电子系统设计综合实训报告

河南机电高等专科学校

电子系统设计

技能实训报告

系部：电子通信工程系

专业：电子信息工程

班级：电信082

学生姓名：

学号：

2011年 06月 17号

实训任务书

1．时间：2011年06月

2. 实训单位：河南机电高等专科学校

3. 实训目的：熟悉电子产品设计制作及程序编写的全过程

4. 实训任务：

①回顾电路图绘制软件的相关常识及其特点；

②熟悉电路图绘制软件的使用方法；

③用Protel软件绘制电路原理图；

④在Protel软件环境中自定义库元件；

⑤熟练掌握电路板布局布线规则的设置方法；

⑥会熟练使用Protel软件生成实用的电路板图；

⑦制作出电子产品，并要求会调试、检修；

⑧编写程序，实现相应的功能；

⑨作好实习笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；

○10参考相关的的书籍、资料，认真完成实训报告。

数显开关电源综合实训报告

前言：针对目前的电源普遍存在输出恒定、精度较差的问题，设计了一种基于单片机的新型数控电源。主要分为电源模块，稳压模块，单片

机控制模块和数码管显示模块。首先通过变压整流将市电降压整流向三端可控稳压芯片LM2576和LM1117提供电源，输出稳压电源，由单片机控制输出结果在数码管上显示。在整个系统中，由专门的电源稳压模块提供稳定电压以减小误差。输出电压范围为0．00～15．00V，电流范围0．1 A，误差不超过5％，具有使用灵活、精度高、工作稳定，成本低的优点，适宜推广使用。

电位器调节控制输出电压值，数码管显示输出电压值。输出电压范围0．00～15．00 V，电流范围0～1 A，输出电压的精度为百分位，误差小于0．5％。具有使用灵活，精度高，工作稳定，成本低的优点，适宜推广使用。

实训报告:

一、硬件电路组成及工作原理

1．1 系统硬件结构

系统硬件结构如图1所示。系统分为电源模块，单片机控制模块，数码管显示模块和稳压模块4部分组成。电源模块主要由外接不可控电源和桥式整流电路组成；单片机控制模块主要由8051F330单片机及其外围电路组成；数码管显示部分包括数码管及上拉电阻；本数控直流电源通过电位器来控制稳压芯片LM2576的ADJ控制端口，来调节LM2576的输出电压，最后在数码管上显示。各部分的电源由稳压模块提供的稳压输出提供。信号输出可以向器件提供0——15V之间的任意值电压。

图1：原理框图

1．2 电源及稳压模块

电源模块是通过外部输入20 V的不可控电压输入，提供给稳压模块LM2576的输入级。

LM1117是3.3 V 的稳压芯片，可以提供稳定的3.3 V 电压，给单片机的电压输入端。D2为肖特基二极管，起保护作用，防止输入反极性时烧毁电路芯片。C6，C5，C4，C3为滤波电容，数值如下图所示：

图2：电源部分原理图

1．3 单片机控制系统及数码管显示模块 数码管显示模块：LED 驱动显示用的是共阴极的4位显示数码管(MY5841AH)，外带8位上拉电阻(510 R)和PNP 三极管，提高贯穿电流及保护芯片，用于显示电源输出的电压幅度值，便于人机交互。

2

3

4

5

6

6

5

432T i tl e Num ber

Rev isi on

Si ze B Dat e:13-J u n-2011Sheet of Fi le:C:\Docu m ent s and Set t ings \Adm i nis trato r \桌面\数控电源(再修改后1)\数控开关电源.dd

