数控直流电源--开题报告 毕业设计

毕业设计开题报告毕业设计开题报告（2012届）题目数控开关电源的设计学院物理电气信息学院专业通信工程年级2009级学生学号学生姓名指导教师2012年11月15日1.选题的目的和意义开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳压电源。

它以小型、高效、轻量的特点被广泛应用于各种电子设备中。

开关电源控制部分绝大多数是按模拟信号来设计和工作的, 其抗干扰能力不太好, 信号有畸变。

电源作为各种电子设备必不可少的重要组成部分, 其性能优劣直接影响到整个电子系统的性能指标。

随着科技的发展, 电子设备不断更新换代, 其种类越来越多, 对电源的性能指标的要求越来越高, 加之不同的电子设备对电源的要求又不尽相同, 这样, 给电源的研究带来了许多新的研究课题。

在传统功率电子技术中, DC/DC变换器控制部分是按模拟信号进行设计和工作的。

在六、七十年代, 功率电子技术完全建立在模拟电路的基础上。

但是近年来, 随着数字信号处理技术的日益完善、成熟, 微处理器/微控制器和数字信号处理器的性价比不断提高, 数字控制在功率变换器中得到广泛应用。

它使得开关电源向数字化、智能化、多功能化方向发展。

这无疑提高了开关电源的性能和可靠性。

例如电机、不间断电源（UPS）的控制电路都选用各种数字信号处理器或微处理器作为其核心控制部件。

功率变换器已由模拟控制、模数混合控制, 进入全数字化控制阶段。

相对于模拟控制, 数字控制有许多优点[1]:（1）数字控制可以实现各种复杂的控制策略, 提高控制系统的性能。

由于开关器件的存在, 功率变换器是强非线性系统。

传统的模拟控制是在功率变换器近似线性模型的基础上, 利用线性系统的各种设计方法来设计补偿网络, 这种方法设计简单且容易实现。

但随着对电源性能指标的要求不断提高, 这种设计方法很难提高系统的控制性能。

而数字控制可以实现各种非线性控制策略, 使得控制系统的性能大大提高。

（2）数字控制系统具有很强的抗干扰能力。

1 系统设计1.1 总体设计方案1.2.1 设计分析从题目来看，要求设计并制作一个数控直流电压源。

输入交流200～240V，50Hz，输出电压范围：0.01V～+11.99V；可设置并显示输出电压给定值。

1.2.2 设计思路题目要求设计一个数控直流电压源，在设计时采用ATmega16单片机作为控制核心，通过运算放大器LF356放大单片机输入的PWM信号电压，然后利用三极管TIP122和TIP127互补对管推挽放大信号电流，利用运算放大器负反馈调节电压增益，通过AD采样与单片机组成闭环控制系统，从而实现对输出电压的有效控制。

控制部分由键盘输入需要的电压设定值，按下确认按键后，通过闭环控制将预置值与AD采样的值相比较，寻找与预置的电压相匹配的值，最后在LCD12864液晶上显示。

1.2.3 方案论证(1) 控制系统的方案论证与选择基于系统闭环控制的调节精度可控，且稳定性较高，设计时对输出电压的实时采样，通过单片机对系统进行闭环控制，利用相对误差来调节PWM的占空比，使采样的输出电压接近于输入需要的电压设定值。

设计的总体方框图如图1.2.2所示。

该方案采用资源丰富的主流AVR单片机ATmega16，此单片机带有8通道单端或差分输入的10位AD转换器，简化了外围电路的设计，节约了资源，该单片机运行速度快，性价比高，能够很好的满足设计的各项要求。

另外，为了保障系统的稳定性, 本数控恒压源系统电路中还加入了过流保护电路，实时保障系统的安全性能。

图1.2.1 数控恒压源的原理方框图2 硬件电路的设计2.1 总体方案电路的设计系统主要由供电电源、运算放大电路、单片机小系统、互补推挽放大电路、AD 采样和滤波电路、过流保护电路组成，其系统方案总图如图2.1.1所示。

单片机小系统核心芯片采用ATmega16作为主控芯片，由各个模块组成的闭环控制系统来调节预置电压与输出电压的差值，使输出电压尽可能的接近于预置电压，从而实现高精度的有效控制。

山西大学工程学院毕业设计（论文）题目数控直流稳压电源系别电子信息工程系专业电子信息工程下达日期2012 年2 月20 日设计时间自2012年2月20日至2012年6月1日毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称数控直流稳压电源2、题目来源自拟二、目的和意义基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决传统稳压电源的不足。

