【正文】 ....................3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案論證 .............................................3 系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)方案 .................................................5第二章 電子負(fù)載硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................6 核心處理器的設(shè)計(jì) .................................................6 顯示模塊的設(shè)計(jì) ...................................................7 鍵盤模塊 .........................................................8 D/A 轉(zhuǎn)換模塊的選擇 ...............................................10 采樣電路模塊 ....................................................11 電壓采樣電路 ................................................12 電流采樣電路 ................................................12 輸入的模擬量采樣 ............................................13 電流取樣 PI 控制器等組成的負(fù)反饋控制模塊 .........................14 PI 調(diào)節(jié)器 ........................................................15 功率電路模塊 ....................................................17 電子模擬負(fù)載方式的選擇 ......................................17 功率耗散 MOS 管的選型 ........................................17 電源電路的設(shè)計(jì) ..................................................19第三章 電子負(fù)載軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...........................................21 電壓電流 A/D 采樣程序設(shè)計(jì) ........................................22 液晶顯示子程序 ..................................................22 D/A 轉(zhuǎn)化程序 .....................................................23 鍵盤識(shí)別處理程序設(shè)計(jì) ............................................24第四章 系統(tǒng)調(diào)試 .......................................................25 硬件調(diào)試 ........................................................25 軟件調(diào)試 ........................................................26 軟硬件綜合調(diào)試 ..................................................26第五章 結(jié)論 ...........................................................27致 謝 .................................................................28參考文獻(xiàn) ...............................................................29附錄一 整體電路原理圖 .................................................30附錄二 電子負(fù)載設(shè)計(jì)程序 ...............................................31緒 論在人們生活的多個(gè)領(lǐng)域都要用到負(fù)載測試，如充電電源試驗(yàn)、蓄電池放電試驗(yàn)以及購買電池、電源時(shí)等都需要負(fù)載測試。 PI adjuster。關(guān)鍵詞：電子負(fù)載； 恒流模式； PI 調(diào)節(jié)器； AD 轉(zhuǎn)換； DA 轉(zhuǎn)換ABSTRACTThe principle of electronic load is control of transistors inside power MOSFET or the guide flux of power tube, it is a consumption power equipment which depends on the dissipation power of tube, there are four basic working ways that persistence pressure, constant current, the constant resistance, constant power .This design start with the analysis of DC electric load system solutions, it discussed the realization of the whole system hardware circuit and software in detail, and give a reasonable solution. In order to realize the control and the expansion of function conveniently, we adopted the STC89C52 microcontroller as the core controller, and designed the DA output control circuit, AD voltage current detection circuit, keyboard circuit, display circuit and drive circuit, through the coordination between hardware and software, finally, we realized the whole design. PI adjuster and negative feedback control loop of the circuit which control the grid voltage of MOSFET, so as to change its resistance. The core essences are the opamp, MOS tube here both as a control device and as a power load tested. Controlling the guide flux of the MOS tube, the resistance of the MOS tube will change accordingly, thus the current which flows the electronic load current will constant, At last, we realized constant current work pattern.This design can realize the Constantcurrent control of the electronic load: it can measured the current, voltage and power of Measured power and the LCD display. If it use situations in rated, no matter how the input voltage change in the constantcurrent mode (within a certain range), the electronic load will be based on setting to absorb the current, the current which flows the electronic load will constant.Key words: electronic load。