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畢業(yè)設(shè)計:單片機(jī)數(shù)控式直流恒流源設(shè)計(參考版)

2024-12-07 17:46本頁面
  

【正文】 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 34 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng)(第 3版) . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, [2] 孫運(yùn)旺.傳感器技術(shù)與應(yīng)用 . 杭州:浙江大學(xué)出版社 , [3] 林敏 .計算機(jī)控制技術(shù)及工程應(yīng)用 . 北京:國防工業(yè)出版社, [4] 李群芳,張士軍,黃 建.單片微型計算機(jī)與接口技術(shù) . 北京:電子工業(yè)出版社 , [5] 胡漢才 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) . 北京:清華大學(xué)出版社, [6] 王水平 ,史俊杰,田慶安 .開關(guān)穩(wěn)壓電源 原理、設(shè)計、實(shí)用電路 .西安:西安電子科技大學(xué)出版社, [7] 張毅,張寶芬,曹麗,彭黎輝 .自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, [8] 戴仙金 . 51單片機(jī)及其 C語言程序開發(fā)實(shí)例 . 北京:清華大學(xué)出版社, [9] 謝自美 . 電子線路設(shè)計和實(shí)驗(yàn)測試 .武漢:華中科技大學(xué)出版社, [10] 戴仙金 . 51單片機(jī)及其 C語言程序開發(fā)實(shí)例 .北京:清華大學(xué)出版社, [11] 王昊,謝文閣,杜藝 . 線性集成電源應(yīng)用電路設(shè)計 .北京:清華大學(xué)出版社, [12] 陳曉忠,黃寧,趙曉霞 . 單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序 .北京:人民郵電出版社, [13] 范立南,謝子殿 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程,北京:北京大學(xué)出版社, [14] 求是科技 .單片機(jī) 典型外圍器件及應(yīng)用實(shí)例[M] .北京:人民郵電出版社, 2021. [15] 常用電子線路應(yīng)用 365例[M] .北京:電子工業(yè)出版社, 2021. [16] 傅勁松 .電子制作實(shí)例集錦[M] .福建:福建科學(xué)技術(shù)出版社, 2021. 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[19] Jung J H,Shine SY,Lee C of prechirping on the repeaterless dispersion managed transmission system[J].Electron Lett,1996,32(9)。 本文所設(shè)計的可控數(shù)據(jù)直流電流源不僅具有開關(guān)電源體積小、輸出精確、簡單易用、損耗低的優(yōu)點(diǎn) ,而且可以通過編程序的方法 ,使電源產(chǎn)生穩(wěn)定輸出的電流 ,并且可以步進(jìn)改變電流源的設(shè)定和輸出。采樣電壓為 V=, R1= ? ,所以 轉(zhuǎn) 換 ;實(shí)際在輸入的為 1000mA,對應(yīng)的實(shí)際電流誤差為 = 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 29 上為電流輸入和下為輸出電流 圖 總體仿真圖一 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 30 圖 總體仿真圖 二 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 31 圖 總體仿真圖 三 圖 總體仿真圖 四 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 32 圖 總體仿真圖 五 程序設(shè)計 見附錄 B 總 結(jié) 33 總 結(jié) 在設(shè)計制作數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)的過程中,我深切體會到,實(shí)踐是理論運(yùn)用的最好檢驗(yàn), 培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能分析和解決本專業(yè)的技術(shù)問題,建立正確的設(shè)計思想和工程設(shè)計的一般程序和方法,以及培養(yǎng)研發(fā)的能力,進(jìn)而對學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐能力的綜合訓(xùn)練,為學(xué)生走向社會參與工程技術(shù)活動打下良好的基礎(chǔ)。 