摘要
摘要
随着电力电子技术的、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，为电源检测技术带来了革命性的变化。由于铁道电气化供电、电气牵引、信号控制、无线通信、计算机指挥调度中心及家庭日常生活等应用领域都在大量应用各种各样的电源，因此人们对电子负载的需求越来越多，对其性能要求也越来越高。而传统的电源检测技术面临着极大的挑战。为准确检测电源的可靠性和带载能力，因此把电力电子技术和微机控制技术有机地结合起来，实现电源的可靠检测。
本系统主要以89c51单片机为控制核心；设计恒流方式的电子负载，即无论电压如何变化，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在数码管上显示。
关键词：电子负载；单片机（MCU）；数模（D/A）；PWM。
Abstract
With the power electronics technology, computer technology and the rapid development of automatic control technology for power detection technology brings revolutionary change. As the railway electrification power supply, electric traction, signal control, wireless communication, computer and family life control center applications such as a large number of applications in a variety of power supply, so people need more and more electronic load on performance requirements are also increasing. The traditional power detection is facing a great challenge. For the accurate detection of power supply reliability and load capacity, so the power electronics technology and computer control technology combined organically to achieve reliable detection of power supply.
System mainly 89c51 microcontroller to control the core; design constant current mode of electronic load, that is, no matter how the change in voltage, current through the electronic load current constant, and the current value can be set. Including the control circuit (MCU), drive isolation circuit (PWM wave), the main circuit, sampling circuit, display circuit, communication circuit, the keyboard scanning circuit.
Key Words: E-LOAD, SingleChip(MCU), Analog to Digital Convertor,Digital to Analog Convertor，PWM。
目录
摘要........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1电子负载的原理及概述 (1)
1.1电子负载的意义 (1)
1.2电子负载的工作方式 (1)
1.2.1恒定电流方式 (1)
1.2.2恒定电阻方式 (2)
1.2.3恒定电压方式 (2)
1.3在本设计中要做的主要任务 (3)
2 系统硬件设计 (4)
2.1电子负载设计模块方框图 (4)
2.2单片机学习应用的六大重要部分 (4)
2.3 AT89C51单片机的应用 (6)
2.3.1 AT89C51单片机性能特点 (6)
2.3.2 AT89C51各引脚图及各管脚功能 (7)
2.4电源 (8)
2.4.1芯片介绍 (8)
2.4.2原理图 (9)
2.5 A/D转换器接口ADC0809 (9)
2.6系统显示模块 (11)
2.7电压、电流采样 (11)
2.7.1电压采样 (11)
2.7.2电流采样 (13)
2.7.3 MOSFET场效管的应用 (14)
2.7.4 集成运放的应用 (15)
2.8 系统保护电路的设计 (17)
2.8.1过流保护 (17)
2.8.2过压、短路保护 (18)
3 系统软件设计 (19)
3.1汇编程序设计概述 (19)
3.2 Keil开发软件介绍 (19)
3.3 ADC0809模数转换子程序设计 (20)
3.4显示子程序 (21)
3.5电子负载程序设计流程图 (22)
4 系统的可靠性设计 (24)
4.1硬件系统的可靠性设计 (24)
4.1.1硬件系统可靠性设计所注意事项 (24)
4.2 软件系统的可靠性设计 (25)
4.2.1指令冗余 (25)
4.2.2拦截技术 (25)
4.2.3软件“看门狗”技术 (26)
结论 (28)
致谢 (29)
参考文献 (30)
附录1：电子负载程序设计 (31)
附录2：原理图 (49)
1 电子负载的原理及概述
在电子技术应用领域,经常要对开关电源、线性电源、UPS 电源、变压器、整流器、电池、充电器等电子设备进行测试，如何对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试，一直是仪表测试行业研究的问题。传统的测试方法中一般都采用电阻、滑线变阻器、电阻箱等充当测试负载，但这些负载不能满足我们对负载多方面的要求，如：恒定电流的负载；带输出接口的负载；随意调节的负载、恒功率的负载、动态负载；多输出端口的负载等。现在有一种新型多功能的电子负载，可据实际应用中对负载特性的要求进行设置，满足了我们对负载的各种要求，解决了开发研制测试中的困难。
1.1 电子负载的意义
电子负载即电子负荷。凡是能够消耗能量的器件,可以广泛地称为负载。电子负载能消耗电能，使之转化成热能或其它形式的能量。静态的电子负载可以是电阻性(如功率电阻、滑线变阻器等) 、电感性、电容性。但实际应用中，负载形式就较为复杂，如动态负载，消耗功率是时间函数，或电流、电压是动态的，也可能是恒定电流、恒定电阻、恒定电压，不同峰值系数(交流情况下)，不同功率因数或瞬时短路等。电子负载就是在实际应用中负载比较复杂的情况下而设计生产的测试设备。它能替代传统的负载，如电阻箱、滑线变阻器、电阻线、电感、电容等。尤其对吸收恒定电流或以恒定电压吸收电流，或电压电流都要在设定范围突变等传统方法不能解决的领域里，更能显示出优越性能。
1.2 电子负载的工作方式
直流电子负载可以具备恒定电流、恒定电阻、恒定电压、动态负载及短路负载等工作方式。
1.2.1恒定电流方式
图1－1是电子负载与被测电源的连接图和外特性图。在定电流模式中,在额定使用环境下, 不论输入电压大小如何变化, 电子负载将根据设定值来吸收电流。
若被测电压在5～10V变化，设定电流为100mA，则当调节被测电压值时，负载上的电流值应维持在100mA不变, 而此时负载值是可变的。定电流模式能用于测试电压源及AD/ DC电源的负载调整率。负载调整率是电源在负载变动情况下能够提供稳定的输出电
压的能力, 是电源输出电压偏差率的百分比。
图1－1 电子负载的恒定电流工作方式
1.2.2恒定电阻方式
