数控电流源设计毕业论文
数控直流电流源的设计与实现
关键词:双闭环控制 数控直流电流源 PID 算法 在电子设备中经常用到稳定性好、精度高、输出可预置 的直流电流源。相对于电压源,电流源具有抗干扰能力强, 信号传输不受距离影响,能够区别零信号与断路故障等优 点。本文设计的数控直流电流源输出电流在 20mA~2000mA 可调,输出电流可预置、具有“+”、“-”步进调整、快速调 整、参数具有掉电保护等功能。硬件电路采用 ADuC831 为控 制核心,利用闭环控制原理,加上反馈电路,使整个电路构 成一个闭环,在软件方面主要利用 PID 算法来实现对输出电 流的精确控制。该系统可靠性高、体积小、操作简单方便、 人机界面友好。
2008.Noolicy & Management
对一氧化碳还原氧化铜实验装置的改进
重庆市田家炳中学 宋要红
原九年义务教育《化学》上期教材一氧化碳还原氧化铜实 验由于实验效果不佳,材料装置较复杂,用药量也大;硬质试 管的内径又大(空间大,一氧化碳在管内密度减小,氧化铜接 触一氧化碳的面积减小)。最终实验结果,往往只能观察到澄 清石灰水变浑浊,而观察不到黑色氧化铜还原成光亮的紫红色 铜,或现象不显著,现教材取消了此实验的演示实验。针对以 上缺陷,我将此实验作了改进。
数控技术毕业论文(5篇)
数控技术毕业论文(5篇)1.数控编程与其发展数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一,其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。
在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。
由于生产实际的强烈需求,国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究,并取得了丰硕成果。
下面就对数控编程及其发展作一些介绍。
1.1数控编程的基本概念数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点(cutterlocationpoint简称CL点)。
刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点,多轴加工中还要给出刀轴矢量。
1.2数控编程技术的发展概况为了解决数控加工中的程序编制问题,50年代,MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言,称为APT(AutomaticallyProgrammedTool)。
其后,APT几经发展,形成了诸如APTII、APTIII、APT(算法改进,增加多坐标曲面加工编程功能)APTAC(Advancedcontouring),APT/SS(SculpturedSurface)等先进版。
采用APT语言编制数控程序具有程序简炼,走刀控制灵活等优点,使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级,上升到面向几何元素。
APT仍有许多不便之处:采用语言定义零件几何形状,难以描述复杂的几何形状,缺乏几何直观性;缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段;难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接;不容易作到高度的自动化,集成化。
针对APT语言的缺点,1978年,法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统,称为为CATIA。
随后很快出现了象EUCLID,UGII,INTERGRAPH,Pro/Engineering,MasterCAM及NPU/GNCP 等系统,这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示,交互设计、修改及刀具轨迹生成,走刀过程的仿真显示、验证等问题,推动了CAD和CAM向一体化方向发展。
2017毕业论文-数控恒流源的设计
2017毕业论文-数控恒流源的设计2017毕业论文-数控恒流源的设计兰州工业高等专科学校毕业论文摘要恒流源,是一种能够向负载提供恒定电流的电源。
恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
本文设计了一种基于单片机控制的数控直流恒流源。
该恒流源以AT89S52为控制核心,采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器OP07和达林顿管TIP122构成恒流源的主体,配以高精度采样电阻及12位D/A芯片MAX532、16位A/D芯片AD7715,完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制。
人机接口采用4×4键盘及LED数码管显示器,控制界面直观、简洁,具有良好的人机交互性能。
在软件设计上采用增量式PID控制算法,即数字控制器的输出只是控制量的增量。
该系统已基本达到预期的设计目标,具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单的特点,可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。
关键词:恒流源;AT89S52;PID控制算法;数字控制。
The abstract Constant current, is one kind can provide theconstant current to the load the power source.The constant current application scope is extremely widespread, and in many situations is essential.This article has designed one kind the numerical control cocurrent constant current which controls based on the monolithic integrated circuit. This constant current take AT89S52 as the control core, has used operational amplifier OP07 and Darington which Gao Gongmu the rejection