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