此种状态下，负载如纯电阻，吸收与电压成线性正比的电流。此方式适用于测试电压源，电流源的启动与限流特性。
图1-2为恒阻方式连接图和外特性图, 在定电阻模式中, 电子负载将吸收与输入电压成线性的负载电流。若负载设定为1 kΩ, 当输入电压在1～10 V 变化时, 电流变化则为10～100 mA (图1-2) 。
图1－2 电子负载的恒定电阻工作方式
1.2.3恒定电压方式
图1－3为电子负载与被测电源连接图和外特性图。在此方式下电子负载将吸收足够的电流来控制电压达到设计值。
定电压模式能被使用于测试电源的限流特性。另外, 负载可以模拟电池的端电压, 故也可以使用于测试电池充电器。
图1－3 电子负载的恒定电压工作方式
1.3在本设计中要做的主要任务
⑴设计电压采样硬件电路
HCPL－7840芯片是HP公司出品的双直插8脚封装的集成隔离放大器，它有优越的性能，像CMRR、失调电压、非线性度、工作温度范围和工作电压等都有严格的指标。低失调电压和低失调温度系数允许自动校准技术的精确运用。5%的增益容忍度和0.1%的线性度，为精确的负反馈和控制进一步提供性能需求。较宽的温度范围允许HCPL－7840被运用于各种恶劣的工作环境。
它能够传输模拟信号的线性光耦，对主电路和控制电路进行隔离，这样可避免电源噪声或电磁干扰的影响，避免电流功率电路对控制电路的损害。
⑵设计电流采样硬件电路
电流采样中，借助采样电阻首先将电流信号转换为电压信号，装换为电压信号后，再用HCPL－788J隔离，它是带短路和过载检测功能的隔离运放芯片，电流过载后能在5us从内部向单片机发送中断信号，及时保护MOSFET。其输入范围为：-250mv～＋250mv；对应输出为0～４Ｖ；电子负载电流输入范围是０～５Ａ；选用０.０４Ω采样电阻
⑶设计功率驱动电路。
HCPL-4504系列传送延迟小，电流转换率高。HCPL-4504系列同时保证了传送延迟差异的最小化（tPLH-tPHL）。这些特性使得HCPL-4504系列系列成为IPM逆变器死区时间和其他配电问题的出色解决方案。HCPL-4504的电流转换率﹑传送延迟和共模抑制被规定为同时符合便于应用的TTL和IPM。
2 系统硬件设计
2.1 电子负载设计模块方框图
图2－1 电子负载设计模块方框图
2.2单片机学习应用的六大重要部分
⑴总线：我们知道，一个电路总是由元器件通过电线连接而成的，在模拟电路中，连线并不成为一个问题，因为各器件间一般是串行关系，各器件之间的连线并不很多，但计算机电路却不一样，它是以微处理器为核心，各器件都要与微处理器相连，各器件之间的工作必须相互协调，所以需要的连线就很多了，如果仍如同模拟电路一样，在各微处理器和各器件间单独连线，则线的数量将多得惊人，所以在微处理机中引入了总线的概念，各个器件共同享用连线，所有器件的8根数据线全部接到8根公用的线上，即相当于各个器件并联起来，但仅这样还不行，如果有两个器件同时送出数据，一个为0，一个为1，那么，接收方接收到的究竟是什么呢？这种情况是不允许的，所以要通过控制线进行控制，使器件分时工作，任何时候只能有一个器件发送数据（可以有多个器件同时接收）。器件的数据线也就被称为数据总线，器件所有的控制线被称为控制总线。在单片机内部或者外部存储器及其它器件中有存储单元，这些存储单元要被分配地址，才能使用，分配地址当然也是以电信号的形式给出的，由于存储单元比较多，所以，用于地址分配的线也较多，这些线被称为地址总线。
⑵数据、地址、指令：之所以将这三者放在一起，是因为这三者的本质都是一样的——数字，或者说都是一串‘0’和‘1’组成的序列。换言之，地址、指令也都是数据。
指令：由单片机芯片的设计者规定的一种数字，它与我们常用的指令助记符有着严格的一一对应关系，不可以由单片机的开发者更改。地址：是寻找单片机内部、外部的存储单元、输入输出口的依据，内部单元的地址值已由芯片设计者规定好，不可更改，外部的单元可以由单片机开发者自行决定，但有一些地址单元是一定要有的（详见程序的执行过程）。数据：这是由微处理机处理的对象，在各种不同的应用电路中各不相同，一般而言，被处理的数据可能有这么几种情况：
①地址（如MOV DPTR，1000H），即地址1000H送入DPTR。
②方式字或控制字（如MOV TMOD，#3），3即是控制字。
③常数（如MOV TH0，#10H）10H即定时常数。
④实际输出值（如P1口接彩灯，要灯全亮，则执行指令：MOV P1，#0FFH，要灯全暗，则执行指令：MOV P1，#00H）这里0FFH和00H都是实际输出值。又如用于LED的字形码，也是实际输出的值。
理解了地址、指令的本质，就不难理解程序运行过程中为什么会跑飞，会把数据当成指令来执行了。
⑶P0口、P2口和P3的第二功能用法：初学时往往对P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，认为第二功能和原功能之间要有一个切换的过程，或者说要有一条指令，事实上，各端口的第二功能完全是自动的，不需要用指令来转换。如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号，当微片理机外接RAM或有外部I/O口时，它们被用作第二功能，不能作为通用I/O口使用，只要一微处理机一执行到MOVX指令，就会有相应的信号从P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令说明。事实上‘不能作为通用I/O口使用’也并不是‘不能’而是（使用者）‘不会’将其作为通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一条SETB P3.7的指令，并且当单片机执行到这条指令时，也会使P3.7变为高电平，但使用者不会这么去做，因为这通常会导致系统的崩溃。
⑷程序的执行过程：单片机在通电复位后8051内的程序计数器（PC）中的值为‘0000’，所以程序总是从‘0000’单元开始执行，也就是说：在系统的ROM中一定要存在‘0000’这个单元，并且在‘0000’单元中存放的一定是一条指令。
⑸堆栈：堆栈是一个区域，是用来存放数据的，这个区域本身没有任何特殊之处，就是内部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用数据的方式，即所谓的‘先进后出，后进先出’，并且堆栈有特殊的数据传输指令，即‘PUSH’和‘POP’，有一个特殊的专为其服务的单元，即堆栈指针SP，每当执一次PUSH指令时，SP就（在原来值的基础上）自动加1，每当执行一次POP指令，SP就（在原来值的基础上）自动减1。由于SP中的值可以用指令加以改变，所以只要在程序开始阶段更改了SP的值，就可以把堆栈设置在规定的内存单元中，如在程序开始时，用一条MOV SP，#5FH指令，就时把堆栈设置在从内存单元60H开始的单元中。一般程序的开头总有这么一条设置堆栈指针的指令，因为开机时，SP的初始值为07H，这样就使堆栈从08H单元开始往后，而08H到
1FH这个区域正是8031的第二、三、四工作寄存器区，经常要被使用，这会造成数据的混乱。不同作者编写程序时，初始化堆栈指令也不完全相同，这是作者的习惯问题。当设置好堆栈区后，并不意味着该区域成为一种专用内存，它还是可以象普通内存区域一样使用，只是一般情况下编程者不会把它当成普通内存用了。
⑹单片机的开发过程：这里所说的开发过程并不是一般书中所说的从任务分析开始，我们假设已设计并制作好硬件，下面就是编写软件的工作。在编写软件之前，首先要确定一些常数、地址，事实上这些常数、地址在设计阶段已被直接或间接地确定下来了。如当某器件的连线设计好后，其地址也就被确定了，当器件的功能被确定下来后，其控制字也就被确定了。然后用文本编辑器（如EDIT、CCED等）编写软件，编写好后，用编译器对源程序文件编译，查错，直到没有语法错误，除了极简单的程序外，一般应用仿真机对软件进行调试，直到程序运行正确为止。运行正确后，就可以写片（将程序固化在EPROM中）。在源程序被编译后，生成了扩展名为HEX的目标文件，一般编程器能够识别这种格式的文件，只要将此文件调入即可写片。在此，为使大家对整个过程有个认识，举一例说明：
