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2 系统的总体设计

2.1 系统的设计思路
对于单片机的调节基础之上，可以设置出对应的结构，可以发泄在结构图当中，这是一个非常完整的系统，并且主要通过由单片机模块显示电压模块以及电源模块及电源模块等进行组成，在设计的过程当中，输出直流电压也必须经过调解来进行整体的转化，从而能够保证输出电压所体现的稳定性所在，另外，也可以从实用性的角度来进行考虑和选择。同时，也应该从系统的设计思路方面进行入手，能够设计出更加完善的流程图，促进整体的设备运行能够得到更加平稳的发展。
可以采用三个按键来实现整体的电压数，说采用液晶显示屏的方式来进行显示，比如可以显示5.0V。
从整体的原理图当中可以发现，该方案在进行设计的过程当中是非常清晰的，并且可以通过单片机来发出对应的数字信号进行表达，再进行输出的过程当中，发现，采用软件的方法进行解决，可以使得整体的系统硬件更加简洁，从而能够达到一定的要求，把这个变量进行输出的过程当中，也能够对其进行转换，因此，我们在设计的过程当中，会对其进行深入的考虑和探究，并且能够找到相关对策来投入到日常的研究过程中来，根据这些方法，能够从一定程度上找到进行研究的措施和方法。

图2.1 总体系统方框图
2.2.3 显示模块的选择
第一个方案：采用数码管动态显示。数码管有着编程简单、显示亮度高、用途广泛、体积小、耗电量低、使用寿命长、坚固耐用的优点。但数码管只能用于显示较为简单的数字信息，当显示数字过长或者显示信息过于复杂时，由于数码管所占用I/O端口较多，使用数码管就会造成不必要的麻烦，并且会使设备体积变大，使得设计器件整齐性下降。
第二个方案：采用OLED显示屏[12]。OLED显示屏幕轻更薄，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真，并且能够显著节省电能，而且屏幕的刷新时间较高，显示的不论是文字还是数字都不会有拖影出现。显示屏OLED显示方便清晰,可变性和可调性突出,与单片机硬件电路的连接简单,程序设计也较为灵活,成为单片机输出显示的首选。
综上所述：第一个方案成本虽然成本较低程序编写也比较简单但是考虑到该设计需要显示数字和文字信息，而数码管只能清晰的显示数字而不能清晰的显示文字信息。因此，该方案不考虑。第二个方案OLED屏可以清晰的显示数字信息和文字信息并且操作难度较低并且屏幕相对来讲也比较小不需要占用电路板太多地方就可以清晰的显示数字和文字信息，考虑到该设计只需要显示输出电压的数值和从整体电路的简洁性角度考虑，选择方案二。
2.2.4 稳压模块的选择
第一个方案：78系列芯片。顾名思义,三端IC就是这种稳定的电压集成电路,只有三个引脚输出:输入端、接地端和输出端。三端IC在稳压器中应用广泛。三端IC有两种型号：一种是采用开关电容技术设计的；另一种则是直接利用CMOS工艺实现的。这两种型号都可以用于稳压器中。它看起来像一个普通的三极管，使用78系列的三端稳压IC和电路中的过流、过热和调整管的保护电路，只需要很少的外围元件就可以形成一个电压稳定器，使它可靠、方便和廉价。
第二个方案：LM2596集成稳压芯片。该系列稳压芯片最大输出电流3A，最高输出电压37V，振荡频率150KHZ,具有低功耗模式和正常功耗模式。它里面含有基准稳压器和固定频率振荡器，而且具有完善的保护电路。但是该芯片结构比较复杂，使用起来比较麻烦。
综上所述：虽然LM2596稳压芯片性能相对更好，但是它价格相对较贵并且连接复杂，而三端固定集成稳压电路的使用方便，结构简单且价格便宜。因而选择方案一
最终方案：基于以上方案的选择与分析，结合基于单片机的可调直流稳压电源的实际应用，确定选择以STC89C52为控制芯片，以TLC5615为数模转化器，以稳压芯片7805和7816和运算放大器LM358作为稳压输出模块，以液晶显示屏OLED为显示模块。单片机运算一个变量，按加减键 变量加减0.1，把这个变量送显示函数显示当前输出的电压值，这个变量还要送给DA转换器，转换成模拟电压信号送给运放电路推动控制调整管（三极管）。

