基于51单片机的数控稳压源研究论文
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篇1：基于51单片机的数控稳压源研究论文
基于51单片机的数控稳压源研究论文
摘要：直流稳压源通常是将220V的交流电经过变压器变压，在经过整流、滤波以及稳压电路，从而得到稳定的直流电压。通过采用51单片机以及LM2576-ADJ作为改变电压输出大小的主要控制器件，调整滑动变阻器来实现输出电压幅值的改变。同时利用AD0823来实现A/D转换以及向数码管提供显示信息。本系统主要有整流滤波模块、输出电压控制模块（LM2579）、AD转换模块AD0832、单片机控制模块（51单片机）、DSl8820测温模块、数码管显示模块（四位八段数码管）所组成，从而构成一个完整的数控直流可调稳压源。
关键词：LM576；输出电压；单片机；数码管
随着科技的飞速发展，数控电源技术在各行各业当中起到了重要的作用。为了减少普通电源在工作中带来的误差，提高系统的精度，数控电源在电子装置中得到了广泛的应用。由于普通电源在使用过程中会存在一定的安全隐患，电源的数字化控制得到了广阔的发展。其中数控直流稳压源在人们的生活中应用很广，但是随着科技的进步，人们对他的需求标准也不断提高，为了使当代人的工作、学习、生活更加安全更加方便，一切都向着数字化、智能化方向发展。
在大学的实验室里，普遍使用的是通过调节电位器，以及波段开关并有电压表来显示电压的幅值，来得到稳定的直流电压。此类直流稳压源得到的电压值不精确，并且元件容易损坏，稳压精度相对较低，电路元件多、复杂，体积较大。而在单片机基础上实现的数控稳压源巧妙地处理了这些问题，体积小，精度提高、安全方便。
1.系统原理设计
本设计是将220V的交流电经过整流、滤波、稳压电路输出稳定的直流电压。其中输出电压控制模块可也进行调节使输出电压在1V至24V范围变化。输出的电压经过A/D转换模块送人单片机进行数码管显示，温度检测模块稳压芯片进行温度检测，当温度过高时，单片机驱动风扇进行散热。
2.数控直流稳压源内容
通过旋钮可调出1V至24V的稳定的电压，为不同型号的低压电器提供稳定的直流电压，方便使用。其设计主要是基于LM2576而设计制作用的7805可直接输出+5V稳定的电源为单片机供电，保证其正常工作。
3.输出电压控制电路的设计
LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下：
LM2576是输出电压控制电路的主要控制器件，它的外面在连接上滑动变阻器，然后调节滑动变阻器就会改变输出电压。与LM2576相连的电路中，电容、电感以及二极管应当有特殊要求。其中集成电路LM2576的输入端连接的电容c应当不要小于100u F，把它放在接近LM2576的输入端，此电容的最大电压承受值应当不小于电压值的最大输入值。对于输出端口连接的电容c必须遵循以下关系式：c≥13300Vin/Vout≥xL（uF）
在这个关系式中，Vin表示的是稳压器LM2576的`输入端所能承受的电压最大值，Vout表示的是稳压器LM2576的输出电压、L代表的是通过反复的运算并在查阅表格从而得出的电感L1的大小。电容c最大电压承受大小要多于正常工作时输出电压的大小的1.5倍至2倍。通常情况下，要避免短路的产生，二极管的正常工作时电流值应该比稳压器LM2576所承受的电流的峰值要多。二极管的负极承受的最大电压必须是最大输入电压的2.25倍以上。由于单片机要用到5V的电压进行供电，所以需要将220V市电经变压器变压之后再用整流桥整流得到大约25V的电压，接着使用L7812稳压得到12V电压。再接着用L7805得到5V的电压。
4.结语
MCS-51单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高、价格低廉、可靠性高，本设计将220V的交流电经过整流、滤波、稳压电路输出稳定的直流电压且电压在1V至24V范围变化，使人们的工作、学习、生活更加安全更加方便。
篇2：基于单片机的交流源转换直流源研究的论文
基于单片机的交流源转换直流源研究的论文