单片机试验板ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START：
MOV SP，#5FH ;设堆栈
LOOP：
NOP
LJMP LOOP ；循环
END ；结束
2.3 AT89C51单片机的应用
本系统需要实时测量数据输入，并进行瞬间处理。又考虑到实际生产中的装置体积、造价及快速、稳定性，因此选用ATMEL公司的AT89C系列的AT89S51，AT89S系列单片机硬件设计简单，指令系统设计精练。
2.3.1 AT89C51单片机性能特点
ATMEL89系列单片机是美国ATMEL公司的8位快速可编程/擦除只读存储器（FPEROM）单片机系列。它是以8031核构成，与MCS-51指令系统和引脚完全兼容的、采用ATMEL公司的高精度、非易失性存储技术制造，芯片上的FPEROM允许在线或采用通用的非易失存储器编程器对程序存储器重复编程。
89系列单片机是低功耗CMOS工艺、内部含Flash存储器的特殊单片机，正是因为这特殊性，89系列单片机在产品开发及生产便携式商品、手提式仪器等方面有着十分广泛的应用，也是目前取代传统的MCS-51系列单片机的主流单片机之一。本系统选用标准型单片机AT89C51，其结构特点如下:
⑴ 8 位 CPU；
⑵片内有4KB可在线重复编程快闪擦写存储器（Flash memory）；
⑶存储器可循环擦写1000次；
⑷宽工作电压范围：Vcc可由4—6V；
⑸程序存储器具有3级锁存保护；
⑹ 128×8位内部RAM；
⑺片内振荡器及时钟电路；
⑻ 32条可编程I/O线；
⑼ 2个16位定时器/计数器；
⑽中断结构具有5个中断源和2个中断优先级；
⑾可编程全双工串行接口；
⑿看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器；
⒀空闲状态维持低功耗和掉电状态保护存储内容。
2.3.2 AT89C51各引脚图及各管脚功能
AT89C51单片机的封装形式可有很多种类型，如PDIP、PQFP/TQFP、PLCC形式，多数都是采用PDIP－40形式，如图2-2所示。
图2-2 AT89C51引脚图
引脚功能说明：
Vcc:电源电压
GND:接地端
P0口: P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部
）。
信号拉低时会输出一个电流（I
IL
Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻
）。
拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（I
IL P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能。
XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
2.4电源
2.4.1 芯片介绍
HCPL－ 7805 系列为 3 端正稳压电路,TO-220 封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达 1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。
主要特点：输出电流可达 1A;输出电压有：5V;过热保护;短路保护;输出晶体管 SOA 保护。
图 2-3 HCPL7805
2.4.2 原理图
图2-4 电源原理图
2.5 A/D转换器接口ADC0809
⑴性能特点
ADC0809是一种8路模拟输入的8位逐次逼近式A/D转换器，为CMOS型单芯片器件。其内部除8位A/D转换电路外，还有一个8路模拟开关，其作用可根据地址译码信号来选择8路模拟输入而共用一个A/D转换器。
转换结果通过三态输出锁存器输出，因此可以直接与系统数据总线相连。
⑵封装及管脚功能介绍
ADC0809芯片为28引脚，双列直插式封装，其引脚排列图如图示。
图2-5 ADC0809引脚图
ADC0809各引脚功能如下：
IN0～IN7八路模拟量输入端。
D0～D7为8位数字量输出端。
START 为启动信号输人端，高电平有效。在该信号的上升沿清除ADC内的寄存器，在下降沿启动转换。
ALE 为地址锁存控制信号，由低电平至高电平的正跳变将通道地址锁存至地址锁存器。
通常把START和ALE连接在一起，通过程序输入一个正脉冲启动A/D转换。
EOC 为转换结束信号，转换结束为高电平，可作中断请求信号。
OE 为输出允许控制，当OE有效时，可把内部转换的数据送往数据总线。
⑶ADC0809与AT89S51接口设计如图所示。
图2-6 AT89S51与ADC0809连接
2.6 系统显示模块
为节省单片机端口，此设计使用74LS138三－八译码器及4543－BCD码七段译码器。这样只需占用单片机的一个口，就可以动态显示8位LED数码管，大大减少了对单片机管脚的占用。
74LS138三－八译码器及4543－BCD码七段译码器外形封装如图所示。
图2-7 74LS138、4543外形封装
数码管选用四位一体的四联数码管，其外形及内部线路如图所示：
图2-8 四联数码管外形及内部连
2.7电压、电流采样
2.7.1 电压采样
HCPL－7840芯片是HP公司出品的双直插8脚封装的集成隔离放大器，它有优越的性能，像CMRR、失调电压、非线性度、工作温度范围和工作电压等都有严格的指标。低失调电压和低失调温度系数允许自动校准技术的精确运用。5%的增益容忍度和0.1%
的线性度，为精确的负反馈和控制进一步提供性能需求。较宽的温度范围允许HCPL－7840被运用于各种恶劣的工作环境。
它能够传输模拟信号的线性光耦，对主电路和控制电路进行隔离，这样可避免电源噪声或电磁干扰的影响，避免电流功率电路对控制电路的损害。
如图：7840的脚1、脚8分别为两组+5V电源的正端VDD1和VDD2；脚4和脚5为+5V电源地GND1和GND2；脚2为VIN+、脚3为VIN-、脚7和脚6分别为VOUT+和VOUT-。
图2-9 HCPL7840
图2-10 电压采样原理图（a）
图2-11 电压采样原理图（b）
2.7.2电流采样
电流采样中，借助采样电阻首先将电流信号转换为电压信号，装换为电压信号后，再用HCPL－788J隔离，它是带短路和过载检测功能的隔离运放芯片，电流过载后能在5us从内部向单片机发送中断信号，及时保护MOSFET。其输入范围为：-250mv～＋250mv；对应输出为0～4Ｖ；电子负载电流输入范围是0～5Ａ；选用0.04Ω采样电阻。
图2-12 HCPL788J
图2-13电流采样原理图（a）
图2-14电流采样原理图（b）
2.7.3 MOSFET场效管的应用
MOS型晶体管的特点是特别适合于开关状态工作，因为它正向导通时的电阻极小，而且开关速度快，所以是一种理想的开关元件。
⑴ MOS型场效应管的特点
①栅极控制功率小。和双极型晶体管相比，MOS管栅极是绝缘的、在高频工作时虽然有栅极电流存在。但其值甚小，所以栅极的输入功率也很小。
②由于MOS管是电压控制器件，它不像双极型晶体管那样，在基区有可能积存大量少数载流子，从而影响高速开关。所以同样功率的管子，MOS型的开关速度要比双极型管子快得多。
③MOS管子的耐压比双极型管于低．通常很少超过1000V．而双极型管子可以做到1600V以下．这对于大功率开关而言，无疑是一大缺点。
④MOS管子不像双极型管子那样存在明显的二次击穿现象，所以在中、低压情况下，其工作的可靠性要高—些。过电压保护的设计也可以简单一些。
⑵MOS型场效应管的输出特性曲线
MOS型场效应管的输出特性曲线如图所示；其内部结构如图所示。
图2-15 MOS型场效管输出特性曲线
图2-16 MOS场效管内部结构
⑶MOS型场效应管的选型
鉴于MOS管的良好开关特性，在此次设计中，对被测电源功率的控制，也就是对电流的控制，决定选用场效管IRFP254。
MOSFET场效管IRFP254参数：