ratio low temperature floats manages the TIP122 constitution constant current the main body, matches by the high accuracy sampling resistance and 12 D/A chip MAX532, 16 A/D chip AD7715, has completed the monolithic integrated circuit to the output current real-time examination and the real-time control. The man-machine connection uses 4×4 the keyboard and the LED nixietube monitor, the control interface is direct-viewing, is succinct, has the good man-machine interaction es the increase type PID control algorithm in the software design, namely the digital controller output only is controls the quantity the increase. This system had achieved basically the anticipated design goal, has the function strongly, the performance reliable, the volume small, the electric circuit simple characteristic, may apply in needs the high stability the low power constant current domain. Key word: Constant current;AT89S52; PID control algorithm; Numerical control. 目录第1章绪论5 第2章系统的总体设计6 2.1 设计指标要求6 2.2 总体方案的选取及系统6 2.2.1 方案一:6 2.2.2 方案二:7 第3章系统的硬件设计8 3.1 单片机的功能介绍8 3.1.1 主要功能特性:8 3.1.2 引脚功能说明8 3.1.3 时钟电路及复位电路11 3.2 恒流源基本设计原理与实现方法13 3.2.1 引起稳定电源输出不稳定的主要原因13 3.2.2 恒流源的基本设计原理14 3.2.3 系统电源设计15 3.3 A/D 模块选择16 3.3.1 AD7715简介16 3.3.2 硬件电路设计18 3.4 D/A 模块选择19 3.4.1 MAX532简介19 3.4.2 硬件电路设计21 3.5 键盘接口电路设计22 3.5.1 键盘工作方式23 3.5.2 接口电路设计23 3.5.3 按键抖动及消除24 3.6 显示器接口电路设计25 第4章系统的软件设计27 4.1 控制算法27 4.2 软件流程图29 4.2.1 主程序流程图29 4.2.2 键盘中断子程序30 4.2.3 显示中断子程序31 第5章总结33 致谢34 参考文献35 附录A 总电路图36 第1章绪论恒流源,是一种能向负载提供恒定电流之电路。
数控恒流源的设计与制作毕业论文
编号题目:数控恒流源的设计与制作学院:物理与机电工程学院专业:电子信息科学与技术作者姓名:指导教师:职称:完成日期:2013 年月日二〇一三年六月目录河西学院本科生毕业论文(设计)诚信声明 ........................................................................................ 河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告 ........................................................................................ 摘要 .................................................................................................................................................. Abstract..............................................................................................................................................1 绪论...............................................................................................................................................1.1恒流源的意义及研究价值....................................................................................................................1.2恒流源的发展历程................................................................................................................................1.2.1 电真空器件恒流源的诞生......................................................................................................1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类..................................................................................................1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类..............................................................................................1.3数控恒流源的研究现状和发展趋势....................................................................................................2 