基于单片机的数控直流稳压电源软件设计

重庆工商大学毕业论文(设计)开题报告计算机科学与信息工程学院电子信息工程专业(本科)2011级电子班课题名称：基于单片机的数控直流稳压电源——软件设计毕业论文(设计)起止时间：2015年3月9日～6月10日(共13周)学生姓名：吕蒙田学号：2011132109指导教师：文川报告日期：2015年3月19日重庆工商大学毕业论文(设计)开题报告1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述从19世纪90年代末开始，随着社会对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备技术的更新推动了电源行业中交/直流电源行业，此时正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。随着科学技术迅速发展，人们对物质需求也越来越高，特别是一些高新技术产品。如今随着直流电源技术的飞跃发展，整流系统有一千的分立元件和集成电路控制发展为微机控制，从而使直流电源智能化，具有遥控测、遥信、遥控的三控功能，基本实现了直流电源的无人值守。并且，当今科技快速发展过程中，模块化是直流电源的发展趋势，并联运行是电源产品大容量话的一个有效手段，可以通过设计N+1冗电源系统，实现容量扩展，提高电源系统的可靠性、可用性，缩短维修、维护时间，从而使企业产生更大的效益。如：扬州鼎华公司近些年来结合美国SorensenAmrel等公司的先进技术，成功开发了单机最大功率120KW智能模块电源，可以并联32台（可扩展到64台），使最大输出功率可以达到7600KW以上。智能模块电源采用电流型控制模式，集中式散热技术，实时多任务监控，具有高效、高可靠、超低辐射，维护快捷等优点，迹象结构紧凑，防腐与散热也作了多方面的加强。它的应用将会克服大功率电源的制造、运输及维修等困难。而且和传统可控硅电源相比节电20%-30%节能优势，奠定了它将是未来大功率直流电源的首选。2．本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析任务要求：1、给出程序流程图；2、给出主流程的程序设计；3、给出扩展D/A转换器软件设计和A/D转换器输出的软件设计；5、输出电压15V，2A；6、控制精度0.1V；7、纹波〈10%；8、其他软件功能设计。实现目标的可行性分析：我设计了可以使用D/A和运算放大器来做电流源，然后再用D/A输出用来调节晶体管的偏置电流（电压）；使用电压/电流采样电路，最后通过A/D转换来实现整体的闭环控制。这个设计方案能有效的缩短调节时间，来进一步的提高输出精度。其主要的设计方案有键盘模块、电压/电流采样模块、稳压控制模块、微控制器模块、电源模块、显示模块五部分构成。使用液晶屏显示电路，该系统使用的是LCD1602液晶显示屏，可以清晰地显示电路的十位、个位、小数点位，同时还能够清晰地显示电压/电流单位和它的英文名称。3．本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路在基于单片机的数控直流稳压电源软件设计课题中，需要重要研究的关键问题有3个：1、如何实现对电源的输出控制系统设计的目的是要用微处理器来替代传统直流稳压电源中手动旋转电位器，实现输出电压在电源量程范围内步进可调，精度要求高。实现的途径很多，可以用DAC的模拟输出控制电源的基准电压或分压电阻，或者用其它更有效地方法，因此如何选择简单有效地方法是本课题余姚解决的首要问题。2、数控直流电源功能的完备数控直流稳压电源要实现电压的键盘化控制，同时要具备输出、过压过流保护及数组存贮与预置等功能。另外，根据要求电源还应该可以通过按键选择一些特殊的功能。如何有效地实现这些功能也是本课题所需研究解决的问题。3、性能指标输出最大电压：25V输出最大电流：2.5A电压步进：0.1V电压分辨率：0.02V解决思路：我设计的是用D/A和运算放大器做电流源，即采用D/A输出调节晶体管的偏置电流（电压）；使用电压/电流采样电路，通过A/D转换实现闭环控制。能有效的缩短调节时间，进一步提高输出精度。设计方案，其主要有微控制器模块、稳压控制模块、电压/电流采样模块、显示模块、键盘模块、电源模块五部分构成。液晶屏显示电路，该系统使用LCD1602液晶显示屏，可以清晰地显示分别组成显示电路的十位、个位、小数点位，同时还能显示英文名称和电压/电流单位。4．完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等)及解决的办法工作条件：1）主要参考文献：[1]邹红.数字电路与逻辑设计[M].北京：人民邮电出版社，2008.3[2]李祥臣.模拟电子技术基础教程.