①漏极－源极击穿电压Vdss=250V；
②静态导通电阻Rds(on)=0.14 ；
③漏源连续导通电流Id=23A。
2.7.4 集成运放的应用
在本设计中，电流信号的检测放大部分、单片机控制功率信号输出部分，以及场效应管驱动信号部分，均应用集成运放芯片进行信号的放大及处理。以下对应用到的运放功能作进一步介绍。
⑴集成运放基本反相放大电路应用
图2-17 集成运放基本反相放大电路
①图2-17为运放基本反相放大电路。图中R1为输入隔离电阻，Rf为负反馈电阻，Rp为平衡电阻。Rp＝R1//Rf。Rw为调零电位器。
电路的闭环放大倍数为Avf＝－Rf／R1。代入电阻数值，电路的Avf值为100。负号表示输出电压与输入电压相位相反。
电路的输入电阻为R1，若要保证电路放大倍数足够大，则Rf值势必要相应的增大。这将使电路的精度下降、漂移增大。所以基本反相放大器只适用于输入阻抗要求不高的场合。
②基本反相放大电路的调整方法：
先将输入端接地，细心调整Rw调零电位器，使输出电压为零。为减少输入基极电流造成的误差，应使平衡电阻Rp等于R1和Rf的并联。在实际调整中，应根据实测结果对Rf值进行适当调整，以满足所需增益的要求。
⑵集成运放基本同相放大电路应用
图2-18 运放基本同相放大电路
①图2-18为运放基本同相放大电路。
同相放大电路闭环放大倍数计算公式为：
Avf＝1＋R3/R2
由公式可见，选用系列电阻时，闭环放大倍数不容易为整数。
②电路的调整方法和注意事项
将输入端接地，调整调零电位器R4，使输出电压为零。
同相放大器将引入等于输入信号的共模电压，这将对运放的输入共模电压范围提出较高的要求。也就是说，同相放大器的输入信号不得超过运放的输入共模电压范围。
在作为跟随器使用时，跟随精度与共模抑制比直接有关。
⑶集成运放基本差动放大电路应用
①实用中往往用差动放大器来放大来自传感器的微弱电信号。图为一种实用电路。
图2-19 运放差动放大电路
②电路的调整方法和注意事项：
电子电路设计论文 ——8位抢答器智能系统 一、前言 在电子科学技术高速发展的今天，高科技产品越来越多的应用在我们的日常生活中，每时每秒我们都能感受到产品的更新换代产品乃至技术革新的日新月异都让人对以相信。像日常我们工作所用到的电脑、手机等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便，但这要归功于科学技术的高速发展。 二、设计目的与要求 1 .设计目的 通过课程设计，对数字逻辑的基本内容有进一步的了解，特别是时序逻辑电路的设计。能把上学期学到的数字逻辑理论知识进行实践，操作。在提高动手能力的同时对常用的集成芯片有一定的了解，在电路设计方面有感性的认识。而且在进行电路设计的时候遇到问题，通过独立的思考有利于提高解决问题的能力。在经过课程设计后，更明白数字逻辑电路设计的一般方法，以及在遇到困难怎么排除问题。 2. 设计要求 8设计要求包括： 1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如,30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统通过一个指示灯报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 三、电路原理、设计思路、设计方案 （一）工作原理及设计方案 抢答器是为竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，竞赛者可以分为若干组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如,30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显
电子课程设计实验报告 项目：激光无弦琴 目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 一、引言 (1) 二、激光琴简介 (1) 三、激光琴原理 (2) 1、基本原理 (2) 2、功能结构原理 (2) 3、系统组成部分 (2) 4、工作原理 (2) 四、单片机原理说明 (3) 五、电路原理图 (4) 1、感光部分电路 (4) 2、发音电路 (4) 六、流程图 (5) 七、实验所需器材 (5)
八、电路实物图 (6) 九、改进方案设计 (6) 十、激光琴未来发展之路 (6) 十一、结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (7) 项目课题：无弦激光琴 摘要：伴随着激光技术的发展和广泛应用，激光已不仅在农业、工业、医疗 上得到广泛应用而且激光在与电子技术结合也得到了很好的体现。利用5个激光管发出的光束作为琴弦，利用单片机控制拨动激光琴弦时发出不同音调的声音，当在激光照射时单片机读取光敏电阻的电压为低电平，令它的逻辑电平为0；当无激光照射时单片机读取光敏电阻的电压为高电平，令它的逻辑电平为1。因此当遮挡激光的光线时它就能在电路中产生开关的效果。因而，当我们用手遮挡激光的时候对应的光敏电阻的电压为高电平，此时激光琴就会发出声音，连续遮挡不同的激光管就能演奏出动听的音乐。 关键词：激光管,激光技术,激光琴,光敏电阻 Project: The laser harp Abstract:Along with the development and wide application of laser technology, the laser has not only been widely used in the agricultural industrial medical and laser in combination with electronic technology has also been well represented. We make the five beam emitted from the laser tube as the strings use of single-issue and produce different tones of voice. SCM detect photosensitive resistor at both ends is low when the laser irradiated, so it's logical level 0 and the photosensitive resistor voltage read by the microcontroller when the laser irradiation is high so it logic level 1. Therefore, when the laser light was covered, it make an efficiency of the switch . Thus, when we block the laser by hands the resistance of the photosensitive resistor corresponding voltage is high, the laser piano will sound, and the laser tube will be able to play a fantastic music while covering different laser light.
编号： 高频电路设计与制作 实训论文说明书 题目：调频接收机 学院： 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2014年1 月9 日