系统设计 .........................................................................................................................................2.1设计要求............................................................................................. 错误!未定义书签。
数控恒流源的设计与制作本科毕业设计
毕业设计题目:数控恒流源的设计与制作毕业设计(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:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
AT89C51数控电流源设计
第22卷第3期大 学 物 理 实 验 V ol.22N o.32009年09月出版PHY SIC A L EXPERI ME NT OF C O LLEGESep.2009收稿日期:2009-03-18文章编号:1007-2934(2009)03-0073-05基于AT89C51数控电流源的设计施养智(漳州师范学院,漳州,363000)摘 要 系统以AT 89C51单片机为主控制器,由电流源、DA 转换、AD 转换和LE D 数码管等模块组成。
利用电流负反馈和键盘设置,实现数控直流电流源,并能将预设的电流值与实际值在数码管上交替显示,通过检测证明本系统输出电流稳定。
关键词 单片机;数控;电流源中图分类号:O4-33 文献标识码:A1 引言电流源作为稳定电源的一个分支,在近年来得到迅速发展,构成电流源的核心器件已由早期的电真空结构流管跨入到半导体集成电路阶段。
电流源涉足的范围也由传统的稳定电磁场、校正电流表等扩展至激光、超导、近代通信和传感技术等新科技领域,并展示了广阔的应用前景[1]。
2 系统设计方案如图1所示为系统设计框图,本课题以AT 89C51单片机为核心,设计一个数控电流源。
通过键盘把预设的电流值送给单片机,输出恒定的电流。
电流源范围:100mA ~2000mA ,步长±10mA 。
并且在显示器上显示预设电流值和实测电流值。
图1 系统设计框图3 系统硬件3.1 硬件简介AT 89C51有四组8位准双向I/O 、5个中断资源、1个串行接口、4K 字节Flash 闪速存储器,125字节内部RAM 、片外可外扩64K B RAM 及程序存贮器。
在智能化控制有着广泛的应用。
PO 口和P3口作为8位数码管的显示及位选,4位数码管作于预设电流值显示,另4位数码管作于实时电流显示。
P2口用作键盘,键盘用于电流预设值及工作状态的设置。
图2 电流源模块图2为电流源模块。
图3为AD 及DA 模块。
数控直流电流源的设计
《关于单片机数控直流的电流源设计》要:本文介绍了基于单片机的数控直流电流源设计方案,给出了硬件组成及软件系统。
本系统以单片机AT89S52为核心部件,由键盘、显示、D/A及A/D转换,V/I转换、功率放大等模块组成。
采用负反馈闭环控制系统,单片机实时将预置值和实测值进行比较、调整控制,提高了电流源的输出精度。
所设计的数控直流电流源采用PID算法实现了量程可选、输出可调、步进精确、纹波电流极小的功能,而且可将输出电流预置值、实测值在LED上同时显示。
经实验证明具有较高的控制精度。
关键词:单片机,电流源,数控,V/I变换0引言低纹波、高精度稳定直流电流源是一种非常重要的特种电源,在现代科学研究和工业生产中得到了越来越广泛的应用。
普通电流源往往是用电位器进行调节,输出电流值无法实现精确步进。
有些电流源虽能实现数控但输出电流值往往比较小,且所设定的输出电流值是否准确不经测试无法知道等等[1,2]。
为此,结合单片机技术及V/I变换电路,采用反馈调整控制方案设计制作了一种新型的基于单片机高精度数控直流电流源。
它可实现以下功能:(1)具有多个量程,用户可根据实际需要选定。
(2)输出电流值可精确预置,最小步进为1mA,最大输出电流2000mA。
(3)纹波电流极小,小于0.1mA。
(4)LED可同时显示预置电流值、实测电流值及当前量程档,便于用户操作及进行误差分析。
1 硬件系统设计根据数控直流电流源的要求,由于要求有较大的输出电流范围和较精确的步进要求以及较小的纹波电流,所以不适合采用简单的恒流源电路FET和恒流二极管,亦不适合采用开关电源的开关恒流源,否则难以达到输出范围和精度以及纹波的要求[3]。
根据系统要求采用D/A转换后接运算放大器构成的功率放大,控制D/A的输入从而控制电流值的方法。
系统的原理框图如图1所示。
图1 系统的原理框图1.1 数控部分设计(1)89S52单片机基本系统:数控部分的核心采用89S 52。
优秀毕业设计数控恒流源设计
毕业设计数控恒流源设计目录摘要 (1)前言 (1)1系统原理及理论分析 (2)1.1单片机最小系统构成 (2)1.2系统性能要点 (2)1.3恒流原理 (3)2总体方案论证与比较 (5)3模块电路设计与比较 (5)3.1恒流源方案选择 (5)3.2反馈闭环方案选择 (7)3.3控制单元方案选择 (7)3.4电源方案选择 (7)3.5过压报警功能设计 (8)4软件设计 (9)4.1主程序模块 (9)4.2闭环比较子程序模块 (9)4.3电流设立子程序模块 (9)4.4键盘中断子程序模块 (9)4.5显示中断子程序模块 (9)5数据测试及分析 (14)5.1输出电流测试 (14)5.2步进电流测试 (15)5.3工作时间测试 (15)5.4负载阻值变化测试 (16)5.5纹波电流测试 (16)6结束语 (17)7道谢 (17)参照文献 (17)数控恒流源摘要:本系统以直流电流源为核心,AT89S52单片机为主控制器,通过键盘来设立直流电源旳输出电流,设立步进级别可达1mA,并可由数码管显示实际输出电流值和电流设定值。
