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基于单片机仿真的数控直流电流源设计学士学位论文.doc
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基于单片机仿真的数控直流电流源设计学士学位论文.doc
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毕业设计(论文)
数控直流电流源的设计
学 院: 电气与信息工程学院
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指
导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致
谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包
含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对
本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说
明并表示了谢意。
作 者 签 名: 日 期:
指导教师签名: 日 期:
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的
规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学
校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览
服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不
以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名: 日 期:
湖南工学院 2012 届毕业设计(论文)课题任务书
学院:电气与信息工程学院 专业:电子信息工程
指导教师
学生姓名
课题名称
数控直流电流源的设计
内
容
及
任
务
1、设计任务
设计一个基于单片机控制的数控直流电流源,输入交流 200~240V,50Hz;输出直流
电压≤10V。可作为一般高等院校的实践教学仪器使用。
2、设计内容
(一)、数控直流电流源的硬件系统
(1)、单片机最小系统模块
(2)、自制电源模块
(3)、显示模块
(4)、键盘模块
(5)、电流源模块
(6)、负载模块
(二)、数控直流电流源的软件系统
(1)、系统监控程序模块
(2)、显示程序模块
(3)、键盘程序模块
(4)、电流输出调整程序模块
拟
达
到
的
要
求
或
技
术
指
标
1、数控直流电流源的设计要求
(1)、输出电流范围:200mA~2000mA。
(2)、可设置并显示输出电流给定值,要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的 1%
+10 mA。
(3)、具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤10mA。
(4)、改变负载电阻,输出电压在 10V 以内变化时,要求输出电流变化的绝对值≤输出电
流值的 1%+10 mA。
(5)、纹波电流≤2mA。
(6)自制电源。
(7)其它。
起止日期
工作内容
备注
进
度
安
排
2011/3/21~3/27
2011/3/28~4/03
2011/4/04~4/10
2011/4/11~4/17
2011/4/18~5/01
2011/5/02~5/15
2011/5/16~5/22
2011/5/23~5/29
2011/5/30~6/05
根据毕业设计课题任务书、撰写开题报告
10000 字以上与课题有关的外文资料翻译
课题总体方案设计
课题硬件系统设计
课题软件系统设计
课题系统调试
撰写毕业设计说明书
教师评阅设计,学生进行总结、准备答辩
毕业设计答辩
1 周(第 5 周)
1 周(第 6 周)
1 周(第 7 周)
1 周(第 8 周)
2 周(第 9、10 周)
2 周(第 11、12 周)
1 周(第 13 周)
1 周(第 14 周)
1 周(第 15 周)
主
要
参
考
资
料
[1] 沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,
2003.
[2] 张毅刚主编.MCS-51 单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工大学出版社,1990.8.
[3] 何立民编著.MCS-51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空
航天大学出版社,1990.1.
[4] 李光飞.单片机 C 程序设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.01.
[5] 王幸之,王雷,王闪.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京:北京航空航天大学
出版社,2002.
[6] 周慈航.单片机应用程序设计技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[7] 何立民.MS-51 系列单片机应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.
[8] 杨振江等.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用[M].西安:西安电子科技
大学出版社,2001.
[9] 马忠梅编著.单片机的 C 语言 Windows 环境编程宝典[M].北京:北京航空航天大学出版
社,2003.6.
[10] 谢自美.电子线路设计与实验测试[M].武汉:华中科技大学,2010.
[11] 康华光.电子技术基础模拟部分[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.7.
[12] 阎石.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2009.
教
研
室
意
见
年 月 日
系主管领导
意见
年 月 日
湖南工学院 2012 届毕业设计(论文)开题报告
题 目
数控直流电流源的设计
学生姓名
田艳彬
班级学号
08401140206
专业
电子信息工程
1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解
本次课题主要是基于单片机技术进行设计,单片机是计算机技术、大规模电路集成技术和控
制技术的综合产物。经过 30 年的发展历程,单片机应用已十分广泛和深入,单片机应用系统设
计不但要熟练掌握单片机程序设计语言和编程技术,而且还要具备扎实的单片机硬件方面的理论
和实践知识。
单片机的广泛应用促进了设备和产品的微型化、数字化、自控化和智能化,这些直观意义很
容易理解。然而,单片机应用更深刻的意义还在于,单片机的应用加深了计算机技术与自动控制
技术的结合,从而在自动控制领域里引发了一场对传统控制技术的革命,也就是单片机正从根本
上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法,使以往必须有模拟或数字电路实现的控制共能。
我设计的是数控直流电流源,本设计作为毕业设计考核我们大学四年综合素质的一个重要环
节,特别注重基础理论的实用性和技术内容的先进性,充分体现了小电源技术的新发展,来设计
这个基于现代单片机技术的数控型直流源。重要应用了变压知识,电力电子技术和单片机技术设
计。
自从人类有了电之后,各行各业都因为有了电而飞速发展,并出现了无数新型产业,直至今
日,电已经在我们的日常生活中不可或缺。但是变电站输送给我们用户的是 380/220V 交流电,
为了使人们的生活更加便利,电器都朝微型化发展,随着人类用电量的增加,电器又要功率低,
所以将 380/220V 高压变成较小,并能安全可靠地提供给各类不同小电器的小电源已经受到电器
行业的重视。近几年,小电源的市场已经扩大,技术也将慢慢趋于成熟。如今,小电源还介入了
单片机,使小电源智能化,数字化。
直流电流源作为稳定电源的分支,在工程技术和测量领域中有着重要的实用价值,其涉及的
应用由稳定电磁场、校正电流表等扩展至激光、超导、现代通信和传感技术等领域。基于模拟电
路的电流源虽然可以实现高精度、宽电流范围输出,但其结构复杂, 调整困难,指示不直观。随
着单片机技术的发展,数字控制电流源开始出现,其以控制灵活、调节方便等特点展示了良好的
应用前景。一般的恒流电流源往往是电流值固定,或是有限数值档的电流值输出,不便于通用。
数字控制的电流源则通过单片机作为核心控制器,通过键盘设置所需的电流值,电流值取值范围
大,使用方便灵活。
2. 阅读文献资料进行调研的综述
(一)课题的国内外研究现状
随着科学技术的迅速发展,人们对物质需求也越来越来高,特别是一些高新技术产品。电源
作为当今人们生活中普遍存在的电子商品,从上世纪九十年代末起便迅速发展。随着对系统更高
效率和更低功耗的需求,电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器
向更高灵活性和智能化方向发展。从 80 年代的第一代分布式供电系统开始转向到 20 世纪末更为
先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构,直流/直流电源行业正面临着新的挑战,即如
何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。
然而,早在 90 年代中,半导体生产商们就开发出了数控直流电流源管理技术,而在当时,
这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势,因而无法被广泛采用。由于板
载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注,电源行业和半导体生产商们便开
始共同开发这种名为“数控直流电流源”的新产品。而如今随着直流电流源技术的飞跃发展, 整流
系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电流源智能化, 具有遥测、
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