圖 輸入為 0V時的電流和電壓圖 圖 輸入為 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 28 圖 輸入為 如圖下 和實(shí)驗(yàn)過程中得到的數(shù)據(jù)輸入電流和輸出電流的差值為 1mA。如 上圖 電壓電流轉(zhuǎn)換電路 ,得到 R10上的電壓為 Un=Up ,又因?yàn)??R10= ,所以得到的 電流值為下公式值 式( ) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 27 電流的輸出電流和負(fù)載電阻 R12 無關(guān),實(shí)現(xiàn)的電壓電流的轉(zhuǎn)化同負(fù)載無關(guān)的要求。根據(jù)電壓電流轉(zhuǎn)換 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 26 / 10/ I Up RUp??電路的三虛原理得到 outV 等于放大器的正端和負(fù)端電壓 outUn=Up=V 式 () 得到 = 1 * OU n V R I? 采 式 () 由設(shè)計要求可以假設(shè) iIOI ? ,所以 i= 1 * IUn V R? 采 式( ) 所以可以得到 1212ii( 2 ) / 2 * = ( I 2 ) / ( 2) = I 51 2o u t r e fCo d e V V??? ? ?? 式( ) 注意 iI 單位是安培 A。 初 始 化設(shè) 定 電 流改 變 D A C 輸出比 較 設(shè) 定 電 流 和 實(shí) 際 輸 出 電 流檢 測 實(shí) 際 電 流通 過 控 制D A C 補(bǔ) 償不 相 等需 要 重 新 設(shè) 定 電 流 值 嗎 ?相 等需 要不 需 要 圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 指標(biāo)測試和測試結(jié)果 表 23 數(shù)控直流恒流源 的數(shù)據(jù)誤差分析 輸入( ma) 輸出( ma) 絕對誤( ma) 相對誤差 20 21 1 % 110 111 1 % 215 216 1 % 255 255 0 % 456 456 0 % 499 499 0 % 584 585 1 % 655 655 0 % 798 798 0 % 1000 1001 1 % 1254 1255 1 % 1365 1364 1 % 1467 1466 1 % 1556 1556 0 % 1678 1678 0 % 圖 TLC2543在 keil軟件仿真 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 圖 Keil調(diào)試數(shù)據(jù) Buf為輸出電流值 圖 TLC5615的數(shù)字輸入和對應(yīng)輸出模擬電壓 由 TLC5615 的性質(zhì)有 122out re fV V C ode? ? ? 式( ) Code 是對應(yīng)的二進(jìn)制輸入。軟件實(shí)現(xiàn)流程見圖 。在程序設(shè)計過程中 ,開機(jī)后先初始化 ,然后從 EEPROM中讀取前次關(guān)機(jī)時存入的各項(xiàng)數(shù)據(jù) ,并按要求 出。 頂 層 C 語 言 文 件鍵盤掃描D/A轉(zhuǎn)換處理LCD顯示處理A/D轉(zhuǎn)換處理 圖 數(shù)控直流恒流源的軟件結(jié)構(gòu) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 23 總體流程 C語言是一種高 級程序設(shè)計語言 , 它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。 軟件實(shí)現(xiàn)的功能是: ① 電流給定值的設(shè)置 ; ② 測量輸出電流值 ; ③ 控制 TLC5615 工作 ; ④ 控制 TLC2543 工作 ; ⑤ 對反饋回單片機(jī)的電流值進(jìn)行補(bǔ)償處理 ; ⑥ 驅(qū)動液晶顯示器顯示電流設(shè)置值與測量值 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 [8] 軟件設(shè) 計采用 C 語言 ,對 89S52 進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各種功能。 CRC 主要檢查 PCB 板的連通性錯誤,而 DRC 檢查則是一種側(cè)重于物理錯誤設(shè)計規(guī)則檢查。 