[M]北京：清华大学出版社.2005.3[3]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M]北京：高等教育出版社，2006.1[4]邱关源.电路（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006.4[5]李群芳，张士军，黄建.单片微型计算机与接口技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2007.12[6]刘文涛.单片机语言C51典型应用设计[M].北京：人民邮电出版社，2006.5[7]于永，戴佳，常江.51单片机实例精讲[M].北京：电子工业出版社，2007.4[8]曹凤.微机数控技术及其应用[M].四川：电子科技大学出版社，2002.8[9]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社2）实验设备：·硬件：PC机一台周立功单片机LPC2210教学实验平台一台液晶显示屏（1602）一块·软件：WindowsXP系统，ADS1.2集成开发环境3）实验环境：实验室4）计算机辅助设计条件：使用C语言实现编程语言。解决办法：①工具书可自己购买及在图书馆、实验室借阅；②实验室可提供计算机、周立功单片机LPC2210教学实验平台及所需的数据线5．完成本课题的工作方案及进度计划第1周至第2周：开题报告撰写，中英文文献翻译。第3周至第4周：编写程序流程图，用ADS编程环境、C语言来实现分辨率为240X128的液晶显示屏控制软件设计。显示屏的控制设计采用点阵式第5周至第6周：各子程序的设计与调试，重点调试分辨率为240X128的液晶显示屏控制软件。第7周至第10周：软件调试与论文撰写。完成在液晶显示屏上显示一个任意曲线并能任意改变曲线形状的软件设计、任意曲线变化的设计用细分D/A输出最小增量的方法，并撰写论文。第10周：完成“毕业设计重复率”检测。第11周至第12周：毕业答辩及相关工作。6．指导教师审阅意见对研究现状的分析较为准确，对应该解决的难点和关键问题的理解到位，给出了解决方法；此外，给出的进度计划合理，准予开题。指导教师(签字)：文川2015年3月20日说明：1.本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”、正式开始做毕业论文(设计)的第二周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。2.每个毕业论文(设计)课题撰写本报告一份，作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并接受学校的抽查。重庆工商大学毕业论文(设计)答辩记录院专业(科)年级方向答辩学生人数答辩记录答辩日期答辩委员会主任职称答辩委员会成员姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称姓名职称；姓名职称重庆工商大学毕业设计(论文)答辩记录用纸(共页第页)学生姓名性别学号答辩时间年月日课题名称课题类型完成工作量答辩地点参加答辩的教师答辩组负责人：记录答辩成绩(小分)总成绩提问及回答情况记录(此页不够，可自加附页)重庆工商大学毕业论文(设计)成绩评定表专业方向(年制科级班)学生姓名性别学号班级课题名称课题类型工作期限年月日～月日共周指导教师(职称)课题任务完成情况论文(千字)；设计、计算说明书(千字)；图纸(张)；其它(含附件)：指导教师评阅意见建议指导教师在评阅学生的毕业论文(设计)时应考虑以下几方面的问题：题目难度及完成工作量；应用中外文献资料的能力；论文(设计)文档质量及规范性；对知识的综合运用能力；论文(设计)水平与创新；计算机应用能力；学习态度与平时表现；独立工作能力；特殊贡献方面。指导教师成绩：指导教师(签字)：年月日评阅教师评阅意见建议评阅教师在评阅学生的毕业论文(设计)时应考虑以下几方面的问题：题目难度及完成工作量；应用中外文献资料的能力；论文(设计)文档质量及规范性；对知识的综合运用能力；论文(设计)水平与创新；计算机应用能力；特殊贡献方面。审阅成绩：审阅教师(签字)：年月日重庆工商大学毕业论文(设计)成绩评定表(续表)答辩委员会意见建议答辩委员会在审阅学生的毕业论文(设计)时应考虑以下几方面的问题：题目难度及完成工作量；应用中外文献资料的能力；论文(设计)文档质量及规范性；对知识的综合运用能力；论文(设计)水平与创新；计算机应用能力；学生自述水平和语言表达能力；答辩时的认真程度和应变能力；学生答辩问题的正确率；特殊贡献方面。答辩成绩：答辩委员会主任(组长)(签字)：年月日成绩计算方法(确定比例)指导教师成绩(％)；审阅成绩(％)；答辩成绩(％)学生实得成绩(百分制)指导教师成绩；审阅成绩；答辩成绩；总评综合评语毕业论文(设计)总评成绩(等级)：学院答辩委员会主任(签字)：学院(签章)年月日备注