【正文】 用數(shù)碼管顯示。EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(T2)1(T2EX)2(AD0) 39(AD1) 38(AD2) 37(AD3) 36(AD4) 35(AD5) 34(AD6) 33(AD7) 32(A8) 21(A9) 22(A10) 23(A11) 24(A12) 25(A13) 26(A14) 27(A15) 28PSEN 29ALE/PROG 30(TXD) 11(RXD) 10GND 20VCC 40U1S1712Y1R910KR101K C110uFC330PC430PVCCRSTRSTVCCGNDVCCP3.P3.12345678JP2VCCVCCGND參參 參參參參圖 21 STC89C52 單片機(jī)與液晶顯示模塊連接電路表 21 單片機(jī) I/O 口分配I/O 口 應(yīng)用 I/O 口 應(yīng)用 44 矩陣鍵盤輸入 — A/D 采樣輸入— D/A 轉(zhuǎn)換輸出 XTAL1XTAL2 時(shí)鐘輸入— 液晶顯示模塊 RESET 單片機(jī)復(fù)位信號(hào)東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（論文） 第二章 電子負(fù)載硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)總控制電路如圖 21 所示：STC89C52 單片機(jī)在系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)以下功能:設(shè)定值通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換輸出基準(zhǔn)電壓；實(shí)際工作電壓、電流 A/D 采樣；LCD 顯示；鍵盤輸入等。方案二：STC89C51 與 AT89C51 基本性能相同，但 STC89C51 RMB 較多,8K flash,串口可以直接燒程序，可以和 Keil 直連。方案一：采用 ATMEL 公司的 AT89C51,51 單片機(jī)價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。在整個(gè)電子負(fù)載系統(tǒng)中，主控器是系統(tǒng)的控制中心，其工作效率的高低關(guān)系到系統(tǒng)效率的高低以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。用 A/D 轉(zhuǎn)換器把電路中的電壓電流的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制轉(zhuǎn)化，然后用液晶顯示顯示出即時(shí)的電壓電流。PI 控制器控制 MOS 管的導(dǎo)通量變化與截止，從而達(dá)到保持電流恒定的目的。本制作的電子負(fù)載，主要實(shí)現(xiàn)其恒流工作模式，如圖 13 所示為方案三系統(tǒng)模塊框圖。(2)數(shù)據(jù)采集和處理程序。電子負(fù)載系統(tǒng)的硬件部分包括以下部分：（1） 單片機(jī)的選擇與 I/O 的分配（2） 液晶顯示模塊（3） 鍵盤模塊（4） D/A 轉(zhuǎn)換模塊（5） A/D 轉(zhuǎn)換電壓電流采樣模塊（6） 電流取樣 PI 控制器等組成的負(fù)反饋控制模塊（7） 電源電路模塊電子負(fù)載系統(tǒng)的控制程序，包括以下部分:(l)人一機(jī)聯(lián)系程序。 系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)方案電子負(fù)載系統(tǒng)由軟、硬件共同組成。通過(guò)運(yùn)放、PI 調(diào)節(jié)器及負(fù)反饋控制環(huán)路，能夠較精確的控制 MOS 管的導(dǎo)通量，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差的調(diào)節(jié)。這對(duì)于占空比的細(xì)調(diào)節(jié)不易控制，誤差較大。而且采用運(yùn)放進(jìn)行比較控制 MOS 管只有通和斷兩種情況，不能實(shí)現(xiàn)逐漸改變 MOS 管導(dǎo)通角的變化，不易控制。MOS 管在這里既作為電流的控制器件同時(shí)也作為被測(cè)電源的負(fù)載，通過(guò) PI 調(diào)節(jié)器控制 MOS 管的導(dǎo)通量，從而達(dá)到流過(guò)該電子負(fù)載的電流恒定，實(shí)現(xiàn)恒流工作模式。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(cè)電路、鍵盤電路、液晶顯示電路和驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)軟、硬件的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)。電路中的檢測(cè)電路為電壓、電流負(fù)反饋回路，通過(guò) 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)。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。 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(guò)比較器的比較結(jié)果及反饋來(lái)控制 MOSFET 的柵極電壓，從而達(dá)到其內(nèi)阻變化的目的。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(lái)吸收電流，流過(guò)該電子負(fù)載的電流恒定。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。（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，東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（論文） 第一章 電子負(fù)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 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。定電壓模式能被使用于測(cè)試電源的限流特性。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 。此方式適用于測(cè)試電壓源，電流源的啟動(dòng)與限流特性。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。若被測(cè)電壓在5～10V變化，設(shè)定電流為100mA，則當(dāng)調(diào)節(jié)被測(cè)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。它的基本工作方式有恒壓、恒流、恒阻、恒功率這幾種。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄基于單片機(jī)的電子負(fù)載畢業(yè)論文目 錄緒 論 ..................................................................1第一章 電子負(fù)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ............................................2 電子負(fù)載工作原理 .................................................2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 .....................................................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東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（論文） 目錄 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東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 電子負(fù)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第一章 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(cè)試直流穩(wěn)壓電源、蓄電池等電源的性能。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（占空比） ，靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備，它能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出負(fù)載電壓,精確調(diào)整負(fù)載電流,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載短路,模擬負(fù)載是感性阻性和容性,容性負(fù)載電流上升時(shí)間。（1）恒定電流方式在定電流模式中,在額定使用環(huán)境下, 不論輸入電壓大小如何變化, 電子負(fù)載將根據(jù)設(shè)定值來(lái)吸收電流。定電流模式能用于測(cè)試電壓源及AD/ DC電源的負(fù)載調(diào)整率。（2）恒定電阻方式此種狀態(tài)下，負(fù)載如純電阻，吸收與電壓成線性正比的電流?！≡诙娮枘Ｊ街? 電子負(fù)載將吸收與輸入電壓成線性的負(fù)載電流。（3）恒定電壓方式在定電壓方式下電子負(fù)載將吸收足夠的電流來(lái)控制電壓達(dá)到設(shè)計(jì)值。另外, 負(fù)載可以模擬電池的端電壓, 故也可以使用于測(cè)試電池充電器。本電子負(fù)載機(jī)實(shí)現(xiàn)了在恒流模式下一定范圍內(nèi)的正常工作，PI 調(diào)節(jié)器的基準(zhǔn)電壓由單片機(jī) D/A 轉(zhuǎn)換輸出。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求根據(jù)電子負(fù)載的原理，設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)恒流模式下的電子負(fù)載：能夠檢測(cè)被測(cè)電壓型電源的電流、電壓及功率并由液晶顯示。設(shè)計(jì)出最大功率為 100W，電流 O 一 20A，電壓 O 一 50V 的直流電子負(fù)載。方案二：如圖 12 所示，采用了單片機(jī)作為核心控制器，設(shè)計(jì)了 AD 電壓電流檢測(cè)電路、鍵盤電路、液晶顯示電路和驅(qū)動(dòng)電路，ATmegal6 單片機(jī)為核心處理器。單片機(jī)輸出一定占空比的 PWM 控制信號(hào)，控制功率電路 MOS 管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，來(lái)獲得實(shí)際所需的工作電流、電壓。東華理工大學(xué)畢業(yè)論文（論文）