现对出电压的控制。数字集成电路包括标准逻辑器件、微处理器和可编程逻辑器件，标准逻辑器件是数字系统中使用较普遍的器件，其优点是工作速度快，但是集成度低，器件功能固定，使用它将使电路中器件数量增多，从而导致系统体积较大，成本也较高，并且不易改变系统功能。微处理器和可编程逻辑器件可以克服上诉缺点。可编程逻辑器件工作速度快，但是实现信号处理比较麻烦，价格也较昂贵；微处理器实现信号处理较方便，其中单片微型计算机的使用较为普遍，单片机是在一块芯片上集成了计算机的主要功能部件，它的指令系统是按照工业控制要求设计，可通过软件方便的实现多种功能，使硬件系统电路结构变得简单，且价格较便宜，是一个性价比较高的微处理器，它虽然工作速度较慢，但由于数控电源属于低速系统，对工作速度要求不高，使用单片机完全可以达到要求，因此，在这里采用单片机做数控直流电源的主控器件。由于单片机输出的信号为数字信号，而所需要的是模拟信号，所以，经过单片机输出的数据必须经过数/模转换电路转换成标准的电压信号。.硬件系统设计3.1总体设计框图数控直流电源的硬件电路组成框图如图3.1所示，它包括电源模块、控制电路、键盘电路、显示电路、数/模转换电路以及电压放大电路。MCUAT89S52控制电路数模转换DAC0832放大电路输出矩阵键盘图3.1电路组成框图数控电源输出电压用键盘控制，实现电压的可预置输入或步进调整，显示电路将用来显示输出的电压值，输出的电压通过D/A转换和放大电路转换成所需要的电压值3．2控制电路的设计控制电路主要由单片机组成，现在市场上较多的是AT系列单片机，但是其内部没有自带的串行通信协议，不能直接用软件将程序通过串口写入程序存储器，需要使用专用的程序烧写器才能将程序写入，这受到设备条件的限制而难以实现，而STC系列单片机则可以通过串口直接将程序写入，所以本设计中采用STC89C52RC单片机。3.2.1STC89C52RC单片机简介1．ST89C52RC的内部结构ST89C52RC的内部结构如图3.2所示，它包括：一个8位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；8KBFLASH程序存储器，1KEEPROM存储器；512字节RAM数据存储器；并且可寻址64KB外部RAM或ROM空间；4个8位可编程I/O口；3个16位的定时/计数器；一个可编程全双工串口；8个中断源、4个中断优先级。+5V±15V电源电压电路显示电路LED交流电图3.2ST89C52RC的内部结构2．STC89C52RC的功能STC89C52RC单片机同样采用的是8051的内核，与其他大部分单片机兼容，并且功能也比普通单片机强大，其存储器（包括数据存储器和程序存储...