本系统由单片机程控输出数字信号,通过D/A转换器(AD7543)输出模拟量,再通过运算放大器隔离放大,控制输出功率管旳基极,随着功率管基极电压旳变化而输出不同旳电流。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控,输出电流通过电流/电压转变后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,再经单片机分析解决,通过数据形式旳反馈环节,使电流更加稳定,这样构成稳定旳压控电流源。
实际测试成果表白,本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒流源旳领域。
核心词:压控恒流源智能化电源闭环控制The Digital Controlled Direct Current SourceAbstract: In this system the DC source is center and 89S52 version single chip microcomputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard which step level reaches 1mA, while the real output current and the set value can be displayed by LED. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD7543), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed.The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power.Keywords: voltage-controlled constant current source, intelligent power; closed loop control前言随着电子技术旳发展,数字电路应用领域旳扩展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求旳一种趋势,设备旳性能,价格,发展空间等备受人们旳关注,特别对电子设备旳精密度和稳定度最为关注。
基于数控直流电流源系统的设计
基于数控直流电流源系统的设计物理科学与工程技术学院电子信息科学与技术专业摘要:随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展,人们对数控恒定电流器件的需求越来越高。
应社会发展的需求,对基于单片机控制的“数控直流电流源的设计”进行研究论证,并运用Proteus 软件进行仿真。
以直流稳压电源和稳流电源为核心,结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。
首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压,然后采用了分立元件实现稳流。
为实现对输出电流的精确控制:一方面,通过D/A输出实现电流的预置,再通过运算放大器控制晶体管的输出电流;另一方面,运用A/D转换器件将输出电流的采样值送入单片机,与预置值进行比较,将误差值通过D/A转换芯片添加到调整电路,从而进一步降低了输出电流的纹波。
Abstract:The requiements of numerical controlling constant current devices is increasing as development of electronic technology and expanding of digital circuit applicational field. As to satisfy society development, do a study based on " Numerical control dc current source design " of SCM controlling and apply Proteus to simulating software.DC(digital current )V oltage regulator and DC current regulator is the key part of the design,its output current is controlled by single chip microprocessor,Firstly,single chip IC(integrated circuit)V oltage regulator LM338K is used to generate stable voltage, and then desperate devices is used to generate stabilize current . Tocontrol the output current ,on one hand ,system sets output current by D/A(digital/analogue converter and controls current of transistor by operational amplifier ;on the other hand ,with the help of A/D(analogue/digital)converter,system samples the output current and convert it into digital data ,compares it with preset value ,converts the error value into analogy and puts it on adjusting circuit ,and decreases the ripple of the system output current .目录1 引言 (1)1.1 数控直流电流源的发展现状 (1)1.2 数控直流电流源的研究意义 (1)1.3 该研究解决的主要内容 (1)2 设计任务及要求 (1)2.1任务 (1)2.2 设计思路 (2)2.3 方案论证 (2)2.4 总体方案设计 (2)3 硬件系统的设计 (3)3.1 硬件系统的模块 (3)3.1.1 单片机最小系统 (3)3.1.2 自制电源模块 (5)3.1.3 显示模块 (5)3.1.4 键盘模块 (7)3.1.5 电流源模块 (8)3.1.6 负载模块 (8)3.1.4 D/A、A/D转换模块 (8)3.2 系统的原理图 (9)4 软件系统的设计 (10)4.1 单片机资源使用情况 (10)4.2 软件系统的模块 (10)4.3 程序流程图 (11)4.4 程序清单 (15)5 仿真测试及结果 (15)5.1 设计结论及使用方法 (15)5.2 仿真结果 (15)5.2.1 输出电流范围仿真 (15)5.2.2 步进调整仿真 (17)5.2.3 输出电流仿真 (17)5.3 误差分析 (18)6 总结 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)附录 (23)1 引言1.1 数控直流电流源的发展现状电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
