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东北农业大学成栋学院毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：***********************系别：电子信息工程系专业：********************姓名：*******指导教师：*******辅导教师：_________________________2016年11月05日课题性质（打√选择）设计（√）论文（）一、文献综述例文：电源是电子设备中不可缺少的功能模块，是各种电器设备的能量的来源，其性能的优劣直接影响电子设备的技术性能与其可靠性。因此，能否设计出性能良好的电源是电子设备是否能够高效、可靠运行的一个基本保障。电源技术是一种综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等的多学科应用功率半导体器件的边缘交叉的技术。它对电子仪器、工业自动化、现代通讯、计算机、国防、电力工程以及某些高新技术提供高效率、高质量、高可靠性的电源起着关键性的作用。而随着科学技术的发展，电源技术又与微电子技术、电机工程、材料科学、现代控制理论等许多领域密切相关。本论文主要讲述的是由单片机产生PWM波来控制功率管的通断。通过单片机内部集成的A/D转换器检测输出电压，并和预置电压进行比较得到误差信号，调用调节函数实现稳压。单片机可以通过键盘来改变输出电压的大小，从而修改PWM波的占空比来调节输出电压的大小。开关电源的输出电压以及输出电流可以通过数码管来显示，当线路发生短路或者过载时都会通过数码管的示数显示出来。本开关电源的主要性能有稳压效果好、效率高、输出电压可调、响应速率快。目前电子设备的日益小型化更需要供电电源的小型化，因此，制作小型化电源是未来电源制作发展的一个趋势，传统的开关电源线路一般都是很复杂体积也比较大，如果使用的单片机作为控制核心，那么必将可以大大地简化电源的结构，为制作更加小的电源提供很大的可能，并且，使用单片机可以扩展出许多的功能，如显示、可维护性强、实时控制调整电压。由于目前国内拥有的专门的PWM输出的单片机价格很昂贵，普通的单片机I/O口模拟的脉宽频率又太低，速度太慢，远远达不到现代电源要求的工作频率，因此，目前单片机控制的电源的使用并不广泛，但是单片机在智能化、扩展性强、可实现的人机交互界面等方面的优势使其成为未来电源的重要发展的方向。所以，我们研究单片机控制的开关电源，非常具有现实意义以及研究意义。开关电源的效率往往是与开关管的变换速度成正比的，要进一步提高开关电源的效率，就必须要提高电源的工作频率。但是频率提高之后，对整个电路中的元器件又有了新的要求。要进一步研制并且生产出适合于高频工作的储能电感、开关管、开关变压器、高频电容等元器件是开关电源设计与实现所面临的另一个问题。本设计是以Atmega8单片机作为主要控制器，制作输出电压可以调节的开关电源。Atmega8为一款采用CMOS工艺生产的低功耗的单片机，并且是基于AVRRISC的结构的8位的单片机，运行的速度比普通的CISC单片机要高出10倍。该系统不仅可以预置输出电压而且还可以调节输出电压，并具有过流保护、短路保护以及数码管显示等功能。注：主要对论文进行全方位的综合评述。二、设计（论文）主要内容例文：开关电源指的是功率管工作在开关方式，即功率管工作在截止和导通状态的电源，缩写为SPS(SwitchingPowerSupply)。开关电源的核心部分是一个直流变换器，利用直流变换器把一种直流电压变换为极性以及数值不同的多种直流电压。开关电源的工作流程如下图所示。假设开关电源的基准电压为5V，但是，由于某种原因而使电网波动导致输入的电压减小，从而导致输出的电压也将会减小，然而在此时，采样电路的采样电压也将会减小，假设采样电压值为4.9V，误差是0.1V，然而，经过比较放大电路以后，脉冲调制电路会根据这个误差，提高脉宽信号的占空比从而使输出的电压增大。同样的，当电网波动导致电压增大时，采样电路当中的采样电压就会变大，脉宽调制电路就会减小脉冲的占空比而使输出的电压减小，从而达到电压稳定的效果。开关电源原理框图单片机控制系统软件设计的思路为：系统扫描键盘的输入，当键盘有输入时，系统会立刻做出响应，根据采样电压值与键盘输入电压值之间的差来更新脉宽，输出用户期望的电压值，随后系统仍继续扫描键盘，当键盘无输入时，系统调用调节函数，控制输出稳定的电压。电源的额定电压为12V，初始化时将设定值设为12.0V，当系统扫描键盘时，如果同该电压相等，系统则调用调节函数，在系统每次调用调节函数之前，若有键盘输入，系统优先响应键盘的输入，更新脉宽。当反馈电流的信号达到过流保护或者短路保护极限时，系统关闭PWM脉冲，并且不再调用调节子函数。然后使输出电压为0V，保护开关电源。注：主要对论文内容进行总结归纳。整流滤波电路开关管滤波电路采样电路比较放大脉冲调宽输出输入基准电压三、设计（研究）方案例文：从对电源输出的控制来说，单片机控制开关电源，可以有以下几种方案。