Dr awn By :C8051F310

P0.1

1P0.0/V REF 2GND 3V DD

4/RST /C2CK 5P3.0/C2D 6P3.17P3.2

8

P 339P 3410

P 2711P2.1

17

P 2612P2.018P 2513P1.719P 2414P1.620P 2315P1.521P 22

16

P1.422P1.323P1.224P 11

25

P 1026P 0727C N V S T /P 0628/R X P 05

29T X /P 0430X T A L 2/P 03

31X T A L 1/P 0232U1

1

2

3

A

B

C

D

E

F

G

H

L E D -4

U2

R14.7K

R24.7K R34.7K R44.7K Q18550

Q28550

Q38550

Q48550

D1

IN 4148

R5

1.2K

R610K

R71.2K

R8300

11

1213

14

15

16

17

18

图3：单片机及数码显示部分原理图

调节RP1可以调节LM2576输出电压大小及实现数码管动态显示。R5和R6比例大致为1:9，从R5分压向单片机A/D 转换提供模拟信号，以保证单片机正常工作。

二、系统软件设计

系统的主要任务是根据电位器调节的输入值，通过单片机控制A/D 转换，向数码管输出数字信号。系统软件设计的重点在于单片机的编程。系统主程序流程如图4所示。

图4

单片机编程主要包括初始化程序，显示程序及主程序等。初始化主要硬件的初始化；系统工作流程为：单片机上电复位，初始化系统内部定时器寄存器，通过电位器调节LM2576来控制输出的电压值，并通过LED显示扫描程序显示实际输出电压值。

三、测试数据分析

在实验室环境下，对该电源进行功能测试和误差分析。在输出范围1～13.5 V内共测试16组数据，平均间隔值为1 V。首先通过电位器调节输入预期值，同时记录输出显示值，再进行记录对比。在测试范围内输出误差在5％之内，在中间段误差相对较大。

心得体会:本文设计了一种基于8051F330单片机的新型高精度数控直流电源以解决传

统数控直流电源价格昂贵，误差较大的问题。在整个系统中，由专门的电源稳压模块提供稳定电压以减小误差。输出电压范围为1.00～13.50V，电流范围0～1 A，误差不超过5％，其使用灵活，精度不是很高，工作较稳定，但成本低，适宜推广使用。但由于本人能力有限，到目前的程序编写中仍没有实现A/D转换部分，数码管无正常显示。

本次设计过程中特别感谢帮助过我的杨老师和同学们，最终得以实现。

附录

1.PCB布线图

图5

2.程序部分

#include "c8051F310.h"

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define ulint unsigned long int

sbit P1_3=P1^3;

sbit P1_4=P1^4;

sbit P1_5=P1^5;

sbit P1_6=P1^6;

code unsigned char led[]={0x05,0xdd,0x46,0x54,0x9c,0x34,0x24,0x5d,0x04,0x14, //0123456789 0x01,0xd9,0x42,0x50,0x98,0x30,0x20,0x59,0x00,0x10,0xff};//0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.灭sbit FLED=P3^3;

uchar b,i ;

ulint ads,ad,a;

uchar buffer[]={0,0,0,0};

void delay(uint z) //延时函数

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=100;y>0;y--);

}

ulint adc()//AD采样函数//A/D转换部分未能采集到转换数值，有待改进{

AD0BUSY=1;//开始转换

do

{}

while(AD0INT=0);//等待转换结束

{

AD0INT=0;//清楚转换标志

ads=ADC0H*256+ADC0L;

}

return(ads);

}

void Init_Device(void)

{

PCA0MD &= ~0x40;//看门狗禁止

PCA0MD = 0x00;

OSCICN = 0x81;//void Oscillator_Init()初始化四分频

P1MDIN = 0xFD;//端口P1.1设置为模拟输入

P2MDOUT = 0xff;//P2口推挽输出

P1SKIP = 0x02;//设为模拟输入交叉开关跳过

XBR1 = 0x40;//交叉开关使能

ADC0CN = 0x80;//使能模数转换器

ADC0CF = 0xE8;//转换时钟控制及左对齐

AMX0P = 0x1F;

AMX0N = 0x1E;

REF0CN = 0x0A;

CKCON = 0x04;//系统时钟不分频}

void display ()

{

uchar k;

for(k=0;k<4;k++)

{ P2=led[buffer[k]];

if(k==0)

{P1_6=1;

P1_3=0;}

if(k==1)

{P1_3=1;

P1_4=0;}

if(k==2)

{P1_4=1;