摘要 收音机从它的诞生至今，不仅方便了媒体信息的传播，也推进了现代电子技术和更先进的电信设备的发展。目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场。从分立元件组成的收音机到集成电路组成的收音机，调频收音机技术以达到十分成熟的地步。从普通的调幅收音机到高级调频收音机，调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。 在本次设计中，主要是利用集成电路CXA1691BM搭建成为接收机电路。该系统要求能对不同波形的话音信号进行调制、发送、接收和解调。CXA1691BM是一个单芯片FM/AM 收音IC专用无线收录机，由索尼公司生产。使用它来制作收音机可以实现通信的可靠性、通信的距离、设备的微型化、省电和轻巧等。CXA1691BM是一块适用于单声道便携式或手掌式超小型调频收音机的专业电路。应用时外围元件少，成本低廉，电路简单，调试方便，性能稳定等等优点，可以优先选择该电路设计制作收音机。 关键词：CXA1691BM；调频；接收机
Abstract The radio from its birth until now, went to the lavatory not only media dissemination of information, but also promote the modern electronic technology and more advanced telecommunications equipment development. Currently FM type or amplitude type radio, typically use the specialized super heterodyne type; it has a high sensitivity, stable and good selectivity and the distortion degree of small advantages. With the development of science and technology, the FM radio is widely used, especially the consumer a considerable market. Radio from discrete components to integrated circuits consisting of radio, FM radio technology to reach a mature stage. From ordinary AM radio to advanced FM radio, FM radio with high technological content and high sound quality has been widely welcomed. In the design, mainly to take advantage of the integrated circuit CXA1691BM structures become the receiver circuit. The system required for modulating the voice signal of the different waveforms, the transmission, reception and demodulation. CXA1691BM is a single-chip FM / AM radio IC dedicated wireless radio cassette recorders manufactured by Sony. Use it to produce the radio can be achieved the reliability of communication, the communication distance, the miniaturization of the device, saving and lightweight, etc... CXA1691BM a mono portable or palm small FM radio professional circuit. Fewer external components in the application, and low cost, simple circuit, commissioning, stable performance advantages, Radio Select the circuit design. Keywords: CXA1691BM；frequency modulation；Receiver
本科生实验报告 实验课程电子系统设计 学院名称 专业名称测控技术与仪器 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二〇年月——二〇年月
实验一、运放应用电路设计 一、实验目的 （1）了解并运用NE555定时器或者其他电路，学会脉冲发生器的设计，认识了解各元器件的作用和用法。 （2）掌握运算放大器基本应用电路设计 二、实验要求 （1）使用555或其他电路设计一个脉冲发生器，并能满足以下要求：产生三角波V2，其峰峰值为4V，周期为0.5ms，允许T有±5%的误差。 V2/V +2 图1-1 三角波脉冲信号 （2）使用一片四运放芯片LM324设计所示电路，实现如下功能：设计加法器电路，实现V3=10V1+V2,V1是正弦波信号，峰峰值0.01v，频率10kHz。 V3 图1-2 加法电路原理
三、实验内容 1、555定时器的说明： NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率的脉波讯号。 a. NE555的特点有： 1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。 3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。 b. NE555引脚位配置说明下： NE555接脚图： 图1-3 555定时器引脚图 Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
姓名: 李渺 学号: 1002160112 系（院）: 邮电与信息工程学院专业: 电气自动化 班级: 01班 授课老师: 胡为兵 总成绩:
变频技术简介 设计说明，含设计题目，作用，设计依据（技术要求） 正文 小结 参考资料 一、变频技术简介 随着科学的发展，变频器的使用也越来越广泛，不管是工业设备上还是家用电器上都会使用到变频器，可以说，只要有三相异步电动机的地方，就有变频器的存在，要熟练地使用变频器，还必须掌握三相异步电动机的特性，因为变频器与三相异步电动机有着密切的联系。 1、变频调速基本原理 交流变频调速器（简称变频器）是建立在微处理器、电力电子学、电机学、现代控制理论基础之上的现代机电一体化高新技术产品。其工作原理是将三相工频交流电整流成直流电，再由直流电转换成交流电（交－直－交）。根据要求，可以从0～50Hz（或更高频率）之间输出任意频率。因此，通过对变频器输出频率的控制，实现交流电动机的调速，最终达到对传动负载的精确定量控制。：是应用当今国际最新变频技术产品——交流变频调速器，对交流电机进行无级调速控制的高新技术。变频调速控制系统主要由电控设备、变频器、交流电动机、传动机械及传感器等部分组成。变频控制系统可进行开环控制，也可进行闭环控制。开环系统的控制是通过设定值的改变，来实现对被控制对象输出值的直接控制。闭环控制系统是通过被控制对象反馈系统与设定值的动态比较，自动调节被控电机的转速，从而实现对被控制对象输出的控制。 2、变频调速的特点 变频调速的主要特点是通过变频器改变输出频率及输出电压，实现交流电机转速或被控对象输出的控制。此外，还具有以下优点： ①．由于变频器在启动过程中，输出频率由0Hz平滑地逐渐上升，电压从0V按比例上升到额定电压，电机无任何启动冲击，避免了由于电机启动产生的大电流对电机、电网、电气元件及所拖动机械设备的冲击和损坏。变频器在停止过程中，输出频率由运行频率平滑地逐渐下降到0Hz，电压从运行电压按比例逐渐到0V，实现了电动机软停止。 ②．变频启动可防止运输机械类载重物体受冲击和翻滚，提高传动设备的使用寿命。
