基于單片機(jī)控制設(shè)計一個數(shù)控電流源【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　通信工程</b></p><p>　　基于單片機(jī)控制設(shè)計一個數(shù)控電流源</p><p>　　一、課題研究意義及現(xiàn)狀</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)活動轉(zhuǎn)變，現(xiàn)在正在進(jìn)入轉(zhuǎn)入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展時代，電源技術(shù)的應(yīng)用也越來

2、越廣泛。它是電子技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種，尤其是數(shù)控電流源，涉及了科研、電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。直流穩(wěn)壓電源在實驗室等是常用的電子技術(shù)常用的儀器之一，也是必不可少的。在電子電路中，一般會需要穩(wěn)定電壓的直流電源來供電，但是這種傳統(tǒng)的方法功能簡單，又不容易控制，精度低，復(fù)雜度又高，可靠性又不好。普通的直流穩(wěn)壓電源有很多種，但是均存在精度不高等缺點。原因在于它們的輸出電壓都是通過粗調(diào)及細(xì)調(diào)來控制調(diào)節(jié)，這樣在一個小范圍

3、內(nèi)改變電壓時，很難控制，直接影響到精確度。再者隨著計算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。普通電源由于精確度不高等缺點已不能滿足現(xiàn)實的需要。</p><p>　　在這個高科技時代，人們對于高科技產(chǎn)品的需求越來越大，越來越高。電源作為人們生活中不可或缺的電子商品。它從上世紀(jì)九十年代末開始迅速發(fā)展至今，它的系統(tǒng)效率更高，功耗更低。從八十年代的第一代分布式供電系統(tǒng)到二十

4、世紀(jì)的第四代供電結(jié)構(gòu)，直流電源行業(yè)面臨著如何將數(shù)控和嵌入式電源智能系統(tǒng)加入到現(xiàn)有的系統(tǒng)中。在九十年代中，數(shù)控電源管理技術(shù)在被半導(dǎo)體生產(chǎn)商們開發(fā)出來了。但當(dāng)時普遍使用的是模擬控制方案，兩者相比較，在性價比方面，模擬控制方案占優(yōu)勢，所以沒有廣泛使用起來。隨著科技的迅速發(fā)展，電源行業(yè)越來越重視能源的節(jié)約和運行的優(yōu)化狀態(tài)。所以此時數(shù)控電源技術(shù)開始廣泛的應(yīng)用起來。現(xiàn)今社會，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢，設(shè)備的性能，價格，發(fā)展空間等備

5、受人們的關(guān)注，尤其對電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注。性能好的電子設(shè)備，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長?；诖耍藗儗?shù)控恒定電流器件的需求越來越迫切．當(dāng)今社會，數(shù)控電壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是電流方面特別是數(shù)控電流的技術(shù)才剛剛起步有待發(fā)展，高性能的數(shù)控電流器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。在2007年前后，</p><p>　　現(xiàn)在對于輸出電流值的精確度等要求越來越

6、高，對于量程，步進(jìn)，紋波電流等的要求也越來越高。</p><p>　　二、課題研究的主要內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)</p><p>　　采用單片機(jī)技術(shù)和PLC控制技術(shù)等，對與數(shù)控模塊和電源模塊，鍵盤模塊等進(jìn)行研究和設(shè)計。實現(xiàn)高精度電流輸出。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計的具體內(nèi)容：</p><p>　　利用單片機(jī)技術(shù)研究數(shù)控模塊，完成數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)步進(jìn)的

7、精確要求，以及輸出精確的電流。</p><p>　　研究電源模塊，根據(jù)設(shè)計要求，采用合適的電源設(shè)計。</p><p>　　研究鍵盤模塊及顯示模塊，采用鍵盤控制芯片和數(shù)碼管驅(qū)動等來實現(xiàn)。</p><p>　　結(jié)合上述內(nèi)容，實現(xiàn)設(shè)計要求，其參數(shù)指標(biāo)如下：</p><p>　　交流電220V供電，輸出最大電壓10V,輸出電流0-200mA.<

8、/p><p>　　輸出電流通過鍵盤調(diào)節(jié)，步進(jìn)為1mA.</p><p>　　使用LED顯示輸出電流，誤差為小于等于5%.</p><p>　　三、課題研究的方法及措施</p><p>　　本課題主要研究這個設(shè)計方法中的幾個模塊：數(shù)控模塊、電源模塊、D/A或A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤模塊、顯示模塊。</p><p>　　D/A轉(zhuǎn)換