摘要：直流稳压源通常是将220V的交流电经过变压器变压，在经过整流、滤波以及稳压电路，从而得到稳定的直流电压。通过采用51单片机以及LM2576-ADJ作为改变电压输出大小的主要控制器件，调整滑动变阻器来实现输出电压幅值的改变。同时利用AD0823来实现A/D转换以及向数码管提供显示信息。本系统主要有整流滤波模块、输出电压控制模块（LM2579）、AD转换模块AD0832、单片机控制模块（51单片机）、DS18B20测温模块、数码管显示模块（四位八段数码管）所组成，从而构成一个完整的数控直流可调稳压源。
关键词：LM576；输出电压；单片机；数码管
随着科技与经济的飞速发展，电源已经成为人们工作与生活当中不可或缺的一部分。特别是数控电源技术在各行各业当中起到了重要的作用。伴随着现代信息技术革新的到来，人们对于电源技术的指标也是越来越高。为了减少普通电源在工作中带来的误差，提高系统的精度，数控电源在电子装置中得到了广泛的应用。由于普通电源在使用过程中会存在一定的安全隐患，电源的.数字化控制得到了广阔的发展。其中数控直流稳压源在人们的生活中应用很广，但是随着科技的进步，人们对他的需求标准也不断提高，为了使当代人的工作、学习、生活更加安全更加方便，一切都向着数字化、智能化方向发展。
在大学的实验室里，普遍使用的是通过调节电位器，以及波段开关并有电压表来显示电压的幅值，来得到稳定的直流电压。此类直流稳压源得到的电压值不精确，并且单位器容易损坏，稳压精度相对较低，电路元件多、复杂，体积较大。而在单片机基础上实现的数控稳压源巧妙地处理了这些问题，体积小，精度提高、安全方便。
1系统原理框图设计
本设计是将220V的交流电经过整流、滤波、稳压电路输出稳定的直流电压。其中输出电压控制模块可也进行调节使输出电压在1V至24V范围变化。输出的电压经过A/D转换模块送入单片机进行数码管显示，温度检测模块稳压芯片进行温度检测，当温度过热时，单片机驱动风扇进行散热。
其原理如图：
2数控直流稳压源内容
通过旋钮可调出1V至24V的稳定的电压，为不同型号的低压电器提供稳定的直流电压，方便使用。其设计主要是基于LM2576而设计制作用的7805可直接输出+5V稳定的电源为单片机供电，保证其正常工作。
3输出电压控制电路的设计
LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下：
LM2576是输出电压控制电路的主要控制器件，它的外面在连接上滑动变阻器，然后调节滑动变阻器就会产生不同的输出电压。与LM2576相连的电路中，电容、电感以及二极管应当有特殊要求。其中集成电路LM2576的输入端连接的电容C应当不要小于100μF，把它放在接近LM2576的输入端，此电容的最大电压承受值应当不小于电压值的最大输入值。对于输出端口连接的电容C必须遵循以下关系式：
C≥13300Vin/Vout≥XL（μF）
在这个关系式中，Vin表示的是稳压器LM2576的输入端所能承受的电压最大值，Vout表示的是稳压器LM2576的输出电压、L代表的是通过反复的运算并在查阅表格从而得出的电感L1的大小。电容C最大电压承受大小要多于正常工作时输出电压的大小的1.5倍至2倍。通常情况下，二极管D1的正常工作时电流的大小应该是最大负载电流的1.2倍以上，由于要避免短路的产生，二极管的正常工作时电流值应该比稳压器LM2576所承受的电流的峰值要多。二极管的负极承受的最大电压必须是最大输入电压的2.25倍以上。由于单片机要用到5V的电压进行供电，所以需要将220V市电经变压器变压之后再用整流桥整流得到大约25V的电压，接着使用L7812稳压得到12V电压。再接着用L7805得到5V的电压。
具体电路如下图所示：
4测试结果
5结语
MCS-51单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高、价格低廉、可靠性高，本设计将220V的交流电经过整流、滤波、稳压电路输出稳定的直流电压且电压在1V至24V范围变化，使人们的工作、学习、生活更加安全更加方便。
参考文献
[1]赵月静，陈继荣，张永弟.单片机原理及应用课程创新实践教学改革[J].实验技术与管理，，30（01）.