题目________________________________ 班级________________________________ 学号________________________________ 姓名________________________________ 指导________________________________ 时间________________________________ 景德镇陶瓷学
电工电子技术课程设计任务书姓名戴玉昆_____ 班级_10热工二班___ 指导老师金光浪
目录 1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 2、单元电路1（用实际的单元电路名称，下同）. . . . . . . . . . . . . . . . . . .a 3、单元电路2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .b 4、单元电路3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .c 5、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .e 6、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .f 7、元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .g 8、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .h 9、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
提供全套毕业论文，各专业都有 海南大学课程论文 课程名称：高频电子线路课程设计 题目名称：AM调制与解调电路设计 学院：信息科学技术学院 专业班级：12级通信工程B班 姓名： 学号：20121613310103 指导老师：
目录 一、题目分析 (3) 1.前言 (3) 2.基本理论 (3) 二、电路设计 (4) 1.仿真分析 (4) 2.设计要求 (6) 3.设计内容 (6) （1）电路设计 (6) （2）调幅电路 (7) （3）解调电路 (9) 三、心得体会 (10) 四、问题分析 (12) 五、参考文献 (13)
基于Multisim的调幅电路的仿真 1.前言 信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且是频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致相互干扰。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。调制与解调在高频通信领域有着广泛的应用，同时也是信号处理应用的重要问题之一，系统的仿真和分析是设计过程中的重要步骤和必要的保证。论文利用Multisim提供的示波器模块，分别对信号的调幅和解调进行了波形分析。 AM调制优点在于系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛应用于无线但广播。 论文主要是综述现代通信系统中AM 调制解调的基本技术，并分别在时域讨论振幅调制与解调的基本原理, 以及介绍分析有关电路组成。此课程设计的目的在于进一步巩固高频、通信原理等相关专业课上所学关于频率调制与解调等相关内容。同时培养分析问题、解决问题的综合能力。 2.基本理论 由于从消息转换过来的调制信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，同时在接受端则需要有解调过程从而还原出调制信号。 所谓调制就是利用原始信号控制高频载波信号的某一参数，使这
课程设计实践报告 一、课程设计的性质、目的与作用 本次电子系统设计实践课程参照全国大学生电子设计模式，要求学生综合利用所学的有关知识，在教师的指导下，分析和熟悉已给题目，然后设计系统方案、画原理图及PCB、软件编程，并做出课程设计报告。因此，在设计中，要求学生应该全面考虑各个设计环节以及它们之间的相互联系，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。 本课程设计的目的是为了让学生能够全面了解电子电路应用系统的整个设计过程，逐步掌握系统开发的以下相关技术： (1)熟悉系统设计概念； (2)利用所学数电、模拟电路知识，设计电路图； (3)利用PROTEL软件画原理图及PCB； (4)熟悉系统项目设计报告填写知识； （5）培养团队合作意识。 通过本课程设计，有助于学生更好地了解整个课程的知识体系，锻炼学生实际设计能力、分析和思考能力，使其理论与实践相结合，从而为后续课程的学习、毕业设计环节以及将来的实际工作打好坚实的基础。 二、课程设计的具体内容 电子系统设计实践课程就是锻炼学生系统设计、分析和思考能力，全面运用课程所学知识，发挥自己的创造性，全面提高系统及电路设计、原理图及PCB 绘画等硬件水平和实际应用能力，从而体现出电子系统设计的真谛。下面是各个设计阶段的具体内容。 1．系统方案认识 根据所设定的题目，能够给出系统设计方案与思路
题目：信号发生器产生电路，请设计一个能产生正弦波、方波及三角波电路，并制作原理图，然后阐述其原理。 基本原理： 系统框图如图1所示。 图1 低频信号发生器系统框图 低频信号发生器系统主要由CPU、D/A转换电路、基准电压电路、电流/电 压转换电路、按键和波形指示电路、电源等电路组成。 其工作原理为当分别按下四个按键中的任一个按键就会分别出现方波、锯齿 波、三角波、正弦波，并且有四个发光二极管分别作为不同的波形指示灯。2、各部分电路原理 (1)DAC0832芯片原理 ①管脚功能介绍（如图5所示） 图5 DAC0832管脚图 1) DI7～DI0：8位的数据输入端，DI7为最高位。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电力电子技术 设计题目：可逆直流PWM驱动电源的设计 院系：电气工程系 班级：0706111 设计者：王勃 学号：1070610602 指导教师：李久胜 设计时间：2010年11月 哈尔滨工业大学教务处
哈尔滨工业大学课程设计任务书
H型单极性同频可逆直流PWM驱动电源的设计 技术指标：被控直流永磁电动机参数：额定电压20V，额定电流1A，额定转 速2000rpm。驱动系统的调速范围：大于1：100。驱动系统应具有软启动功能，软启动时间约为2s。详细设计要求见附录2. 1.整体方案设计 本文设计的H型单极性同频可逆直流PWM驱动电源由四部分组成：主电路，H 型单极模式同频可逆PWM控制电路，IPM接口电路及稳压电源。同时具有软启动功能，软启动时间为2s左右。控制原理如图1所示： 功率转换电路 图1 直流PWM驱动电源的控制原理框图 脉宽调制电路以SG3525为核心，产生频率为5KHz的方波控制信号，占空比可调。经用门电路实现的脉冲分配电路，转换成两列对称互补的驱动信号，同时具有5us的死区时间，该信号驱动Ｈ型功率转换电路中的开关器件，控制直流永磁电动机。稳压电源采用LM2575-ADJ系列开关稳压集成电路，通过调整电位器，使其稳定输出15V直流电源。 2.主电路设计 2.1主电路设计要求 直流PWM驱动电源的主电路图如图2所示。此部分电路的设计包括整流电路和H桥可逆斩波电路。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。四只功率器件构成H 桥，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到不同的直流电压。 主电路部分的设计要求如下： 1）整流部分采用4 个二极管集成在一起的整流桥模块。 2）斩波部分H 桥不采用分立元件，而是选用IPM（智能功率模块）PS21564来实现。该模块的主电路为三相逆变桥，在本设计中只采用其中U、V 两相即可。