数控开关电源设计_毕业论文
数控开关电源设计_毕业论文毕业论文数控开关电源设计1导言1.1课题研究背景开关电源是一种由开关方式控制的直流稳压电源。
由于其体积小、效率高、重量轻,被广泛应用于各种电子设备中。
开关电源控制部分绝大多数是根据模拟信号设计和工作的,抗干扰能力不强,信号失真。
电源作为各种电子设备的重要组成部分,其性能直接影响到整个电子系统的性能指标。
随着科学技术的发展,电子设备不断更新,其种类越来越多,对电源的性能指标要求也越来越高。
此外,不同的电子设备对电源有不同的要求,这给电源的研究带来了许多新的研究课题。
在传统的电力电子技术中,DC/DC变换器的控制部分是根据模拟信号设计和工作的。
20世纪六七十年代,电力电子技术完全基于模拟电路。
然而,近年来,随着数字信号处理技术的日益完善和成熟,微处理器/微控制器和数字信号处理器的性价比不断提高,数字控制在功率变换器中得到了广泛应用。
它使开关电源朝着数字化、智能化、多功能的方向发展。
这无疑提高了开关电源的性能和可靠性。
例如,电机和不间断电源(UPS)的控制电路选择各种数字信号处理器或微处理器作为其核心控制元件。
通过模拟控制和模数混合控制,功率变换器已经进入全数字控制阶段。
与模拟控制相比,数字控制有许多优点[1]:(1)数字控制可以实现各种复杂的控制策略,提高控制系统的性能。
由于开关器件的存在,功率变换器是强非线性系统。
传统的模拟控制是在功率变换器近似线性模型的基础上,利用线性系统的各种设计方法来设计补偿网络,这种方法设计简单且容易实现。
但随着对电源性能指标的要求不断提高,这种设计方法很难提高系统的控制性能。
而数字控制可以实现各种非线性控制策略,使得控制系统的性能大大提高。
(2)数字控制系统具有很强的抗干扰能力。
模拟元件容易受到环境和温度变化的影响,因此模拟控制器的稳定性较差。
数字控制器受设备老化、环境或参数变化的影响较小。
它比模拟控制器稳定可靠,抗干扰能力强。
(3)数字控制系统灵活性高,数字化极大地简化了变换器控制的硬件。
毕业设计:数控直流稳压电源设计
数控直流电流源设计摘要AVR 系列的单片机不仅具有良好的集成性能, 而且都具有在线编程接口, 其中的Mega 系列还具有JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、片内Flash、同步串行接口SPI; 多数AVR 单片机还内嵌了A/D 转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM 按时计数器等多种功能; AVR 单片机的I/O 接口具有很强的驱动能力, 灌入电流可直接驱动继电器、LCD 等元件, 从而省去驱动电路, 节约系统本钱。
关键词:直流稳压电源;AVR单片机;液晶显示。
一、前言数控电源是从80年代才真正的进展起来的,期间系统的电力电子理论开始成立。
在以后的一段时刻里,数控电源技术有了长足的进展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、靠得住性较差的缺点。
因此数控电源要紧的进展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的显现为精准数控电源的进展提供了有利的条件。
新的变换技术和操纵理论的不断进展,各类类型专用集成电路、数字信号处置器件的研制应用,到90年代,己显现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W 的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与操纵等三部份。
电源采纳数字操纵,具有以下明显优势:1)易于采纳先进的操纵方式和智能操纵策略,使电源模块的智能化程度更高,性能更完美。
2)操纵灵活,系统升级方便,乃至能够在线修改操纵算法,而没必要改动硬件线路。
3)操纵系统的靠得住性提高,易于标准化,能够针对不同的系统(或不同型号的产品),采纳统一的操纵板,而只是对操纵软件做一些调整即可。
二、系统功能系统电压调剂范围为0~12V,最大输出电流1A,具有过载和短路爱惜功能。
输出电压可用1602LCD液晶显示。
键盘设有6个键,复位键,步进增减1V两个键,步进增减0.1V两个键和确认键。
复位键用于启动参数设定状态(5V),步进增减键用于设定参数数值,确认键用于确认输出设定值[2,3].电源开机设定电压输出默许值为5V。
毕业设计(论文)-数控直流稳压电源的设计模板
摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小,而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源;本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路,详述了电源的基本电路结构和控制策略;它与传统的稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其结构简单、制作方便、成本低,输出电压在0~9.9V之间连续可调,其输出电压大小以0.1V步进,输出电压的大小调节是通过“+”“-”两键操作的,而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。
该电源控制电路选用74LS192N芯片控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。
详细分析了电源的拓朴图及工作原理。
关键词:稳压电路;数显电路;可逆计数器;D/A转换引言数控支流稳压电源是一种常见的电子仪器,广泛的用于电子电路,教学实验和科学研究等领域。
目前实用的直流稳压电源大部分是线性电源。
利用分离器件组成,其体积大,功率底,可靠性差,操作使用不方便,自我保护功能不够,因而故障率高。
随着电子科技的飞速发展,各种电子,电器设备对稳压电源的性能要求日益提高,稳压电源不断差朝着小型化,高效率,低成本,高可靠性,低电磁干扰,模块化和智能化发展。
