基于单片机的智能稳压电源开题报告

北京联合大学毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的数控直流稳压电源的设计专业：指导教师：学院：学号：班级：姓名：一、课题任务与目的1.课题任务：设计一个基于单片机的数控直流稳压电源，具体指标要求如下：1)输入为220V/50Hz市电2)恒压输出范围：0-12V可调；步进0.1V；电压纹波不大于20mV；电流输出大于500mA。3)要求设计相应的电压采样反馈电路。4)设计友好的人机交互界面，用数码管或者LCD显示，能用按键的方式设定相应的输出参数。5)具有过压过流过温报警及保护功能。7）记忆上次设定的参数，断电后不会丢失。2.课题目的本课题就是设计一个基于单片机为主体的数控直流电源的设计。二、调研资料情况直流稳压电源是一种常见的电子仪器，广泛地应用于电子电路、教学实验和科学研究等领域。目前使用的直流稳压电源大部分是线性电源，利用分立元件组成，由于体积大、效率低、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。随着电子技术的飞速发展，各种电子、电器设备对稳压电源的性能要求日益提高，稳压电源不断朝着小型化、模块化、智能化、高效率、低成本、高可靠性、低电磁干扰方向发展。以单片机系统为基础而设计制造出来的新一代智能稳压电源不但电路简单、结构紧凑、价格低廉、性能卓越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对采样数据进行各种计算，从而可排除和减少干扰信号和模块电路引起的误差，大大提高稳压电源输出电压精度。智能稳压电源可利用单片机设置周密的保护监测系统，确保电源运行可靠。输出电压采用数字显示，输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便。具有较高的使用价值。参考资料[1]李金平电子系统设计.北京.电子工业出版社2007.8[2]张培仁张志坚高修峰.十六位单片微处理器原理及应用(凌阳SPCE061A)[M].北京：清华大学出版北京科海电子出版社，2005.364～380.[3]雷思孝李伯成雷向莉.单片机原理及实用技术--凌阳16位单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版,2004.319～347.[4]张占松.开关电源原理的原理与设计(修订版)[M].电子工业出版社,2004.398～410.[5]王鸿麟.现代通信电源(修订本)[M].人民邮电出版社,1998.400～420.[6]郭强.液晶显示应用技术[M].电子工业出版社,2003.591～600.[7]EngineeringSchoolofScienceandTechnologyinAnhui.ThePrincipal&ApplicationofSingleChipMicrocomputer(ManualdataAt89c51)[J].ElectricalEngineering,2007,33-37[8]Rev.Sci.Instrum.1MichaelS.Caffertyeta1.StablecurrentsupplywithProtectioncir-cuitsforalead-saltlaserdiode,1989.124～154.三、初步设计方法与实施方案1.基于毕设任务设计的方案：在多数电子设计当中，基于性价比的考虑，8位单片机仍是首选。目前，8位单片机在国内外仍占有重要地位。在8位单片机中又以MCS－51系列单片机及其兼容机所占的份额最大。MCS－51的硬件结构决定了其指令系统不会发生变化，设计人员可以很容易的对不同公司的单片机产品进行选型，他们只需将重点放在芯片内部资源的比较上。方案一：采用AT89C51芯片作为硬件核心，采用FlashROM，内部具有4KBROM128字节RAM，时钟24MHz，而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时只支持并行编程，不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。对电源电压要求比较严格，超出4.8~5.3V电压范围不能正常工作。方案二：采用AT89S52,它与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。采用FlashROM，内部具有8kBFlash，256字节RAM，时钟33MHz，看门狗定时器，片内晶振及时钟电路。能在4~5.5V宽电压范围内可靠工作，支持2种软件可选择节电模式。且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏，也便于产品升级。方案三：采用STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，512字节RAM，时钟80MHz，内设看门狗。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为单片机控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。方案一是多年前的产品，因自身设计缺陷，已经很少被人使用。目前已基本淘汰，目前市场上很难买到，且价格较高；方案二时钟速度和RAM容量都不如方案三，价格也较方案三高，所以方案三具有更高的性能价格比。因此选择方案三。2.初步设计方法和实施方案：直流稳压电源由电源变压器T、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图1所示。电网供给的交流电压u1(220V,50Hz)经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平滑的直流电压uI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图1直流稳压电源框图本方案以STC89C52单片机系统为核心来对各检测单元能独立完成各自功能，并根据主控机的指令对温湿度进行实时采集。主控机负责控制指令的发送，并控制各个检测单元进行数据采集，收集测量数据，同时对测量结果进行显示。其中包括单片机、复位电路、过压保护、过流保护、过热保护、系统自检、键盘及显示，故障报警等部分的设计。系统由各个模块组成的系统框图如图2所示。图2系统总体框图四、预期结果情况输入为220V/50Hz市电，恒压输出范围：0-12V可调；步进0.1V；电压纹波不大于20mV；电流输出大于500mA。拥有友好的人机交互界面，用LCD显示电压调整值和当前值，能用按键的方式设定相应的输出参数。具有过压过流过温报警及保护功能。记忆上次设定的参数，断电后不会丢失。五、速度计划1．第1、2周（3月15日前）完成调研、任务分析。2．第3、4周（3月20日前）硬件电路设计3.第5、6周（4月1日前）硬件电路设计、制作，硬件系统调试4.第7、8周（4月15日前）软件系统需求分析、软件系统框图设计，英文资料的翻译和校对5．第9、10周（4月底）编写系统程序，编写系统程序、期中总结6．第11、12周（4月15日）编写系统程序，软件调试7．第13、14周（5月1日前）完成所有程序的编写与编译。进行软件下载，基本完成全部设计、制作、调试。8．第15周（5月10日前）毕业设计（论文）撰写9．第16周（5月中旬前）撰写毕业论文，交毕业论文初稿，准备毕业答辩。恒压源模块LCD显示键盘控制单片机STC89C52A/DD/A电源自检模块安全保护模块报警系统