电子线路课程设计论文 简易报警器和5V直流电源设计 １引言 本次课程设计我们主要有两个任务。其一，设计一个简易报警器，利用555定时器等元件来完成。其二，设计一个5v直流电源。 实现功能：利用设计的5v的直流电源给报警器提供电压，当按下轻触开关时，警报声响，
并延时一段时间后自动停止警报。 要求和最终结果：要求我们能够利用已学的知识看懂电路图，并且能够完成简单的焊接任务，尽量做到电路焊接最简化。经过这次的课程设计，我们不仅对电路有了实际的认识，而且也锻炼了自己的动手能力。和小组同学也合作了很愉快。 ２电路分析 2.1简易报警器工作原理 555定时器电路是一种中规模集成定时器，目前应用十分广泛。通常只需外接几个阻容元件,就可以构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。 它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器 的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc 3 2 和Vcc 3 1 。C1和C2的 输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc 3 2 时， 触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc 31 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电， 开关管截止。 D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc 。 Vco 是控制电压端（5脚），平时输出Vcc 32 作为比较器A1的参考电平，当5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F 的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路.
自动化学院 电子基础课程设计任务书 电子科学与技术系050831 班学生：陈淑萍 课题名称：输出可调到0V的基准电压源 课题要求：一、具有以下功能： 1、输出电压：0-8V连续可调 2、输出电流（8V时）：0-40Ma 二、完成原理图、PCB图设计 三、完成安装及调试。 四、写出设计报告。 课题内容： 第一周：查找相关资料；方案设计。 第二周：设计原理图、PCB图。 第三周：完成安装及调试。撰写报告 主要参考资料： [1].王庆主编. Protel99SE & DXP 电路设计教程. 电子工业出版, 2006.6 [2].康华光等. 电子技术基础（模拟部分第四版）.高等教育出版社, 1999.6 [3].康华光等. 电子技术基础（数字部分第四版）.高等教育出版社, 1999.6 系负责人：王庆指导教师：肖慧荣时间：2008年1月12日
输出可调到0V的基准电压源 学生姓名：陈淑萍班级：050831 摘要：基准电压源是一种用来作为电压标准的高稳定度电压源。目前，它已被广泛用于数字仪表、智能仪表和测试系统中，是一种颇有发展的新型特种电源集成电路。它的主要特点是电压稳定度高，不受环境温度变化的影响，能通过外部元件作精细调整，获得高准确度的基准电压值。可采用齐纳稳压管来获取基准电压。当稳压管被反向击穿时，其稳定电压基本保持恒定。其主要优点是成本低廉，缺点是稳定性差、高温度漂移、功耗及噪声较高、输出阻抗较高。 此设计应用稳压管及集成运放、三极管来组成稳压电源，可用电位器来实现其可调，电路主要功能是能输出由0V到8V连续可调的电压。 关键字：可调 0V 基准电压源 （次页与下一页对调）
《高频电子线路》——课程设计报告—— 院系：信息科学与技术学院 设计题目： 专业班级： 学号： 姓名： 指导教师： 设计日期：
摘要 信息传输对人的生活的重要性是不言而喻的。从古老的光、信鸽到有线电报、电话通信，不久后，人们发现了电磁波从而导致了无线电的发明。一个导体如果载有高频电流，就有电磁能向空间发射，高频电流成为载波。我们将声音、图象等信号控制载波电流，则信息就能包含在载波中被发送出去，在接受端将接收到的电磁波还原检波，取出其中的有效信号，就完成了无线电通信。 关键词: 本地振荡器；高频载波；乘法模拟调制器；同步检波；低通滤波器
Abstract The information transmission is very important for our life. From ancient light, pigeons to cable telegraph, after, people found the electromagnetic wave which leads to the invention of the radio. If a conductor carries high frequency current, it launches electromagnetic energy to space, and high frequency current become , image and signal can control carrier current,so the information can be included in the carrier and sent out. The receiver will receive the electromagnetic wave and take out the valid ,radio communications completed. Keywords: Oscillator; High frequency; Carrier; Multiplication simulation modulator; Synchronous detection 目录 1 引言--------------------------------------------------1
电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计 学院：电子与电气工程学院 年级专业：201５级电气工程及其自动化 姓名： 学号: 指导教师：高婷婷,林建华 成绩:
摘要 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 关键词：电力电子,三相，整流
目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)
4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)
1 设计的目的和意义 本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求 三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻 感性负载。 １.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。 ３ 设计方案 ３.１三相全控整流电路设计
一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统
的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）
XX 学院 模拟电子技术基础课程设计报告 课程名称: 直流电源串联稳压电路 系别班级：XX 学生姓名XX 学生学号： XX 指导老师： XX 设计时间： XX
