基于ARM的数控直流稳压电源设计

学生科技项目申请表项目名称：基于ARM的数控直流稳压电源设计项目负责人：伍奇所在学院：城南学院专业名称：电子信息工程指导老师：马钧项目类别：□自然科学类学术论文□哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作类共青团长沙理工大学委员会二0一0年十月二十日长沙理工大学学生科技项目申请表研究项目名称基于ARM的数控直流稳压电源设计起止时间2010年11月至2011年6月成果形式提交论文报告及作品申请经费总额4000其他经费来源项目负责人姓名伍奇性别男专业班级电信0802出生年月1990年4月联系电话[phone]项目主要成员姓名性别专业所在学院承担任务郑中友男热工过程自动化城南学院数控直流稳压电源电路设计雷雨男电气城南学院单片机控制程序编写及最终调试李芳女电子信息工程城南学院数控直流稳压电源技术调研刘鹏男电子信息工程城南学院论文的撰写指导教师姓名马钧职称讲师所在学院电气学院项目组成员参与科技类赛事获奖情况伍奇：湖南省第四届机械设计大赛获省二等奖；2010年全国大学生电脑鼠走迷宫竞赛湖南省三等奖；校第四届物电杯电子设计大赛获最佳创意奖；校第三届节能减排获三等奖。郑中友：2010年全国大学生电脑鼠走迷宫竞赛湖南省三等奖。雷雨：2010年全国大学生电脑鼠走迷宫竞赛湖南省三等奖。李芳：校第三届节能减排获三等奖。研究内容、意义及主要技术指标摘要（限300字）直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验作和科学研究所不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。经费预算（单位：4000元）：设备费材料费资料费其他合计50020005005004000学院推荐意见：年月日（盖章）学校评审推荐意见：年月日（盖章）可行性报告一、立项的背景和意义直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验作和科学研究所不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。在我们实际生活中电源往往都是由220V的交流电网供电，那么这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。其中滤波器用于整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。然而传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小.因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损。而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足，并且数控直流电源与传统稳压电源相比，具有作方便、电压稳定度高的特点。它的纹波电压低，电压调节精确，输出电压大小采用数字显示，直观易读。电路大部分使用集成电路，从而使调试简单、性能优良、故障率低、使用寿命长。二、项目主要研究开发内容（一）、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，实现输出电压的连续可调，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，或者用其它更有效的方法，因此如何选择简单有效的方法是本课题需要解决的首要问题。（二）、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输出控制，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。如何有效的实现这些功能也是课题所需研究解决的问题。三、项目预期目标输出最大电压:30V输出最大电流:2A电压步进:0.1V电流步进:2mA纹波和噪声:≤5mVrms电压分辨率:20mV四、项目实施方案及计划进度安排（一）、项目方案以ARM为核心，该种MCU内部有非常大的数据存储器和FLASH存储器，具有丰富的接口资源，并且系统开发比较容易，与普通MCS-51单片机相比，ARM在不进行系统扩展的条件下能完成更多的复杂工作。D/A转换器用来将从单片机端口输出的数字信号转换从稳定的直流电压，为采用电阻提供高精度的基准电压，实现输出电流的数字化调节和恒流，为了能构成对实际输出电流的显示和控制，必须对实际输出电流再进行D/A转换输入单片机进行显示和自动分析和控制功能，ARM内带A/D转换器，可用来对输出电压进行监测，但是为了能高精度的对输出电流进行测量，必须采用数字仪表专用的双积分A/D以保证其精确度，显示元件采用液晶显示器，使得设计的恒流源操作界面友好，显示内容齐全；此外，还为该系统设计了完善的散热装置和保护电路来进一步保证恒流源可靠工作和输出电流的恒定。该方案由于采用了新型的单片机来完成更多的功能，则采用该方案能使得设计作品具有操作界面友好，功能丰富的特点，所以我们最终准备采用该方案。1、计划进度（1）、数控直流稳压电源技术调研2010年11月—2010年12月（2）、数控直流稳压电源电路设计2011年12月—2011年02月（3）、单片机控制电路设计2011年02月—2011年03月（4）、单片机控制程序编写及最终调试2011年03月—2011年05月（5）、论文的撰写2011年05月—2011年06月五、经费预算（一）、经费详情：1.调研费：200元2.电路制板费：800元3.电子元件费：2000元4.技术资料费：300元5.论文的撰写（含撰写及电脑耗材费等）约300元6.其它费用：400元共计：4000元（二）、费用归总：设备费材料费资料费其他合计50020005005004000