分级输出四路带保护直流电源设计与实现
1 题目来源
电源在我们生活中无处不在，几乎所有的电器设备都有一个电压转换设备或者稳压设备，这也是我们所说的电源，更多让我们了解电源的是生活中的各种充电器，我们生活中几乎离不开它，在生活中尤其可见，工业生产上更是枚不胜举。
在各种电子实验中，电源是最基本的需求。设计出一种高精度的可调电源不但能满足不同电子实验的要求，而且能满足在同一实验中需要使用的不同的电压值测试的要求。
分级输出直流电源系统是单片机的一种典型应用，主要应用于遥控器不同电压的测试工作。经指导老师同意，确定了此毕业设计的题目。
2 研究目的和意义
很多生产遥控器厂商，生产的遥控器因在高于或低于额定电压（该电压属于工作范围之内）而不能工作，导致大量产品退货返厂，使得生产厂商损失巨大，不仅损失了经济，而且损坏了名誉。分级输出四路带保护程控电源，是为遥控器厂商量身定做的一款测试电源，第一，可以检测出不合格的遥控器，提高了产品质量；第二，四路同时检测，原本四个人做的事一个人可以完成，制动化检测为工厂节约了劳动力，提高了生产效率；第三，带有保护系统，电流过大时自动断电，遥控器不会被烧坏，而且保证了工人的人生安全。
分级输出四路带保护直流电源，当然可以做一般程控电源，可以根据自己需求调节不同电压，性能稳定，抗干扰能力强。
3 阅读的主要参考文献及资料名称
[1《8051单片机实践与应用》 沈庆阳等 清华大学出版社
[2]《电子技术基础》 康华光等 高等教育出版社
[3]《数字电子技术基础》 阎石等 高等教育出版社
[4]《8051单片机实践与应用》 沈庆阳等 清华大学出版社
[5]《常用电子元件及应用》 陈永莆等 人民邮电出版社
[6]《MCS-51系列单片机系统及应用》 蔡美琴等 高等教育出版社
[7]《嵌入式C语言程序设计--使用MCS-51》 侯振鹏改编 人民邮电出版社
[8]《MCS-51系列单片机系统原理与设计》 苏凯等 冶金工业出版社
[9]《51系列单片机设计实例》 楼然苗等 北京航空航天大学出版社
[10]《单片机的C语言应用程序设计》 马忠梅等 北京航空航天大学出版社
[11]《C语言程序设计》(第二版) 谭浩强著 清华大学出版社
[12]《单片机C语言编程与实例》 赵亮等 人民邮电出版社
[13]《单片机原理及接口技术》 梅丽凤等 清华大学出版社
4 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向
单片机是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。在单片机诞生之前，为了满足工控对象的嵌入式应用要求，只能将通用计算机进行机械加固、电气加固后嵌入到对象体系(如舰船)中构成诸如自动驾驶仪、轮机监控系统等。由于通用计算机的巨大体积和高成本，无法嵌入到大多数对象体系(如家用电器、汽车 、机器人、仪器仪表等)中。单片机则应嵌入式应用而生。单片机的单芯片的微小体积和极低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。
单片机作为最典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。近年来，除了各种类型的工控机，各种以通用微处理器构成的计算机主板模块、以通用微处理器为核，片内扩展一些外围功能电路单元构成的嵌入式微处理器，甚至单片形态的PC机等，都实现了嵌入式应用，成为嵌入式系统的庞大家族。
作为典型嵌入式系统的单片机，在我国大规模应用已有十余年历史。在全国高等工科院校中，已普遍开设单片机及其相关课程。单片机已成为电子系统中最普遍的应用手段。 除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程设计、毕业设计、研究生论文课题中， 单片机系统都是最广泛的应用手段。
研究的主攻方向是单片机对电源分级输出的控制，和电源的保护控制以及分级输出电压的稳定性。
5 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路
5.1 系统的基本组成
近年来，随着单片机技术的成熟和发展，给工业控制带来了很多方便，不用接触调速装置，就可以完成对它的所有操作,特别是对于那些存在危险因素以及触手不能及的系统。因此，本系统的功能设计目标应该包括以下几个方面：
分级输出模块、保护电路反馈模块、电压转换模块、软件控制模块、配置数据存储模块等。1、开始工作，对设备上电，其工作电压为9.00V（电源指示灯亮）。2.、上电后如果发现继电器跳动和红灯闪烁，属于正常情况，设备正工作于永久触发模式下；如果上电后继电器没有动作的情况，其工作于按键触发模式，按键后设备开始工作（可以看到红灯闪烁和听到继电器跳动的声音）。
其总体模块图图如下
图1 分级输出四路带保护直流电源系统总体模块图
5.2 主要研究的内容
l 单片机的各部分功能；
l 分级输出电压控制；
l 单片机对蜂鸣器的控制；
l 比较器的反馈控制；
l 电压输出的稳定性能控制
5.3 分级输出带保护四路直流电源系统的基本功能
l 工作电压时间设置功能；
l 断电及时间设置功能；
l 不同工作模式设置功能；
l 自定义调节电压功能；
根据系统设计思想，本模块的总体功能图如下：
图2 分级输出带保护四路直流电源系统设计与实现系统功能图
5.4 重点研究的关键问题及解决思路
在本系统的开发过程中主要研究以下关键问题及解决思路：
l 首先，测试LM317做电压转换芯片的性能及设计出分级电路的原理。
l 其次,就是主IC的选择，考虑到实验室的器材及软件的复杂性，及显示等功能，选择80C51F340.
l 最困难的问题就是各个芯片的工作电压不同，必须加很多电平转换电路。
6 完成毕业设计所需要的工作条件及解决方法
首先需要一些有关单片机的参考书籍及设计实例，多看书，多实践。
一些必须的电子元件及单片机芯片，同时还需要仿真器一台，以及制作过程中所必须的电烙铁、万用表，电路板等工具。大部分元件已邮购，并已经做了大量实验。
还需要一些开发软件等工具，以及电脑一台，以完成和单片机的配合和调试。
7 工作的主要阶段、进程与时间安排
1月12号——2月20号 实践调查确定课题
2月20号——3月2号 收集相关书籍资料
3月03号——3月25号 设计电路和编写程序代码
3月26号——4月01号 搭建电路调试程序
4月02号——4月20号 绘制电路图及PCB图并制作电路板
4月21号——5月01号 焊接并整体调试
5月02号——5月15号 完成论文，确定初稿
8 指导教师审批意见：