3 系统的硬件设计

本设计是以STC89C52单片机为核心的可调直流稳压电源设备。该设备通过数模转化器TLC5615进行输出电压的模数转换，并通过串口与STC89C52单片机进行数据传输。通过7812和7805稳压芯片对输入电压进行稳压调节到适合的电压大小后对LM358运算放大器TLC5615数模转换器和STC89C52单片机供电。通过按键对输出的电压进行调节，数模转换器进行数模转换，通过放大电路将获取到的微小电压波形进行放大，以便于更好的取值，然后通过滤波电路对波形进行整形滤波，从而去除所获取的电压波形中的杂波信号，之后进行A/D转换输出方波波形，传输给STC89C52单片机进行接收。由STC89C52单片机对所接收的信息进行分析处理，从而获得实时的输出电压，然后由OLED液晶实时显示输出电压的数值。为了提高该设计的实用性，对系统增加了置零按键，该按键可以快速将输出电压置零。方便适用于各类电子产品和实验人员进行实验的使用。

图3.1总体电路原理图

4 系统的软件设计

这个设计在进行整体使用的过程当中，使采用对应的单片机来作为整体的控制中心，并且通过各项方式来输出对应的电压值，从而能够使得输出的电压值能够达到一定的要求，也应该进行一定的调节。在系统当中为了能够满足所需要的电压值大小，可以通过使用芯片的方式来进行整体的模数转换，实现整体的实时检测效果。然后也可以根据数据处理等方式来进行运行，让整体的系统硬件在工作的过程中更加便捷。其次，也可以来改变直流电源的输出电压数目，通过进行控制，来输出来的电压值能够达到的要求，并且进行拓展。每次所使用的控制电压方面，可以增加或者是削减0.1伏左右，然后按照对应的显示屏输出对应的电压值，并且通过进行输出数字信号的方式来进行转化，通过运算放大器进行放大来输出对应的调整管数量，随着功率管的电压来进行计算，做到实时监控的效果，当时也可以把模拟信号来转化为东西的数字信号，经过整体的分析和处理之后，来进行各项反馈，缓解能够形成更加稳定的直流稳定电压 [18]。
4.1 系统主程序设计流程图
在进行设计的过程当中，主程序的设计师能够支配整个系统的，并且在系统运行之后，所有的子程序也会通过主程序的调运来进行整体的工作运行，当所有的子程序进行循环之后，系统也会正式进行工作。而在进行设计的过程当中，就需要对各个模块及端口进行初始化的处理，从而能够保证各个模块的功能要求，能够进行转换，而系统程序方面也可以进行完善猪程序的设计，在整体的运行条件之下，都会伴随着各项程序的运转而进行运行。可惜可以对定时器进行一定的初始化操作，然后来检查其中的各项设备。将主程序与子程序进行正确的调节，来保持整体系统可以得到正常的运行工作。但是在进行扫描的过程当中，也需要通过查询的方式来进行展开。
本次作品设计的基本思路是：首先打开电源，保证各个模块能够正常运行，通过按键可以步进调节输出电压的大小并在屏幕上实时数字显示。主程序流程图如图4.1所示：

图4.1 主程序流程图

5 焊接与调试

5.1 硬件电路的布线与焊接
基于单片机的可调直流稳压电源设计中的电路板采用了 PCB板，由于 PCB线路板不能像多功能板一样直接使用。所以需要用到Altium Designer开发软件该款软件原理图设计、 PCB封装和绘制等进行融合，从而能够使得开发者在进行设计电路的过程当中，能够提高对应的质量问题，确保整体的电路可以得到平稳有序的运行。但是其中所存在的自动生成的原理图是不能够被直接进行使用的，因为电脑软件并不能像人的思维一样更加灵活，虽然可能会出现一些接线方面的错误，应该进行人工呼吸，并且将其中所存在的错误检查出来，进行整体的焊接操作。在焊接完成之后，可以用万用表来检查是否存在一定的短路现象。

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