以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代稳压电源不但电路简单,结构紧凑,价格低廉,性能卓越,而且单片机具有计算和控制功能,利用它对采样技术进行各种计算,从而可排除和减少由于骚扰信号和模拟电路因起的误差,大大提高稳压电源输出电压和输出电流精度,降低了对模拟电路的要求。
基于单片机的数控恒流源设计
本科毕业论文(设计)题目(中文)基于单片机的数控恒流源设计a(英文)Design of constant current voltage source based on SCM完成日期 2016 年 4 月摘要恒流源是一种高精度的电源,具有响应速度快,恒流精度高,能长期稳定工作,适合各种性质负载等优点,而具有了越来越广泛的应用。
本文主要论述了一种基于51单片机为控制核心的数控直流源的设计与实现。
本电源具有可预设电流,电流步进,显示电流的功能。
主要由单片机控制模块、键盘输入模块、A/D转换模块、恒流源模块、D/A转换模块和显示模块六部分组成。
系统由单片机设定预置电流信号,经过D/A转换器TLC5615输出模拟电压信号,该信号控制达林顿管的基极,使其集电极输出相应的电流。
再通过A/D转换芯片,实时把采样电路上的模拟信号转换成数字信号,形成反馈,显示出实际的输出电流。
关键词:压控恒流源;单片机;数控电源AbstractConstant current source is a kind of common power source with high precision with fast response, high precision of constant current. It can also work stably for a long time and has various properties of the load. So now it is used more and more widely. This paper mainly discusses the design and implementation of a digital constant current source based on51 MCU as the control core of the system. The power supply has a preset current, current step, current display function. It has 6 parts: Control module, keyboard input module, A/D transform module, D /A transform module , display module and constant current source module. The current signal set by the SCM. Then it through D / A converter TLC5615 , which output to the voltage analog signal and control the Darlington tube base, and output the corresponding current. Finally through the A/D conversion chip, real-time sampling circuit analog signal is converted into digital quantity, feedback form, show the actual output current.Keywords: voltage controlled constant current source; single chip microcomputer; digital power supply目录上海师范大学本科毕业论文(设计)诚信声明…………………………………上海师范大学本科毕业论文(设计)选题登记表…………………………………上海师范大学本科毕业论文(设计)指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)1 前言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 基本原理与方案对比 (2)2.1 总体框图 (2)2.2 恒流源方案对比 (3)2.2.1 晶体管恒流源 (3)2.2.2场效应管恒流源 (4)2.2.3集成电路恒流源 (5)2.2.4 总结.................................................................................52.3 单片机简介 (6)2.4 液晶显示屏简介 (8)2.5 数模转换芯片 (9)2.6 模数转换芯片 (9)3各模块实现………………………………………………………………………103.1 键盘模块 (10)3.2 液晶显示模块 (11)3.3D/A转换模块 (12)3.4 A/D转换模块 (12)3.5恒流源模块 (13)3.6 电路整体工作原理 (14)4 系统软件实现 (15)4.1综述 (15)4.2键盘输入流程图 (16)4.3A/D转换流程图 (17)4.4D/A转换流程图 (18)4.5液晶显示流程图 (19)5 整体测试与分析…………………………………………………………………206 总结与展望………………………………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………………23附录A 仿真原理图…………………………………………………………………24附录B 程序部分……………………………………………………………………251 前言1.1 研究背景及意义随着电子技术的发展,我们身边出现了越来越多的智能化数字化的精密电子设备,消费者在关注设备的性能、价格、功能、设计的同时,设备的质量和稳定性越来越成为人们关注的重点。
数控直流电流源毕业论文
数控直流电流源毕业论文第1章绪论本章先给出了本次设计的任务书然后说明了基于单片机的数控电流源的课题背景,随后介绍了数控电流源的技术发展历程,最后提到研制基于AT89S51单片机的意义和本设计所要满足课题要求。
1.1数控电流源的发展趋势数控电源是从80年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,已出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从90年代末起,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。