本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)電子負(fù)載的恒流控制：能夠檢測被測電源的電流、電壓及功率并由液晶顯示。這個(gè)控制環(huán)路是整個(gè)電路的核心實(shí)質(zhì)，MOS 管在這里既作為電流的控制器件同時(shí)也作為被測電源的負(fù)載。為便于控制的實(shí)現(xiàn)和功能的擴(kuò)展，采用了STC89C52 單片機(jī)作為核心控制器，設(shè)計(jì)了 DA 輸出控制電路、AD 電壓電流檢測電路、鍵盤電路、顯示電路和驅(qū)動(dòng)電路，通過軟、硬件的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)。 摘 要電子負(fù)載的原理是控制內(nèi)功率 MOSFET 或晶體管的導(dǎo)通量，靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備，它的基本工作方式有恒壓、恒流、恒阻、恒功率這幾種。本設(shè)計(jì)從直流電子負(fù)載系統(tǒng)方案分析入手，詳細(xì)討論了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路和軟件實(shí)現(xiàn)，并給出較為合理的解決方案。通過運(yùn)放、PI 調(diào)節(jié)器及負(fù)反饋控制環(huán)路來控制 MOSFET 的柵極電壓，從而達(dá)到其內(nèi)阻變化?？刂?MOS 管的導(dǎo)通量，其內(nèi)阻發(fā)生相應(yīng)的變化，從而達(dá)到流過該電子負(fù)載的電流恒定，實(shí)現(xiàn)恒流工作模式。在額定使用環(huán)境下,恒流方式時(shí)不論輸入電壓如何變化（在一定范圍內(nèi)），電子負(fù)載將根據(jù)設(shè)定值來吸收電流，流過該電子負(fù)載的電流恒定。 constantcurrent pattern。 AD transform。當(dāng)前，國內(nèi)外對上述產(chǎn)品的試驗(yàn)一般都采用傳統(tǒng)的靜態(tài)負(fù)載(如電阻、電阻箱、滑線變阻器等)能耗放電的辦法進(jìn)行。由于鐵道電氣化供電、電氣牽引、信號(hào)控制 、無線通信、計(jì)算機(jī)指揮調(diào)度中心及家庭日常生活等應(yīng)用領(lǐng)域都在大量應(yīng)用各種各樣的電源，因此人們對電子負(fù)載的需求越來越多，對其性能要求也越來越高。為準(zhǔn)確檢測電源的可靠性和帶載能力，因此把電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)電源的可靠檢測。直流電子負(fù)載比起交流電子負(fù)載，應(yīng)用的歷史較長，范圍更廣。隨后又有工作人員將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電子負(fù)載中，逐步可實(shí)現(xiàn)定電流模式和可編程斜率模式。隨著功率場效應(yīng)晶體管 (MOSFET)，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和場效應(yīng)晶閘管(McT)等主要開關(guān)器件的出現(xiàn)以及電力電子變換器拓?fù)涞陌l(fā)展，由于變換器能更好的將一種電能變?yōu)榱硪环N或多種形式的電能，交流電子負(fù)載也得到了實(shí)現(xiàn)。交流電源出廠試驗(yàn)通常采用電阻箱耗能的辦法，它存在調(diào)節(jié)不便、自動(dòng)化程度低、耗電量大等缺點(diǎn)，而采用交流電子負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)可有效克服這些缺點(diǎn)，它可使試驗(yàn)更加簡單、靈活，且大大降低試驗(yàn)的成本。它有恒流、恒阻、恒壓和恒功率功能，以及短路，過流，動(dòng)態(tài)等等，應(yīng)該說所有的電源廠家都會(huì)有用，而且也必須有。電子負(fù)載與傳統(tǒng)的模擬電阻性負(fù)載相比具有節(jié)能、體積小、重量輕、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，由于電子負(fù)載所具有的性能特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，電子負(fù)載被越來越多地應(yīng)用到各種試驗(yàn)場合。第一章 電子負(fù)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 電子負(fù)載工作原理電子負(fù)載用于測試直流穩(wěn)壓電源、蓄電池等電源的性能。它的基本工作方式有恒壓、恒流、恒阻、恒功率這幾種。若被測電壓在5～10V變化，設(shè)定電流為100mA，則當(dāng)調(diào)節(jié)被測電壓值時(shí)，負(fù)載上的電流值應(yīng)維持在100mA不變, 而此時(shí)負(fù)載值是可變的。負(fù)載調(diào)整率是電源在負(fù)載變動(dòng)情況下能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓的能力, 是電源輸出電壓偏差率的百分比。此方式適用于測試電壓源，電流源的啟動(dòng)與限流特性。若負(fù)載設(shè)定為1 kΩ, 當(dāng)輸入電壓在1～10 V 變化時(shí), 電流變化則為10～100 mA 。定電壓模式能被使用于測試電源的限流特性。（4）恒定功率方式在定功率工作模式時(shí)，電子負(fù)載所流入的負(fù)載電流依據(jù)所設(shè)定的功率大小而定，此時(shí)負(fù)載電流與輸入電壓的乘積等于負(fù)載功率設(shè)定值，即負(fù)載功率保持設(shè)定值不變。用 A/D 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)連接把電路中電壓電流的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后用液晶顯示方式顯示出即時(shí)的電壓電流。在額定使用環(huán)境下,恒流方式為不論輸入電壓如何變化（在一定范圍內(nèi)） ，電子負(fù)載將根據(jù)設(shè)定值來吸收電流，流過該電子負(fù)載的電流恒定。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案論證根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，得出以下三種方案：方案一：如圖 11 所示，運(yùn)用傳統(tǒng)的電子負(fù)載設(shè)計(jì)方式，通過比較器的比較結(jié)果及反饋來控制 MOSFET 的柵極電壓，從而達(dá)到其內(nèi)阻變化的目的。鍵盤、串口通訊和 LCD 實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，MOS 管電路為電子負(fù)載主電路。電路中的檢測電路為電壓、電流負(fù)反饋回路，通過 A/D 采集到單片機(jī)，與預(yù)置值進(jìn)行比較，作為單片機(jī)進(jìn)一步調(diào)節(jié) PWM 占空比的依據(jù)。采用了 STC89C52 單片機(jī)作為核心控制器，設(shè)計(jì)了 DA 輸出控制電路、AD 電壓電流檢測電路、鍵盤電路、液晶顯示電路和驅(qū)動(dòng)電路，通過軟、硬件的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)。MOS 管在這里既作為電流的控制器件同時(shí)也作為被測電源的負(fù)載，通過 PI 調(diào)節(jié)