【正文】 畢業(yè)論文設(shè)計設(shè)計題目：數(shù)控直流電流源設(shè)計 目 錄緒論……………………………………………………………………………………3一、前言………………………………………………………………………………二、系統(tǒng)功能…………………………………………………………………………三、方案論證與比較………………………………………………………………… 穩(wěn)壓電源的分類…………………………………………………………… 穩(wěn)壓電源部分方案………………………………………………………… 三端集成穩(wěn)壓芯片………………………………………………………… 數(shù)字顯示部分……………………………………………………………… 系統(tǒng)硬件設(shè)計…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………… ATmage16單片機模塊……………………………………………… L6203驅(qū)動模塊……………………………………………………… 5V系統(tǒng)電源模塊……………………………………………………… 1602液晶顯示模塊…………………………………………………… 輸出電壓采集反饋電路模塊…………………………………………五、系統(tǒng)的軟件設(shè)計……………………………………………………………… 程序設(shè)計……………………………………………………………… 程序流程圖……………………………………………………………… 結(jié)束語…………………………………………………………………… 參考文獻……………………………………………………………………致謝…………………………………………………………………………附錄1…………………………………………………………………………附錄2……………………………………………………………………………… 緒論 AVR 系列的單片機不僅具有良好的集成性能, 而且都具備在線編程接口, 其中的Mega 系列還具備JTAG 仿真和下載功能。 含有片內(nèi)看門狗電路、片內(nèi)Flash、同步串行接口SPI。 多數(shù)AVR 單片機還內(nèi)嵌了A/D 轉(zhuǎn)換器、EEPROM、模擬比較器、PWM 定時計數(shù)器等多種功能。 AVR 單片機的I/O 接口具有很強的驅(qū)動能力, 灌入電流可直接驅(qū)動繼電器、LCD 等元件, 從而省去驅(qū)動電路, 節(jié)約系統(tǒng)成本。關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源；AVR單片機；液晶顯示。 一、前言 數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷加以改善。單片機技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，功率密度達到每立方英寸50W的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。 電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點:1)易于采用先進的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。2)控制靈活，系統(tǒng)升級方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必改動硬件線路。3)控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可以針對不同的系統(tǒng)(或不同型號的產(chǎn)品)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調(diào)整即可。二、系統(tǒng)功能 系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)范圍為0～12V，最大輸出電流1A，具有過載和短路保護功能。輸出電壓可用1602LCD液晶顯示。鍵盤設(shè)有6個鍵，復(fù)位鍵，步進增減1V兩個鍵。復(fù)位鍵用于啟動參數(shù)設(shè)定狀態(tài)（5V），步進增減鍵用于設(shè)定參數(shù)數(shù)值，確認(rèn)鍵用于確認(rèn)輸出設(shè)定值[2,3].電源開機設(shè)定電壓輸出默認(rèn)值為5V。通過步進增減按鍵功能選擇可在不同的設(shè)定參數(shù)之間切換，再按確認(rèn)鍵進入設(shè)定電壓輸出狀態(tài)。若按復(fù)位鍵，則電壓輸出恢復(fù)5V。系統(tǒng)設(shè)有自動識別功能，將不接受超出使用范圍（0～12V）的設(shè)定值。三、方案論證與比較3．1 穩(wěn)壓電源的分類 穩(wěn)壓電源的分類方法繁多，按輸出電源的類型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源；按電路類型分有簡單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源。我們必須弄清楚各個類別的特點，才能從中選出最佳方案。 3．2 穩(wěn)壓電源部分方案 方案一：簡單的并聯(lián)型穩(wěn)壓電源 并聯(lián)型穩(wěn)壓電源的調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)，因而具有極低的輸出電阻，動態(tài)特性好，電路簡單，并具有自動保護功能；負(fù)載短路時調(diào)整管截止，可靠性高，但效率低，尤其是在小電流時調(diào)整管需承受很大的電流，損耗過大[1]。方案二：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源并聯(lián)穩(wěn)壓電源有效率低、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍小和穩(wěn)定度不高這三個缺點。而串聯(lián)穩(wěn)壓電源可以避免這些缺點。而簡易串聯(lián)穩(wěn)壓電源輸出電壓受穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值得限制無法調(diào)節(jié)，必須對簡易穩(wěn)壓電源進行改進，增加一級放大電路，專門負(fù)責(zé)將輸出電壓的變化量放大后控制調(diào)整管的工作。由于整個控制過程是一個負(fù)反饋過程，所以這樣的穩(wěn)壓電源叫串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源。而這部分電路的設(shè)計會比較麻煩[1]。 方案三：輸出可調(diào)的開關(guān)電源 開關(guān)電源的功能元件工作在開關(guān)狀態(tài)，因而效率高，輸出功率大；且容易實現(xiàn)短路保護與過流保護，只是電路在低輸出電壓時開關(guān)頻率低，紋波大，穩(wěn)定度差。綜合考慮效率，輸出功率，輸入輸出電壓，負(fù)載調(diào)整率, 本設(shè)計選用方案三，要求較低，(L，Q，M等)使其工作在最佳狀態(tài)。我們在選擇方案的時候考慮到電路要簡單，元件要容易找，所以我們選擇了上述的方案中的第三個方案[1]。穩(wěn)壓電路部分可以采用三極管等分立元件來實現(xiàn)，也可以采用集成三端集成穩(wěn)壓芯片。從性價比來說，采用三端集成穩(wěn)壓芯片來實現(xiàn)要好很多，現(xiàn)在的穩(wěn)壓芯片功能強大，且價格低廉，很適合我們此次的設(shè)計。 三端集成穩(wěn)壓芯片方案一:采用LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源 LM317可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓.,不過它只能連續(xù)調(diào)正電壓，穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流，過熱保護電路。由一個電阻(R)和一個可變電位器(RP)組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓為:Vo=(1+RP/R). 方案二: 采用7805三端穩(wěn)壓器電源固定式三端穩(wěn)壓電源(7805)是由輸出腳Vo，輸入腳Vi和接地腳GND組成，它的穩(wěn)壓值為+5V，它屬于CW78xx系列的穩(wěn)壓器，輸入端接電容可以進一步的濾波，輸出端也要接電容可以改善負(fù)載的瞬間影響，此電路的穩(wěn)定性也比較好，使用起來可靠 、方便，而且價格便宜。本設(shè)計只需使用到5V輸出作為單片機的電源輸入，所以選用方案一 數(shù)字顯示部分 方案一：用Atmage16實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換利用單片機的軟硬件資源實現(xiàn)高精度高速A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度還可以通過軟件來改變，價格也低廉。不過對軟件部分要求較高。 方案二：采用三位半A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107 ICL7107是高性能，低功耗的三位半A/D轉(zhuǎn)換器，它含有七段譯碼器，顯示驅(qū)動，參考源和時鐘系統(tǒng)，它將高性能和低成本結(jié)合在一起。精度相對方案一要差，所以數(shù)字顯示部分采用方案一。 系統(tǒng)硬件設(shè)計 電路