篇3：基于51单片机的盲文助读器系统设计研究论文
基于51单片机的盲文助读器系统设计研究论文
引言
中国是全世界盲人最多的国家之一，据统计约有900万盲人。盲人接受文字信息的途径主要有利用语音合成发声软件阅读和触摸盲文凸字两种形式。语音合成发声感情生硬，缺乏阅读快感，较晦涩的文字和公式更是难以理解记忆。同时，供盲人阅读的新版图书只有104种，盲文期刊仅8种，品种数量可谓奇缺叫。另一方面，现有的盲文助读器由于采用压电陶瓷，其价格也颇为昂贵。本文基于51单片机设计了一种新型的盲文助读器。
1新型盲文助读器的总体架构设计
目前广泛应用的盲文有现行盲文和双拼盲文两种，现行盲文以三行两列的6个凸点为一个基本单位，6个凸点之间通过不同的排列组合形成不同的文字，本文基于流行最广的现行盲文设计了一种8方的盲文助读器。因微型步进电机具有体积小、利于控制、价格低廉等优点，机械部分采用步进电机来实现凸点的起落，控制部分则采用STC89C51单片机，通过6个1,B1848M步进电机驱动芯片来控制6个步进电机，每个步进电机控制1个凸点的起降，每6个步进电机控制的凸点表示1个盲文单元(即盲文的1方)，每个盲文单元可以显示1个阿拉伯数字或英文字母，2个或3个单元可以显示1个汉字。电路连接部分采用自行设计的PC'B板，将电机驱动芯片、步进电机、单片机有序地连接。单片机通过内部程序控制来实现盲文单元内6个步进电机间以及每个盲文单元间的协调组合，从而实现盲文的表达输出。
2机械整体架构
采用微型步进电机作为原动机(即控制终端)，通过单片机发送的信号控制电机的旋转，带动螺旋机构控制螺母和凸点的升降运动。将微型步进电机镶嵌在底盘内，焊接在PCB板上，利用导轨板壁和与之配合的电机限制螺母沿二，二轴平动和绕二，y轴转动，使之只能绕二轴转动从而实现沿导轨板壁的上下移动，每6个凸点为1个单元，通过不同凸点的起降变化，显示不同的文字。
步进电机是四线二项混合式微型步进电机，此款电机属于二相四拍式步进电机。通过1,B1848M芯片产生的驱动信号驱动步进电机，带动丝轴上的螺母上下运动，距离控制在2 mm的统一高度。步进电机结构示意图如图3所示。
3控制部分设计
3. 1多机通讯的硬件设计
PC机作为上位机，主机和从机都为51单片机。PC'机与主机通过串口通讯。由于通讯距离较短，所以本项目采用RS232进行串口通讯，波特率为9 600，数据位为8位。
主机利用缓冲寄存器SBUF接收PC'机发来的字符数据后经过内部转码处理，将字符数据翻译为对应的电机控制码，通过串行通讯发送给从机。从机接收完主机发来的数据后，实时控制相应步进电机的转动状态。其中从机部分只显示出了一个单片机和1个电机。
PCB板的设计是本项目硬件系统的重要部分，使用Propel DXP2004，实现了SCH(原理图)设计、SCH仿真、PCB(印制电路板)设计、Auto Router(自动布线器)和FPUA设计。
在PC'B的制作过程中，芯片IB1848M的封装根据技术手册完成。为了减小盲人助读器的.整体尺寸并且配合微型步进电机的焊接，实际制作时，采用两层PCB板作为信号层，其主要的工艺指标如下:PCB板宽为24 mil;最小线宽为6 mil;走线与焊盘的最小距离为12 mil;过孔最小内径为16 mil。
3.2多机通讯的软件设计
通过对51单片机内部的多机通讯控制位SM2SM1的控制实现多机通讯。利用串行通讯来实现主机与从机间的通讯，主机先利用串口向所有从机发送地址，在从机接收到地址时进行判断。若地址不符则不作为，地址相符则继续接收主机发来的电机控制信息，进而对电机进行控制以实现盲文的显示。
在进行多机通讯时，主机依次对从机进行控制，实现8组步进电机的依次控制，先控制第1个从机，令电机显示第1个盲文，再控制第2个从机，令电机显示第2个盲文。
在8组从机依次控制完毕后将所有从机的控制位SM2-SM1恢复为初始状态，准备进行下一次通讯命令的接收。
4结论
本文从我国盲文使用现状入手，指出了现有语音合成发声软件和纸质书籍的弊端，并详细介绍了新型盲文助读器的具体设计原理。利用微型步进电机控制凸点，用单片机控制电机，通过PCB进行电路搭建，实现了新型盲文助读器的设计。它能很方便地将电子版文字转化为盲文凸起形式，价格低廉，对盲人的学习、生活有很大的帮助。
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