9、模塊：根據(jù)設(shè)計要求，主要采用的TLC5615為美國德州儀器公司1999年推出的產(chǎn)品，是具有串行接口的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其輸出為電壓型，最大輸出電壓是基準(zhǔn)電壓值的兩倍。帶有上電復(fù)位功能，即把DAC寄存器復(fù)位至全零。它是串行輸入的10位高精度D/A轉(zhuǎn)換器，因此經(jīng)轉(zhuǎn)換的最終輸出電壓可以達(dá)到0V～10V。</p><p>　　鍵盤模塊：采用鍵盤控制芯片，能夠獨立的輸入數(shù)據(jù)，送到數(shù)控模塊上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。</p>&

10、lt;p>　　顯示模塊：利用LCD 可同時顯示預(yù)置電流值、實測電流值及當(dāng)前量程檔,非常直觀. 。設(shè)計8 位LED 顯示器和9 個按鍵, 8 位LED 顯示器中4 位顯示電流給定值, 4 位顯示實際輸出電流。</p><p>　　數(shù)控模塊：采用單片機(jī)芯片，當(dāng)鍵盤輸入數(shù)據(jù)時，單片機(jī)對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后送到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)對電流的控制。</p><p>　　電源模塊：電源模塊類型

11、很多。如全橋整流加電容濾波電路、三端穩(wěn)壓集成電路外接擴(kuò)流管和開關(guān)電源電路等。但全橋整流加電容濾波電路廣泛應(yīng)用于一些要求不太高的直流電流源中，其驅(qū)動能力和后級的濾波電容有關(guān)。三端穩(wěn)壓集成電路外接擴(kuò)流管既利用了穩(wěn)壓集成塊良好的穩(wěn)壓性能，又能夠有一定的電流輸出，在一些高精度的線性穩(wěn)壓電源中被廣泛采用，但是效果較差。開關(guān)電源的功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，功率損耗小、效率高。與之相配套的散熱器體積大大減小，同時脈沖變壓器體積比工頻變壓器小了很多。因此

12、采用開關(guān)電源的電流源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點。</p><p>　　由于本設(shè)計對電源的要求比較高，尤其體現(xiàn)在對電源的功率和紋波電壓的要求上。因此，在這里采用的是開關(guān)電源電路</p><p>　　四、課題研究進(jìn)度計劃</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計時間：自2010年10月至2011年4月。 </p><p>　　第一階段（2010/201

13、1第一學(xué)期第5周至第13周）：分析任務(wù)，收集資料，分析原理，研究電路，完成開題報告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯，完成開題答辯。</p><p>　　第二階段（2010/2011第一學(xué)期第14周至第18周）：系統(tǒng)設(shè)計，繪制原理圖，硬件制作，調(diào)試，撰寫論文，完成論文初稿。</p><p>　　第三階段（2010/2011第二學(xué)期第1周至第5周）：論文完善，準(zhǔn)備答辯。</p><p&

14、gt;<b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李業(yè)德,趙光遠(yuǎn),張景元.基于單片機(jī)的數(shù)控直流源設(shè)計[J].微計算機(jī)信息，2006,22(10-2):249-252.</p><p>　　[2]陳德俊,王玉山.基于單片機(jī)的數(shù)控交流源設(shè)計[J].設(shè)計分析，2009,9,30（3）：30-32. [3]劉公致. 新型數(shù)字直流電流源設(shè)計[

15、J].杭州電子工業(yè)學(xué)院學(xué)院報，2004,6，24（3）：19-22. </p><p>　　[4]梁龍學(xué). 一種新型高精度數(shù)控直流電流源[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)院報，2005，12，24（6）：100-102.</p><p>　　[5]趙建玉, 王新江, 李　聰, 楊　波.智能電流源的設(shè)計[J].山東建材學(xué)院學(xué)報，1999，9，13（3）:280-281.</p>

16、;<p>　　[6]萬中波.基于單片機(jī)控制的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源[J].湖南科技學(xué)院報，2007,7，28（4）:31-33.</p><p>　　[7]胡愛閩.基于單片機(jī)的多功能數(shù)控直流穩(wěn)壓電源[J].江西煤炭科技，2004，4，14（2）:48-49.</p><p>　　[8] 徐柳娟, 楊啟堯.基于單片機(jī)SPCE061A 數(shù)控直流電流源的設(shè)計[J]，浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)

17、報，2010,9，22（3）：61-64.</p><p>　　[9] 張廣,張鶯耀, 唐俊銓.語音播報數(shù)控直流電流源的設(shè)計[J]，機(jī)械工程與自動化，2006，6，3（136）：124-127.</p><p>　　[10]高美娟,徐進(jìn),田景文.基于ATmega128L的高精度數(shù)控恒流源[J]，機(jī)床與液壓，2007，7,35（7）：189-192.</p><p>