在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。
早在90年代中,半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术,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于劣势,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“数控电源”的新产品。
现今随着直流电源技术的飞跃发展, 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, 从而使直流电源智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。
目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
数控直流电源设计毕业论文(设计)(终稿)
目录数控直流电源设计 (I)摘要 (I)关键词 (I)The Design Of Numerical Controlled DC Power (II)Abstract ............................................................................................................... I I Keywords ............................................................................................................ I I 1前言. (1)2方案论证 (1)2.1电源部分方案一 (1)2.2电源部分方案二 (2)2.3电源部分方案三 (3)2.4数控部分方案 (3)2.5方案选择 (4)3硬件设计 (5)3.1硬件电路的总体设计方案 (5)3.2具体硬件单元电路设计 (6)3.2.1 STC12C5A32S2单片机最小系统电路 (6)3.2.2 LCD1602液晶显示模块电路 (7)3.2.3 控制部分的电源供电电路 (8)3.2.4 电阻分压电路 (9)3.2.5 TLC1549ADC转换电路与基准电压电路 (9)3.2.6 独立按键、蜂鸣器和模式指示灯电路 (11)3.2.7 数控模式与手动模式切换电路 (12)3.2.8 数控模式与手动模式控制电路 (13)3.2.9 电源部分电路 (13)4 软件设计 (16)4.1主函数程序设计 (16)4.2外部中断0程序设计 (17)4.3自动调节输出电压程序设计 (18)5 系统测试与数据分析 (19)5.1系统指标测试 (19)5.1.1手动输出电压 (19)5.1.2数控输出电压 (20)5.1.3输入电压 (21)5.1.4输出电流 (22)5.2误差分析 (23)参考文献 (23)致 (24)附录 (25)附录1 系统控制部分原理图 (26)附录2 电源部分原理图 (27)附录3 软件设计主函数代码 (27)数控直流电源设计摘要本设计采用STC12C5A32S2单片机作为整机的控制中心,利用XL6012升压芯片和XL4016降压芯片作为电源模块的核心。
基于单片机的数控电流源的设计
南京邮电大学实验开放项目项目名称:基于单片机的数控电流源设计学院:光电工程学院导师:张胜姓名:石晓娜、梅阳阳、丁嘉毅、赵敏、朱振东二零一四年二月基于单片机的数控电流源的设计摘要恒流源,是一种能够向负载提供恒定电流的电源。
恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载,以提高放大倍数。
并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用。
本文设计了一种基于单片机控制的数控直流恒流源。
该恒流源以STC-89C52为控制核心,采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器LM324和自制达林顿管构成恒流源的主体,完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制。
人机接口采用4×4键盘及LCD数码管显示器,控制界面直观、简洁,具有良好的人机交互性能。
在软件设计上采用增量式PWM控制算法,即数字控制器的输出只是控制量的增量。
该系统已基本达到预期的设计目标,具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单的特点,可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。
关键词:恒流源、PWM控制算法、数字控制、单片机控制引言随着电子技术的发展,数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势,设备的性能,价格,发展空间等备受人们的关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
性能好的电子设备,首先离不开稳定的电源,电源稳定度越高,设备和外围条件越优越,那么设备的寿命更长。
基于此,人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切。
众所周知,许多科学实验都离不开电源,并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、电流大小以及动态指标有着特殊的要求,然而目前实验所用的直流电源大多输出精度和稳定性不高;在测量上,传统的电源一般采用指针式或数码管来显示电压或电流,搭配电位器来调整所要的电压及电流输出值。
使用上若要调整精确的电压或者电流输出,须搭配精确的显示仪表监测,又因电位器的阻值特性非线性,在调整时,需要花费一定的时间,况且还要当心漂移,使用起来非常不方便。
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摘要I
第一章绪论1
1.1设计目的和意义1
1.2设计技术及现状1
1.3设计容3
第二章设计任务及要求4
2.1设计任务4
2.2设计技术要求及技术指标4
第三章系统设计5
3.1技术路线5
3.2设计思想5
3.3总体方案论证5
3.3.1恒流源电路设计方案5
3.3.2控制电路设计方案6
3.3.3显示电路设计方案6
