高精度数控电源系统设计

摘要

在日常生产研发及电子产品的维护工作中，电源是一种必不可少的工具，数控电源依靠强大的嵌入式处理器，能够提供高精度、多功能的电压电流输出，并提供各种高可靠的电源、负载保护，该电源系统依赖高速高精度的AD/DA转换设备，快速实时监控电源系统的输出状态及自身运行状态，通过软件处理相关数据，对不同的工作要求进行电压电流的调整，提供系统化，多样化的电源输出及电源管理功能。

设计的目的在于改善传统电源在应用当中呈现的缺点和不足，传统电源功能比较单一，界面不够人性化，寿命及可靠性不高，而且由于采用模拟方式进行闭环控制，输出精度和稳定度难以达到现在人们对电源的使用要求，数字电源的出现颠覆了传统电源的控制方式，它把模拟量转换成数字形式由嵌入式处理器进行复杂的计算，实现高精度高可靠的多样化电源管理功能，在现今高速发展的数字时代，为越来越多的人们提供了数字化，智能化，人性化的产品应用需求。

关键词　单片机数字电源    AD/DA转换闭环控制

目录

引言 1

第1章整体方案论证 2

1.1采用分立元件 2

1.2采用C51单片机+AD/DA芯片方案 2

1.3采用STM32 32位ARM单片机方案 2

第2章主要器件选型 4

2.1主控芯片选型 4

2.2运算放大器 5

2.3 EEPROM存储芯片 5

2.4显示器件选型 6

2.5直流降压型电源变换器 6

2.6温度传感器 7

第3章硬件电路设计 9

3.1主控芯片及启动电路 9

3.1.1时钟及复位电路 9

3.1.2启动电路 9

3.2 电源电路 10

3.3 风扇PWM调速电路 11

3.4 LCD液晶屏接口电路 11

3.5 DAC输出及AD/DA参考电源 12

3.5.1 AD/DA参考电压 12

3.5.2 AD/DA模拟电源 12

3.5.3 DA输出电路 13

3.6 USB及USART电路下载 13

3.7电压调整电路 13

3.8温度检测及按键电路 14

3.8.1温度检测 14

3.8.2按键 14

第4章软件设计 15

4.1软件总体框架 15

4.2主控芯片及其外设的初始化 16

4.3 LCD初始化 16

4.4 AD采样及增加准确度的方法 18

4.5按键扫描及抖动消除 18

4.6风扇PWM控制及温度检测 22

4.6.1风扇调速 22

4.6.2温度检测 23

第5章设计实物样品 24

5.1输出精度检验 24

5.2纹波检测 25

5.3功能检测 25

5.3.1电池充电曲线输出 25

5.3.2 USB输出功能 26

第6章总结 27

参考文献 28

致谢 29