手工調(diào)整 根據(jù)錯誤報告的提示調(diào)整器件位置,然后點(diǎn)擊工具欄中的 Track Mode 按鈕,右側(cè)列表框中選擇 T10對線路中的飛線及密集處進(jìn)行手動修改。這時觀察工作區(qū),可能看到有一部分線無法走線,或者還有一部分線因?yàn)榻徊嬉膊荒茏咄?,系統(tǒng)給出錯誤報告。也可以布線完成以后進(jìn)行這些工作。單擊” Set Default Rules” 可對一些軟件默認(rèn)規(guī)則進(jìn)行重新設(shè)置電路板的布線、調(diào)整 。 手動調(diào)整 (Density Bar):在自動布局完畢后,單擊左側(cè)工具欄的光標(biāo)按鈕后即可移動元件,使其達(dá)到一定的要求。 自動布局 (Auto Placer):首先應(yīng)保證電路板具有邊界:點(diǎn)擊左側(cè)工具箱中 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 的 ” 2D Graphics Box Mode” 按鈕,從窗口的左下角下拉列表框中選擇 Board Edge,在工作窗口中畫一個矩形(此矩形大小可二次調(diào)整)。注意電路中不能出現(xiàn)虛擬器件 (示波器、電源等除外 )。 利用 PROTEUS設(shè)計 PCB時,并不是孤立 地使用 ARES模塊,一個完整的 PCB設(shè)計過程需要在前端設(shè)計上有 ISIS模塊的支持,它完成原理圖的調(diào)試,然后再導(dǎo)入 ARES模塊進(jìn)行 PCB設(shè)計。 ③ 3DVisualization 功能可以使設(shè)計者時刻觀察電路板 ,并且可從自身的視覺效應(yīng)出發(fā)對 PCB板各層面進(jìn)行不同顏色的觀察。其高效的撤銷和重新自動布線功能可快速布置出符合用戶要求且較完美的板圖,為用戶節(jié)省大量時間。此過程包括原理圖設(shè)計,網(wǎng)絡(luò)表的編譯與加載,器件放置,設(shè)置約束規(guī)則,布線并調(diào)整,檢查與修改等操作步驟。 仿真軟件 ARES 簡介 PROTEUS 嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺主要包括強(qiáng)大的 ISIS原理布圖工具;PROSPICE混合模型 SPICE仿真; ARES PCB設(shè)計三個功能模塊。 注意事項(xiàng): 在元器件的布局方面,應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得近一些,電源線的布置除了要根據(jù)電流的大小盡量加粗走線寬度外,在布線時還應(yīng)使電源線、地線的走線方向與數(shù)據(jù)線的走線方 向 一致 盡量加寬電源、地線寬 度,最好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是: 地線>電源線>信號線, PROTEUS 提供了自動布局 ,推薦使用,之后稍做調(diào)整即可達(dá)到設(shè)計要求。主要設(shè)置元器件的布置參數(shù)、板層參數(shù)、布線參數(shù)等 ; ③ 元器件布局。通過實(shí)例歸納步驟如下: ① 電路 文件導(dǎo)入(網(wǎng)絡(luò)表文件輸入)及 框架設(shè)計。 圖 點(diǎn)陣 1602LCD顯示電路 PCB 板的制作 印刷電路板( PCB)是一個設(shè)計走向產(chǎn)品的必經(jīng)之路, Proteus系統(tǒng)中提供了實(shí)現(xiàn)這種功能的軟件( ), 它與 電路很方便地變成印刷電路板 ,這個過程包括:建立文件,網(wǎng)絡(luò)表的加載,器件的放置,新器件的添加,自動布線,檢查和修改等操作步驟。 LCD1602 的介紹 顯示采用的是點(diǎn)陣 LCD,型號為 LCD1602, 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器( CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點(diǎn)陣字符圖形,如表 1 所示,這些字符有:阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等,每一個字符都有一個固定的代碼,比如大寫的英文字母 “A” 的代碼是 01000001B( 41H),顯示時模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來,我們就能看到字母 “A” 。本部分可以采用七段數(shù)碼 LED 顯示器,顯示數(shù)字、簡單字母和小數(shù)點(diǎn)等信息,但由于其顯示信息單一,人機(jī)交互不友好, 所以 本文采用字符型液晶顯示屏 LCD1602模塊。 鍵盤電路設(shè)計 鍵盤電路采用按鍵掃描的矩陣電路 ,在本系統(tǒng)中需要用到“ 09”、“確認(rèn)”“取消”、“ +”、“ ”等 14 個按鍵
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