目前,电力系统的后备电源、分布式电源系统以及通讯系统的后备电源等应用场合,均采用大容量的蓄电池作为储能元件。然而,在蓄电池的使用中需要一个双向DC/DC变换器来进行直流功率的变换。一旦电网系统发生故障,蓄电池通过双向DC/DC变换器直接并入直流母线,给后端的用电设备提供能量。当电网正常工作时。直流母线通过DC/CD变换器将电能存储在蓄电池中,而当蓄电池作为通讯系统的后备电源时,由于后端的用电设备多以大电流工作,因此要求蓄电池能够提供一个大而稳定的工作电流。另外,蓄电池充电时,也必须进行恒流控制,因此在双向DC/CD变换器中恒流控制的好坏直接影响用电设备和蓄电池的使用寿命。随着数字信号处理器(DSP)技术的成熟,越来越多的功率电路采用了数字式控制。与模拟控制相比,数字控制具有性价比高、性能稳定等优点。另外,通过对软件的编程,可以很方便的实现电路功能。针对蓄电池等储能元件在使用过程中功率双向变换的问题,在目前已有的非隔离型双向拓扑基础上,提出了一种改进型双向电路拓扑。该拓扑不仅实现了双向电路的恒流控制,而且解决了双向拓扑中对不同大小电流的采样问题。通过对DSP软件的编程,还可以实现对电路的恒流、恒压以及恒功率等控制功能。
3.3.4键盘设计方案6
3.3.5电源设计方案6
3.3.6系统设计方案7
第四章硬件设计8
4.1恒流源电路设计8
4.1.1恒流源电路结构8
4.1.2恒流源原理8
4.1.3恒流源电路器件选型9
4.2.数控电路设计10
4.2.1数控电路结构10
4.2.2数控电路原理10
4.2.3单片机的选型11
4.3 D/A转换电路设计13
由于数控电源管理的更广泛使用和行业能源节约和运行最优化的关注,电源行业和技术的发展,数字电路应用领域的发展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势,设备的性能、价格、发展空间等备受关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。性能好的电子设备,首先离不开稳定的电流源,电源稳定度越高,设备和外围条件越优越,那么设备的寿命更长。基于此,人们对数控恒定电流器件的欲求越来越迫切,由于板载电流管理的更广泛的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“数控电源”的产品。当今社会,数控恒压技术已经很成熟,但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步有待发展,高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大地发展空间,本文正是应用社会发展的要求,研制出的一种高性能的数控直流电流源。
外文翻译37
AD7705英文原文37
AD7705中文翻译52
致谢67
附录68
附录一:程序代码68
附录二:元器件清单78
第一章
1.1
随着电子技术的不断进步对电子仪器的要求不断提高,电源作为电路的动力源泉扮演着越来越重要的角色,不论是学校实验室还是维修中心都离不开试验电源,但是传统的电源不论在控制精度还是输出特性上都不能满足要求。首先从精度上来看传统电流源的调整大多采用旋转电位器的方式,在调整时电流值主要从电位器的刻度读出,容易产生读数误差。从可操作性上看传统电流源电位器上的刻度有限,读出围不大,不可能非常精细,仅仅靠电位器上的几个刻度,对操作者的技巧要求比较高,同时误差也比较大。由于单片机技术的不断发展和D/A元件的普及使得数控电源成为可能,数控电源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势,由于单片机使用的普遍化,使得数控电源与传统电源的成本日益接近。性能好的电子设备,首先离不开稳定的电源,电源稳定度越高,设备和外围条件越优越,那么设备的寿命更长。基于此,人们对数控电流器件的需求越来越迫切。当今社会,数控恒压技术已经很成熟,但是恒流方面特别是数控恒流技术的才刚刚起步有待发展,高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大地发展空间,因此通过数字控制恒流源的设计对于厂商乃至我国的数控直流源产业有着重要意义。
4.3.1 D/A转换电路结构13
4.3.2 D/A转换电路原理13
4.3.3D/A转换电路器件选型13
4.4 A/D转换电路设计16
4.4.1A/D转换电路结构16
4.4.2 A/D转换电路原理17
4.4.3 A/D转换电路选型18
4.5显示模块设计22
4.5.1显示电路结构22
4.5.2显示电路选型22
1.2
数控电源是从80年代才真正的发展起来的,器件系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的特点。因次,数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术电压转换模块的出现为其精确数控电源的发展提供了有力的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,已出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。从90年代末起,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灵活和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪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,及如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。现今,随着数控直流电源技术的飞跃发展,整流系统由以前的分路原件和集成电路发展为微机控制,从而使直流电源智能化,具有遥测、遥信和遥控的三遥功能。目前,全国的电源机器配件的生产销售企业有4000家以上,产值由300-400亿元,但国企业销售的数控直流稳压电源大多是代理日本和的产品,国厂家生产的直流稳压电源虽然也在向数字化方向发展,但多限于输出显示实现数码显示,或实现多组数值预置。总体来说,国直流恒流源技术在实现智能化等方面相对落后,面对激烈的国际竞争,是个严重的挑战。
4.6键盘电路设计24
4.7电源电路设计25
4.7.1电源电路结构25
4.7.2稳压电路原理25
4.7.3电源电路器件选型26
4.7.4系统电源电路抗干扰措施28
第五章软件设计30
5.1主程序设计流程30
5.2程序设计32
5.2.1按键扫描32
5.2.2 A//D采样程序33
第六章设计总结35
参考文献36