基于單片機(jī)的數(shù)控直流電壓源

1、畢業(yè)論文開題報(bào)告題 目 數(shù)控直流電壓源 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 所在院(系) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 2014年3月10日題 目數(shù)控直流電壓源一、選題的目的及研究意義電源是各種電子設(shè)備必不可少的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性與可靠性指標(biāo)。而恒流源是目前應(yīng)用廣泛的一種新式電源裝置，恒流電源以其體積小、重量輕、損耗低、效率高、電路簡(jiǎn)潔等顯著優(yōu)點(diǎn)而深受人們的青睬，并被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)設(shè)備、航空航天、儀器儀表、通信設(shè)備和家用電器等領(lǐng)域中。近年來，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)恒流電源的需求與日俱增，恒流電源的開發(fā)與制造已成為了方興未艾、發(fā)展前景十分誘人的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。課題主要研究的是基于單片

2、機(jī)的數(shù)控直流恒流源的設(shè)計(jì)，恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源，因此恒流電源的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且在許多情況下是必不可少的。例如在通常的充電器對(duì)蓄電池充電時(shí)，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，充電電流會(huì)相應(yīng)減少。為了保證恒流充電，必須隨時(shí)提高充電器的輸出電壓，但采用恒流源充電后就可以不必調(diào)整其輸出電壓，從而使勞動(dòng)強(qiáng)度減低，生產(chǎn)效率得到了提高。恒流源還被廣泛用于測(cè)量電路中，例如電阻器阻值的測(cè)量和分級(jí)，電纜電阻的測(cè)量等，且電流越穩(wěn)定，測(cè)量就越準(zhǔn)確。它既可以為各種放大電路提供偏流以穩(wěn)定其靜態(tài)工作點(diǎn)，又可以作為其有源負(fù)載，以提高放大倍數(shù)。并且在差動(dòng)放大電路、脈沖長(zhǎng)生電路中得到了廣泛應(yīng)用。 二、綜述與本課題

3、相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等我國(guó),以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀(jì)60年代中期開始形成，到了90年代以來，隨著對(duì)系統(tǒng)更高效率和更低功耗的要求，電信與數(shù)據(jù)通信設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流/直流轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化的發(fā)展方向，電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。一方面，電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快；另一方面，在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識(shí)指導(dǎo)下，我國(guó)電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品而且還生產(chǎn)了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)還開展了跟蹤國(guó)際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)

4、新研究。但是我國(guó)電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在著很大的差距和不足:在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為1015年，尤其在實(shí)現(xiàn)直流恒流的智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多。目前國(guó)內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué),主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件（PSD）來控制開關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)字化電壓?jiǎn)卧_(dá)到數(shù)控的目的，但和國(guó)外的比較起來，效果不是很理想，還存在很大的差距和不足。3、 對(duì)本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說明，論文要寫出相應(yīng)的寫作提

5、綱本系統(tǒng)采用STC89C52系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元,通過改變輸入數(shù)字量來改變DA轉(zhuǎn)換芯片（DAC0832）的輸出模擬量,再用集成運(yùn)放對(duì)該模擬量進(jìn)行流壓轉(zhuǎn)換及前級(jí)放大，最后用大功率三極管進(jìn)行電流放大，使電源輸出電流值滿足要求。系統(tǒng)原理框圖如下圖1：大功率三極管單片機(jī)STC89C52RC集成運(yùn)放數(shù)碼管顯示DAC0832獨(dú)立按鍵圖1 系統(tǒng)原理框圖本設(shè)計(jì)硬件部分分為5個(gè)模塊：1） 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，采用經(jīng)典配置。2） 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用8位電流輸出型DA（DAC0832），該芯片與單片機(jī)硬件連接簡(jiǎn)單，容易操作。3） 由于DAC0832輸出的是電流，先用一級(jí)運(yùn)放對(duì)輸出電流進(jìn)行流壓轉(zhuǎn)換，再用另一級(jí)運(yùn)

6、放對(duì)電壓進(jìn)行放大。最后再用大功率三極管進(jìn)行電流放大，從而使其滿足要求。4） 本系統(tǒng)采用四位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示輸出電壓的大小。此電路原理簡(jiǎn)單,電路連接方便,可用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)用兩只按鍵來實(shí)現(xiàn)“+”、“-”步進(jìn)控制,用一只按鍵實(shí)現(xiàn)電路復(fù)位清零。5） 本系統(tǒng)采用三種電源供電,電源變壓器帶有中心抽頭,經(jīng)LM7815、LM7915得到大小相等、極性相反的15V,+15V這一路再經(jīng)LM7805得到+5V電壓。其中+15V作為大功率三極管的電源，15V作為集成運(yùn)放的電源，+5V作為單片機(jī)、顯示電路、DAC0832的電源用。 軟件流程圖如下圖所示： 圖2 軟件設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用C語言,設(shè)計(jì)的

7、關(guān)鍵是對(duì)直流電壓源步進(jìn)電壓的控制和顯示當(dāng)電源打開的時(shí)候,MCU進(jìn)行復(fù)位,寄存器清零,輸出電壓為0V,并在數(shù)碼管上顯示(這里為0V)。這時(shí)候程序循環(huán)檢測(cè)是否有按鍵信號(hào),如果KEY2按下,則輸出電壓增加0.1V；如果KEY3 按下,則輸出電壓減省0.1V。若用戶按KEY1,則復(fù)位清零,單片機(jī)返回初始狀態(tài),輸出電壓為0V,并等待下一次按鍵。四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說明 1.閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京；清華大學(xué)出版社2006 2.童詩(shī)白，華成英 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社2006 3.張立科單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐北京：人民郵電出版社，2005 4.王夕旭，劉超，金洪安數(shù)控直流電流源 電子制作，2007年10月 5.謝維成，楊加國(guó)單片機(jī)與案例與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)M北京：清華大學(xué)出版社，20066.李曙光可編程控制的電流源N 電子報(bào)，2001五、畢業(yè)論文進(jìn)程安排3月3日4月4日：查閱資料及方案論證 4月7日-5月9日：編寫軟件、調(diào)試運(yùn)行及單元電路調(diào)試 5月12日-5月30日：整體聯(lián)調(diào) 6月2日-6月