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1、 毕业设计（论文） 数控直流电流源的设计学 院： 电气与信息工程学院毕业设计（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（
2、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： 湖南工学院2012届毕业设计（论文）课题任务书学院：电气与信息工程学院 专业：电子信息工程 指导教师学生姓名课题名称数控直流电流源的设计内容及任务1、设计任务设计一个基于单片机控制的数控直流电流源，输入交流200240V，50Hz；输出直流电压10V。可作为一般高等院校的实践教学仪器使用。2、设计内容（一）、数控直流电流源的硬件系统（1)、单片机最小系统模块（2）、
3、自制电源模块（3）、显示模块（4）、键盘模块（5）、电流源模块（6）、负载模块（二）、数控直流电流源的软件系统（1）、系统监控程序模块（2）、显示程序模块（3）、键盘程序模块（4）、电流输出调整程序模块拟达到的要求或技术指标1、数控直流电流源的设计要求（1）、输出电流范围：200mA2000mA。（2）、可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值给定值的1+10 mA。（3）、具有“+”、“-”步进调整功能，步进10mA。（4）、改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的1+10 mA。（5）、纹波电流2mA。（6）自制电源。（7）其它。进
4、度安排起止日期工作内容备注2011/3/213/272011/3/284/032011/4/044/102011/4/114/172011/4/185/012011/5/025/152011/5/165/222011/5/235/292011/5/306/05根据毕业设计课题任务书、撰写开题报告10000字以上与课题有关的外文资料翻译课题总体方案设计课题硬件系统设计课题软件系统设计课题系统调试撰写毕业设计说明书教师评阅设计，学生进行总结、准备答辩毕业设计答辩1周（第5周）1周（第6周）1周（第7周）1周（第8周）2周（第9、10周）2周（第11、12周）1周（第13周）1周（第14周）1周（第
5、15周）主要参考资料1 沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析M.北京：北京航空航天大学出版社，2003.2 张毅刚主编.MCS-51单片机应用设计M.哈尔滨：哈尔滨工大学出版社，1990.8. 3 何立民编著.MCS-51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，1990.1.4 李光飞.单片机C程序设计指导M.北京:北京航空航天大学出版社，2003.01.5 王幸之，王雷，王闪.单片机应用系统抗干扰技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2002.6 周慈航.单片机应用程序设计技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2002.7 何立民.MS-51系列单片机应用
6、系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社,1999.8 杨振江等.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用M.西安：西安电子科技大学出版社，2001.9 马忠梅编著.单片机的C语言Windows环境编程宝典M.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6.10 谢自美.电子线路设计与实验测试M.武汉：华中科技大学，2010.11 康华光.电子技术基础模拟部分M.武汉：华中科技大学出版社，2005.7.12 阎石.数字电子技术M.北京：高等教育出版社，2009.教研室意见年 月 日系主管领导意见年 月 日湖南工学院2012届毕业设计(论文)开题报告 题目数控直流电流源的设计学生姓名 田艳彬班级学号0
7、8401140206专业电子信息工程1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解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
8、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。我设计的是数控直流电流源，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。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
9、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。直流电流源作为稳定电源的分支，在工程技术和测量领域中有着重要的实用价值，其涉及的应用由稳定电磁场、校正电流表等扩展至激光、超导、现代通信和传感技术等领域。基于模拟电路的电流源虽然可以实现高精度、宽电流范围输出，但其结构复杂, 调整困难，指示不直观。随着单片机技术的发展，数字控制电流源开始出现，其以控制灵活、调节方便等特点展示了良好的应用前景。一般的恒流电流源往往是电流值固定，或是有限数值档的电流值输出，不便于通用
10、。数字控制的电流源则通过单片机作为核心控制器，通过键盘设置所需的电流值，电流值取值范围大，使用方便灵活。2. 阅读文献资料进行调研的综述（一）课题的国内外研究现状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
11、式电源智能系统和数字控制。然而，早在90年代中，半导体生产商们就开发出了数控直流电流源管理技术，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与劣势，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“数控直流电流源”的新产品。而如今随着直流电流源技术的飞跃发展, 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, 从而使直流电流源智能化, 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。并且，在当今科技快速发展过程中，模块化是直流电流源的发展趋势，并联运行是电流源产品大容量化的一个
12、有效手段，可以通过设计N+1冗余电源系统，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：扬州鼎华公司近年来结合美国Sorensen Amrel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，机箱结构紧凑，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
13、大功率直流电流源的首选。（二）课题研究的目的和意义随着经济活动在转入高新技术产业迅猛发展时期。数控直流电流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流源来供电。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电流源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流电流源品种有很多, 但均存在以下问题：输出电流是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。这样, 当输出电流需要精确输出, 或需要在一个小
14、范围内改变时,困难就较大。另外, 随着使用时间的增加, 波段开关及电位器难免接触不良, 对输出会有影响。从上面我们能看出传统的直流电流源已经不能满足现在需要，但是在各类电子设备和一些家用电器中，通常又都需要直流电流源供电。而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。其中滤波器用于滤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流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。然而传统的直流电流源通常采用电位器和波段开关来实现电流的调节,并由电流表指示电流值的大小. 因此,电流的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损。而基于单片机控制的数控直流电流源能较好地解决以上传统直流电流源的不足，并且数控直流电流源与传统直流电流源相比，具有操作方便、电流稳定度高的特点。它的纹波电流低，电流调节精确，输出电流大小采用数字显示，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。数控直流电流源的研究主要在性能上要做到
