一、毕业论文(设计)任务书
要求完成的主要任务及达到的目标
1、利用所学的知识设计一个小功率电流源电路,要求输出电流范围:0mA~250mA;具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤10mA;自制电源,并增设显示器,用以显示输出,且设计内容能体现实用性及创新性。
2、整体论文要有具体的硬件和软件两部分内容,必须分开阐述。
3、论文中要能体现出整体电路、单元电路及具体的设计步骤和元件参数选择依据等。
4、通过整个论文撰写过程后,能熟练地掌握一般毕业论文撰写的技能、技巧,使自己所学的知识得到巩固和应用,为以后走上工作岗位更好工作打下基础。
工作进度要求
2012年12月30日:组织学生开题
2013年1月1日-4月30日:指导学生广泛地查阅、收集与论文相关的资料,开展理论和(或)实验研究,撰写毕业论文初稿。
2013年5月1日-5月10日:指导学生修改、完善毕业论文,并严格按照学校规定的论文格式要求进一步修改完善,最终定稿打印,准备答辩。
指导教师签名: 年 月 日
二、毕业论文(设计)开题报告
课题研究目的
本次课题主要是基于单片机技术进行设计,单片机是计算机技术、大规模电路集成技术和控制技术的综合产物。经过30年的发展历程,单片机应用已十分广泛和深入,单片机应用系统设计不但要熟练掌握单片机程序设计语言和编程技术,而且还要具备扎实的单片机硬件方面的理论和实践知识。
单片机的广泛应用促进了设备和产品的微型化、数字化、自控化和智能化,这些直观意义很容易理解。然而,单片机应用更深刻的意义还在于,单片机的应用加深了计算机技术与自动控制技术的结合,从而在自动控制领域里引发了一场对传统控制技术的革命,也就是单片机正从根本上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法,使以往必须有模拟或数字电路实现的控制共能。
我设计的是小功率电流源,本设计作为毕业设计考核我们大学四年综合素质的一个重要环节,特别注重基础理论的实用性和技术内容的先进性,充分体现了小电源技术的新发展,来设计这个基于现代单片机技术的数控型直流源。重要应用了变压知识,电力电子技术和单片机技术设计。
课题研究计划
本课题研究的是小功率电流源,该系统是以AT89C51单片机为主控芯片,在设计的过程中,我所采用的先整体后局部的研究方法。根据任务书的任务及文献调研结果,初步拟定的执行方案:
(1) 2013/1/1-2013/1/15:查阅、收集相关资料,对该课题做一个深入的了解,研究课题所涉及到的内容,能够较好的掌握有关课题的知识。
(2) 2013/1/16-2013/2/15:确定系统的设计方案以及系统的各个模块,理清各个模块之间的关系,加强对单片机、传感器、C语言知识的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。
(3) 2013/2/16-2013/3/15:分析、整理所有资料,并开始进行硬件电路部分的设计。根据所设计的方案,设计电路原理图,并在protuse画出;并采用Keil软件,进行程序的编写。
(4) 2013/3/16-2013/4/15:通过分析系统的过程,绘制出流程图,完成软件部分设计,并进行仿真和调试。
(5) 2013/4/16-2013/5/10:修改、整理并完善毕业论文。
本课题研究现状
自从人类有了电之后,各行各业都因为有了电而飞速发展,并出现了无数新型产业,直至今日,电已经在我们的日常生活中不可或缺。但是变电站输送给我们用户的是380/220V交流电,为了使人们的生活更加便利,电器都朝微型化发展,随着人类用电量的增加,电器又要功率低,所以将380/220V高压变成较小,并能安全可靠地提供给各类不同小电器的小电源已经受到电器行业的重视。近几年,小电源的市场已经扩大,技术也将慢慢趋于成熟。如今,小电源还介入了单片机,使小电源智能化,数字化。
随着科学技术的迅速发展,人们对物质需求也越来越来高,特别是一些高新技术产品。电源作为当今人们生活中普遍存在的电子商品,从上世纪九十年代末起便迅速发展。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。从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。
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,服务于各个行业。当今电源技术融合了电气,电子,系统集成、控制理论、材料等诸多科学领域。随着计算机和通讯技术的发展而带来了现代信息技术革命,给电源技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源技术提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通电源在工时产生的误差,会影响整个系统的精度,电源在使用时会造成许多不良后果。世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列产品精度标准,达标后才能进入市场。随着经济全球化的发展,满足国际标准的电源产品才能够获得通行证。数控电流源是从80年代才开始发展起来的产品,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良好的理论基础,在以后的时间里,数控电源技术开始长足的发展。现代市场上数控电流源存在输出精度不高,功率密度比较低,带负载能力不强,体积大,价格较高,操作繁琐,工作状态不稳定等弊端,因此数控电源的主要发展方向是针对上述缺点不断改善。所以,高精度的数控电流源有很大的发展空间。单片机技术及电压转换模块的出现为准确数控电源的发展提供了有利条件。新的变化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0.05V的数控电源,功率密度已达50W的数控电源。从组成上,数控电源可分为器件,主电路,控制电路三部分。目前在电力电子器件方面,几乎都为旋钮开关调节电压,而且精度不高,而且
经常跳变,使用麻烦。
数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的,数字化能够减少生产过程的不确定因素和人为参与的环节数,有效解决电源模块中诸如可靠性智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可维护性。
小功率数控电流源的实现方法分别有:1.完全用硬件实现对调整管的控制,电流的步进采用计数器的计数步进方式实现,利用双计数器的控制功能,其中二进制计数器的输出经控制输出步进,十进制计数器通过译码后显示输出的电流值。为了使系统工作正常,必须保证双计数器同步工作,保证控制值与显示值一致。因此整个电路比较复杂。2.采用一套十进制计数器,该计数器的输出接至存储器E2PROM的地址输入端,存储器的每个存储单元中存有不同电流的控制字,存储器的输出控制字通过D/A转换以及相应的V/I转换电路实现对输出电流的控制。另一方面计数器的输出又是电流显示电路的输入。这种方法比方法1的电路简单,但是控制精度不高。3.单片机控制E2PROM的输出,电流控制字存放在E2PROM中,再通过D/A转换以及相应的V/I转换电路实现对输出电流的控制。显示部分也用单片机控制并显示输出电流的大小。4.单片机直接控制D/A转换,省去E2PROM,同时单片机完成显示,输出电流测量等功能,实现闭环控制,具有功能完整、电路简单、控制精度高的优点。上述4种方案中方案1、2所用的芯片多,控制精度低、抗干扰差。方案3比前两种方案的控制精确更好,但方案4的功能更完善,控制精度更高,是目前最常采用的电流源控制方法之一。
参考文献
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学生签名: 年 月 日
指导教师意见