基于ARM的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1、 學(xué)生科技工程申請表工程名稱： 基于ARM的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 工程負(fù)責(zé)人： 伍 奇 所 在 學(xué) 院： 城南學(xué)院 專業(yè)名稱： 電子信息工程 指導(dǎo)老師： 馬 鈞 工程類別： 自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會科學(xué)類社會調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文n 科技創(chuàng)造制作類共青團(tuán)長沙理工大學(xué)委員會二0一0年 十月二十日長沙理工大學(xué)學(xué)生科技工程申請表研究項(xiàng)目名稱基于ARM的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)起止時(shí)間2022年11月至2022年6月成果形式提交論文報(bào)告及作品申 請經(jīng) 費(fèi)總 額4000其他經(jīng)費(fèi)來源工程負(fù)責(zé)人姓 名伍奇性別男專業(yè)班級電信0802出生年月1990年4月聯(lián)系目主要成員姓 名性 別專 業(yè)所

2、在學(xué)院承當(dāng)任務(wù)鄭中友男熱工過程自動化城南學(xué)院數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)雷雨男電氣城南學(xué)院單片機(jī)控制程序編寫及最終調(diào)試?yán)罘寂娮有畔⒐こ坛悄蠈W(xué)院數(shù)控直流穩(wěn)壓電源技術(shù)調(diào)研劉鵬男電子信息工程城南學(xué)院論文的撰寫指 導(dǎo)教 師姓名馬鈞職稱講師所在學(xué)院電氣學(xué)院工程組成員參與科技類賽事獲獎情 況伍奇： 湖南省第四屆機(jī)械設(shè)計(jì)大賽獲省二等獎；2022年全國大學(xué)生電腦鼠走迷宮競賽湖南省三等獎；校第四屆物電杯電子設(shè)計(jì)大賽獲最正確創(chuàng)意獎；校第三屆節(jié)能減排獲三等獎。鄭中友：2022年全國大學(xué)生電腦鼠走迷宮競賽湖南省三等獎。雷雨： 2022年全國大學(xué)生電腦鼠走迷宮競賽湖南省三等獎。李芳： 校第三屆節(jié)能減排獲三等獎。研究內(nèi)容、

3、意義及主要技術(shù)指標(biāo)摘要限300字直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的儀器設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實(shí)驗(yàn)員、電子設(shè)計(jì)人員及電路開發(fā)部門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。而整個穩(wěn)壓過程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四局部組成。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。經(jīng)費(fèi)預(yù)算單位：4000元：設(shè)備費(fèi)材料費(fèi)資料費(fèi)其他合計(jì)50020005005004000學(xué)院推薦意見： 年 月 日 蓋章學(xué)校評審?fù)扑]意見： 年 月 日 蓋章可行性報(bào)告一、立項(xiàng)的背景和意義直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的儀

4、器設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實(shí)驗(yàn)員、電子設(shè)計(jì)人員及電路開發(fā)部門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。而整個穩(wěn)壓過程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四局部組成。在我們實(shí)際生活中電源往往都是由220V 的交流電網(wǎng)供電，那么這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。其中濾波器用于整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，假設(shè)由晶體管濾波器來替代，那么可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的本錢，又縮小了其體積，使

5、家用電器小型化。然而傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調(diào)整精度不高,讀數(shù)欠直觀,電位器也易磨損。而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的缺乏，并且數(shù)控直流電源與傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源相比，具有作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)。它的紋波電壓低，電壓調(diào)節(jié)精確，輸出電壓大小采用數(shù)字顯示，直觀易讀。電路大局部使用集成電路，從而使調(diào)試簡單、性能優(yōu)良、故障率低、使用壽命長。二、工程主要研究開發(fā)內(nèi)容一、如何實(shí)現(xiàn)對電源的輸出控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是要用微處理器來替代傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中手動旋轉(zhuǎn)電位器，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的連續(xù)可調(diào)，精度要求高。實(shí)現(xiàn)的途

6、徑很多，可以用DAC的模擬輸出控制電源的基準(zhǔn)電壓或分壓電阻，或者用其它更有效的方法，因此如何選擇簡單有效的方法是本課題需要解決的首要問題。二、數(shù)控直流電源功能的完備數(shù)控直流穩(wěn)壓電源要實(shí)現(xiàn)電壓的鍵盤化輸出控制，同時(shí)要具備輸出、過壓過流保護(hù)及數(shù)組存貯與預(yù)置等功能。另外，根據(jù)要求電源還應(yīng)該可以通過按鍵選擇一些特殊的功能。如何有效的實(shí)現(xiàn)這些功能也是課題所需研究解決的問題。三、工程預(yù)期目標(biāo)l 輸出最大電壓:30Vl 輸出最大電流:2Al 電壓步進(jìn):0.1Vl 電流步進(jìn):2mAl 紋波和噪聲:5mVrmsl 電壓分辨率:20mV四、 工程實(shí)施方案及方案進(jìn)度安排一、工程方案以ARM為核心，該種MCU內(nèi)部有非

7、常大的數(shù)據(jù)存儲器和FLASH存儲器，具有豐富的接口資源，并且系統(tǒng)開發(fā)比擬容易，與普通MCS-51單片機(jī)相比，ARM在不進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的條件下能完成更多的復(fù)雜工作。D/A轉(zhuǎn)換器用來將從單片機(jī)端口輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換從穩(wěn)定的直流電壓，為采用電阻提供高精度的基準(zhǔn)電壓，實(shí)現(xiàn)輸出電流的數(shù)字化調(diào)節(jié)和恒流，為了能構(gòu)成對實(shí)際輸出電流的顯示和控制，必須對實(shí)際輸出電流再進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)進(jìn)行顯示和自動分析和控制功能，ARM內(nèi)帶A/D轉(zhuǎn)換器，可用來對輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測，但是為了能高精度的對輸出電流進(jìn)行測量，必須采用數(shù)字儀表專用的雙積分A/D以保證其精確度，顯示元件采用液晶顯示器，使得設(shè)計(jì)的恒流源操作界面友好，顯示內(nèi)

8、容齊全；此外，還為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了完善的散熱裝置和保護(hù)電路來進(jìn)一步保證恒流源可靠工作和輸出電流的恒定。該方案由于采用了新型的單片機(jī)來完成更多的功能，那么采用該方案能使得設(shè)計(jì)作品具有操作界面友好，功能豐富的特點(diǎn)，所以我們最終準(zhǔn)備采用該方案。1、 方案進(jìn)度1、 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源技術(shù)調(diào)研 2022年11月2022年12月2、 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 2022年12月2022年02月3、 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 2022年02月2022年03月4、單片機(jī)控制程序編寫及最終調(diào)試 2022年03月2022年05月5、論文的撰寫 2022年05月2022年06月五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算一、經(jīng)費(fèi)詳情：1. 調(diào)研費(fèi)：200元2. 電路制板費(fèi)：800元