方案一：单片机的扩展A/D和D/A芯片，单片机通过A/D转换芯片不断的检测电源的输出电压值，再根据电源输出的电压值与设定值的差值调整PWM脉宽，然后通过D/A芯片输出一个基准的电压值，从而控制专门的PWM控制芯片，间接地控制电源工作。方案二：单片机通过A/D转换输出一个电压，作为电源的基准电压，电源可以通过键盘设置预置输出电压，如果单片机不加入反馈控制，电源仍要使用专门的PWM控制芯片，工作过程为：当通过键盘设置预置电压时，单片机通过数模转换芯片输出一个电压作为控制芯片的一个基准电压，这个基准电压可以使控制芯片按预置电压值来输出相应的占空比的控制脉冲，以输出期望的输出电压值。方案三：选用带模数转换的Atmega8单片机芯片，通过片内模数转换模块实时检测输出电压值的大小，然后再同预置电压值相比较，根据预置电压与采样电压的误差，调整单片机输出PWM脉冲的占空比，从而实现输出电压值与预置电压值相等。方案一分析：单片机加入了反馈控制，使系统的稳定性提高，但是由于单片机还需要扩展A/D转换和D/A转换芯片，而且还是需要专门的PWM控制芯片，成本很高，不宜采用。方案二分析：单片机中只是输出一个基准电压，没有加入反馈控制，这样仍要使用专门的控制芯片，单片机的作用非常的小，而且价格比较昂贵，电源的成本增加，削弱了单片机本身的作用，浪费了单片机大量的I/O口的资源，成本高，不适宜采用。方案三分析：在本方案中，不仅单片机中加入了反馈控制，而且是以单片机作为开关电源的控制核心，单片机得到了充分的利用，而且省去了D/A转换芯片和A/D转换芯片，使成本大大的降低。综合以上分析，本次设计选择方案三控制方案，采用4位数码管显示输出电压值、输出电流值以及键盘预置电压值等，本设计要求输出电压值是可以调节的，所以设定预置值时需要从键盘输入，实现输入不同的电压值，输出端口就可以输出不同的电压值。注：主要对论文设计方案进行评述说明。四、工作进度安排例文：1.2016.10.15--2016.10.24：及时与指导老师联系并确定课题和设计方向，充分利用相关方面的专业书籍及互联网等资源进行相关文献资料的查询。2.2016.10.25--2016.11.04：根据指导老师的指导把搜集的相关专业的文献及资料进行整理并归类，方便查阅，整理分析文献资料，撰写文献综述并完成开题报告。3.2016.11.05：*******************4.2016.11.06--2016.11.10：*******************5.2016.11.11--2016.12.22：************************6.2016.12.23：***********************7.2016.12.24--2017.02.15：**********************8.2017.02.16--2017.03.24：**********************9.2017.03.25--2017.03.28：****************10.2017.03.29--2017.03.31：*********注：根据此例时间段，参考工作计划，填写工作内容五、主要参考文献例文：[1]三恒星科技.AVR单片机原理与应用实例[M].北京:电子工业出版社,2009.7[2]谢厚亮.AVR单片机的串行通信[J].电脑编程技巧及维护,2011.12[3]张轶.开关电源节能技术[D].南京理工大学,2012[4]沙占友.单片开关电源的发展趋势[J].电气时代,2003.8[5]童诗白、华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2001[6]杨晓静.高频开关电源的研究与设计[D].武汉理工大学,2011[7]沈文、Eaglelee詹卫前.AVR单片机C语言开发入门指导[M].清华大学出版社,2003[8]张占松、蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京:电子工业出版社,1998[9]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1998.12[10]薛峰.PWM开关电源及技术改进.科技传播，2011[11]AbrahamPressman.SwitchingPowerSupplyDesign[M].McGraw-HillProfessional.November1,1997[12]ChristopheP.Basso.Switch-ModePowerSuppliesSpiceSimulationsandPracticalDesigns[M].McGraw-HillProfessional.January14,2008[13]沈文、Eaglelee詹卫前.AVR单片机C语言开发入门指导[M].清华大学出版社,2003[14]张占松、蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京:电子工业出版社,1998[15]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1998.12注意：参考文献不应该少于15个六、指导教师意见签字：年月日七、系毕业设计（论文）工作领导小组意见签字：年月日