当今电源技术融合了电子、电气、自动控制、信号处理、集成电路、材料等专业领域，是一门实践性较高的工程技术，电源开关电路是一种控制高频电能转换装置。本设计利用stm32控制器设计一款数控电源，通过微处理器微控制核心，控制PWM的输出，实现数控电源输出多个电压数，在进行设计的时候，可以将按键当作调控手段，以此操作微处理器，将按键输入的数据存储在AT24C02中，保证数据的不丢失，并利用数码管显示电压数据，实现调整的可视化，在电子电工需要电源的行业又很广泛的应用前景。
目录
一、 前言 1
（一） 本文的背景及意义 1
（二） 国内外研究现状 1
二、 系统方案设计 3
（一） 系统架构设计及理论分析 3
（二） 系统器件选型 3
三、 硬件系统设计 11
（一） 硬件系统架构设计 11
（二）单片机最小系统设计 11
（三） 电源系统设计 13
（四） 调压电路设计 14
（五） 存储电路设计 15
四、软件系统设计 17
（一） 软件系统流程设计 17
（二） 电压调节程序设计 18
（三） 按键设定电压程序设计 19
（四） 数码管显示程序设计 20
五、系统调试与运行 22
（一） 系统调试 22
（二） 系统运行 25
总 结 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录 29
一、 前言
（一） 本文的背景及意义
电力电子技术在工业、农业与日常生活中应用非常广泛。当今电源技术融合了电子、电气、自动控制、信号处理、集成电路、材料等专业领域，是一门实践性较高的工程技术。随着微电子行业的发展，数控电源在80年代日益兴起与发展，而计算机技术与通信技术的发展，为电力电子技术发展带来了较为广阔的应用空间，在航天、汽车、电器等领域都有着重要作用。
电源开关电路是一种控制高频电能转换装置，通过不同的电路拓扑与器件的选择，配合适当的微处理器进行输出的运算，即可实现控制直流与交流、电 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
压与电流进行有所需求的变换。在微电子与半导体行业逐步发展的时代，开关电路应用场景极其广泛，在工业、农业、军工、医疗等领域有重要地位。近年来，电力电子技术的发展，集成电源芯片的功能与性价比也逐步适用于更多的行业.
普通电源在使用时会产生静态误差，在高要求场景响应速度不够快，可能对生产与制造造成不良后果。传统电源也存在可变电阻旋钮等元器件的老化、显示跳数、观察不直观等问题。应用电力电子技术与微电子技术，基于STM32的数控电源设计与实现能够克服上述问题，实现高稳定性、高精度、快速响应的工作需求。故本文提出基于STM32的数控电源设计与实现具有控制简易、价格低廉、体积小、扩展性强等优点。
在微电子行业与半导体行业飞速发展的时代，电子设备被广泛应用于民众的日常生活与实际工作当中，同时为电子设备提供运行保障的是供给电源，不同的应用场景对电源的需求也有所不同，交流与直流，电压与电流，都会因需求而进行特殊控制[2]。而作为控制电源输出的电子电路开关，其控制效果则显得尤为重要，在用户基础极其庞大的情况下，提升一点产品效果，对于相关生产和研发的公司或企业来说，这都是提升自身规模，增加自身在行业中影响的一条途径。固选用功耗低、控制性能优越的集成化芯片作为开关电路的核心是一套性价比较高的方案。
（二） 国内外研究现状
电源开关电路最早在20世纪50年代应用于美国航天事业，后因其小型化、高效率、体积较小逐渐推广于众多电力设备，在20世界80年代开关电路在通讯、医疗、交通、计算机等行业都用途广泛。经过微电子、半导体行业的发展，MOSFET与IGBT的突破让开关电源的频率逐步提升，目前最高可达到MHz。因开关电路效率方面优于传统手动控制开关，相对于其控制精度和控制效果更好，所以在新型电子设备中，企业越来越多的选择电子开关。在开关电路初期因开关频率较低，对设备控制效果产生了很大影响，在后期芯片技术的发展和电子设备的集成化的要求之下，开关电路的控制精度也越来越精确，控制效果也越来越好。今天，随着电子设计自动化（EDA）技术、单片机、DSP等技术、产品的出现，已经可以使得电子开关电路实现高度集成化和智能化了。
电力电子技术在80年开始发展，具体应用方案大致分为纯模拟电路、单片机控制模拟电路两种方案。模拟电路响应及时，但是体积较大，且旋钮控制电压的原理基本上是以旋钮电位器来进行信号输出，这就无法避免其不耐用性，模电稳压电源整体设计较为复杂，后期维修成本高，不便于维护。随着半导体技术的更新，微电子行业的发展，对电源的要求不仅仅局限于实时监测电压、电流、效率等问题，还提出了众多灵活控制，易操作，易更改指标等需求，在集成度与易用性日益提高的现实基础下，结合单片机控制数字模拟电路则显得更为优化。实现智能、高效稳压的基础上能够满足多场景、多需求、多指标的应用场景。
二、 系统方案设计
（一） 系统架构设计及理论分析
1. 系统架构设计
以STM32的数控电源为基础设计与实现整体分为硬件与软件两大结构。其中前者具体包括单片机最小系统、按键模块、显示模块组成。后者主要部分则为按键的逻辑判定、电压反馈A/D采集、控制信号D/A输出与电压闭环PID算法，整体实现电压闭环控制，实现稳压功能。
数控稳压源的工作原理是采用单片机通过TLC5615数模转换器输出控制信号，经过运算放大器进行隔离、放大、阻抗匹配等处理，进而控制MOSFET功率器件进行工作，经过采样电阻，采集输出端电压实际值，结合PID控制，进行电压闭环控制。因为电阻已知，电压经过测量得到，后级采用电压比较器，判定电流大小，进而确定是否触发短路保护机制，通过LED进行短路信号显示。
软件控制流程采用PWM脉宽调制来输出控制信号，控制单位时间内功率器件控制信号的占空比，实现调压或稳压的目的。

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