一、设计任务： 设计并制作一个直流稳压电源。 二、技术指标及要求： 1、输出电压U0在7～9V之间连续可调; 2、最大输出电流I oM=500mA； 3、电压调整率≤0.1%（输入～220V，变化±10%，满载）； 4、负载调整率≤1%（输入电压～220V，空载到满载）； 5、波纹抑制比≥35dB（输入～220V，满载）； 6、有过流保护环节，在负载电流为600mA时实施动作。 三、摘要： 本设计由七个模块电路组成：变压整流滤波电路，调整电路，过流保护电路，比较放大电路，基准电路，采样电路，负载电路。采用分立元件串联稳压电路结构，使用了NPN晶体管，具有输出电压范围宽，输出电流大的特点。
四、设计方案： I. 采用模块化思想，对整个电路以模块为单位进行分析，计算与论证。 II. 串联式稳压电源具有较宽的输出电压调节范围，合理的选择元器件可以达到较高的性能指标，如：电压调整率、负载调整率、纹波抑制比等，但效率较低。III. 针对设计指标及要求，应当选择串联式稳压电源。 五、电路的设计： I、变压整流滤波电路的设计： 当输入为U i220V交流电压时，首先通过变压器降至U I20V左右交流 电压。整流部分选用了全波桥式整流电路，输出U0为25V直流电压。U o=1.414U I(1-T/4R L C) 通过调整T,R L,C可得U O需要的电压。 本电路的目的在于从50Hz、220V的交流电压中得到直流电压。电路如下图所示：
电子系统设计报告 设计题目：基于单片机的简易电压表设计 指导老师：///////// 专业班级：///////// 报告人姓名：/////////// (签名) 学号：////////// 信息工程学院通信工程教研室
摘要 数字电压表简称DVM，它是采用了数字化测量技术，把连续模拟量（直流输入电压）转换成不连续，离散的数字形式加以现实的仪表。传统的指针是电压表功能单一，精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，不可与PC进行实时通信。目前由各种单片机A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛的应用为电子及其电工的测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础，电压表的数字化是将连续的模拟量如直流电压转换成不连续的离散的数字形式，并加以显示，这有别于传统的指针加刻度盘进行读数的方法，避免了读数的视差和视觉的疲劳，目前数字电压表的核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度。本设计主要分为两部分：软件仿真原理图及软件程序。而软件仿真又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、LCD显示电路，各部分电路的设计及原理将会在软件仿真设计部分详细介绍；程序的设计使用C语言编程，利用keil软件对其编译，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。 关键字：数字电压表转换A/D转换器
目录 第一章绪论 (3) 第二章设计准备知识 (3) 2.1设计目的 (3) 2.2设计要求或内容 (3) 2.3设计软件及材料 (3) 2.3.1单片机软件开发工具keil介绍 (3) 2.3.2仿真软件protues介绍 (4) 2.3.3ADC0804 介绍 (4) 2.3.4液晶显示器 (4) 第三章整体设计过程 (4) 3.1设计思路 (4) 3.2模块分析 (5) 3.2.1AT89C51单片机 (5) 3.2.2A/D转换 (6) 3.2.3显示电路 (6) 3.3程序设计 (7) 3.3.1程序设计总方案 (7) 3.3.2系统子程序设计 (7) 3.4软件调试 (8) 第四章显示结果及误差分析 (8) 4.1 显示结果 (8) 4.2误差分析 (10) 第五章出现的问题及解决 (10) 5.1问题 (10) 5.2改进 (11) 第六章设计总结 (11) 第七章附件：（程序） (12) 7.1主程序 (12) 7.2SMC1602 (13) 7.3AD转换程序 (16)
课程设计名称：.... 电力电子技术题目： 专业：自动化 班级：自动化12-2班 姓名：王军 学号：1205010219 精品文本
课程设计任务书
间：2014年12月30日
辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表
第一章主要技术数据和可控整流电路的选择 1.1主要技术数据 输入交流电源：三相380V 10%、f=50Hz、直流输出电流连续的最小值为5A。 电动机额定参数：额定功率P N =10kw、磁极对数P=2、额定转速n N=1000r/min,额 定电压U MN=220V、额定电流I MN=54.8A、过载倍数15 1.2可控整流电路的选择 晶闸管可控整流电路型式较多，各种整流电路的技术性能和经济性能个不相同。单 相可控整流电路电压脉动大、脉动频率低、影响电网三相平衡运行。 三相半波可控整流电路虽然对影响电网三相平衡运行没有影响，但其脉动仍然较 大。此外，整流变压器有直流分量磁势，利用率低。当整流电压相同时，晶闸管元件的反峰压比三相桥式整流电路高，晶闸管价格高三相半波可控整流电路晶闸管数量比三相桥式可控整流电路少，投资比三相桥式可控整流电路少。 三相桥式可控整流电路它的脉动系数比三相半波可控整流电路少一半。整流变压器没有直流分量磁势，变压器利用率高，晶闸管反峰压低。这种可控整流电路晶闸管数量是三相半波可控整流电路的两倍。总投资比三相半波可控整流电路多。 从上面几种可控整流电路比较中可以看到：三相桥式可控整流电路从技术性能和经 济性能两项指标综合考虑比其它可控整流电路优越，故本设计确定选择三相桥式可控整 流电路。如 图（1-1）所示
电子创新设计论文 题目：交通信号灯 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2012年四月 摘要 随着我国科技的发展，科技的发展带动控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使
用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以 完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么 靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信 号灯控制方式很多。本系统采用MSC-51系列单片机ATSC51和可编程并行I/O 接口芯片8255A为中心器件来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量 通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒 计时剩5秒时黄灯闪烁警示（交通灯信号通过PA口输出，显示时间直接通 过8255的PC口输出至双位数码管）；车辆闯红灯报警；绿灯时间可检测车 流量并可通过双位数码管显示。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 Abstract Along with the development of science and technology, the development of science and technology drive control test technology is updated. In real time detection and automatic control of the microcomputer application system, the single chip microcomputer often as a core component to use, only single chip microcomputer aspects knowledge is not enough,