具有操作方便、电压稳定度高的特点。

它纹波电压低，电压调节精确，输出电压大小采用数字显示，直观易读。

其结构简单、制作方便、成本低。

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。

传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。

三、原始资料1．输出电压：范围0~+9.9V，步进0.1V，纹波不大于0.1mV2．输出电流500mA3．输出电压值由数码管显示。

4．由+、-两键分别控制输出电压步进增减。

四、设计说明书应包括的内容1．设计任务书2．摘要及其英文翻译3．各单元电路工作原理及参数计算4．相关英文翻译资料5．相关程序五、设计应完成的图纸1．系统原理框图2．系统完整电路原理图六、主要参考资料1．邹红.数字电路与逻辑设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.32．李祥臣.模拟电子技术基础教程[M].北京:清华大学出版社,2005.33．童诗白,华成英. 模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.14. 邱关源.电路(第四版) [M].北京:高等教育出版社,2006.4七、进度要求1、实习阶段第16 周（6 月4 日）至第18 周（6月17 日）共2周2、设计阶段第1周（2月20日）至第15周（6月1日）共15 周3、答辩日期第15 周（2012 年5 月28 日）八、其它要求基本做出实物，能够实现基本的要求，尽量自我发挥，不断的完善电路，使其能够实现更多的功能，顺利的完成毕业设计。

数控直流稳压源摘要本文主要论述了一种基于51单片机为核心控制器的数控直流电源的设计原理和实现方法。

数控直流电流源设计摘要AVR 系列的单片机不仅具有良好的集成性能, 而且都具备在线编程接口, 其中的Mega 系列还具备JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、片内Flash、同步串行接口SPI; 多数AVR 单片机还内嵌了A/D 转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM 定时计数器等多种功能; AVR 单片机的I/O 接口具有很强的驱动能力, 灌入电流可直接驱动继电器、LCD 等元件, 从而省去驱动电路, 节约系统成本。

关键词：直流稳压电源；AVR单片机；液晶显示。

一、前言数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。

在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

电源采用数字控制，具有以下明显优点:1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。

2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。

3)控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统(或不同型号的产品)，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。

二、系统功能系统电压调节范围为0～12V，最大输出电流1A，具有过载和短路保护功能。

输出电压可用1602LCD液晶显示。

键盘设有6个键，复位键，步进增减1V两个键，步进增减0.1V两个键以及确认键。

复位键用于启动参数设定状态（5V），步进增减键用于设定参数数值，确认键用于确认输出设定值[2,3].电源开机设定电压输出默认值为5V。

电气信息工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称：数控直流稳压源的设计专业：电子信息科学与技术姓名：陈琳班级学号：11-02-02指导教师：邢吉生二○一五年四月一日（二）目前国内外的技术水平现状：1、国内研究现状从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/ 直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。

在80 年代的第一代分布式供电系统开始转向到20 世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/ 直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。

早在90 年代中，半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术，而在当时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势，因而无法被广泛采用。

由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电源”的新产品。

现今随着直流电源技术的飞跃发展, 整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守。

2、国外研究现状随着电子技术的发展，人们对如何提高电源的转换效率，增强对电网的适应性，缩小体积，减轻重量进入了深入的研究。

开关电源应运而生。

七十年代，便应用于电视机的接收，现在已经广泛用于彩电，录像机，计算机，通讯设备，医疗器械，气象等行业。

开关稳压电源的调整管工作在开关状态，主要优越性是交换效率可高达70~95%。

开关稳压电源的优越性还体现在：功耗小、效率高。

晶体管在激励信号的激励下，交替的工作在导通- 截止的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz 左右。

开关晶体管的功耗很小，电源的效率可以大幅度的提高，达到80%以上。

体积小、重量轻。

开关稳压电源里没有采用笨重的工频变压器。

调整管上的耗散功率大幅度降低以后，省去了较大的散热片。

浙江师范大学本科毕业设计(论文)开题报告三、研究的内容及可行性分析课题研究内容：1．设计一款稳定性好、精度高、输出可预置的直流电流源。

2. 数控直流电流源设计的具体参数要求：（1）输出电流范围：20mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值小于等于给定值的1％+10 mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；（5）纹波电流≤2mA；课题可行性分析本课题准备采用AT89C52作为数控直流电流源的控制核心, 为了实现电流设置、控制、输出、测量和显示。

该数控直流电流源由电流源模块、测量模块、数控模块、显示模块构成。

电流源模准备块采用集成运放和大功率复合管构成的闭环电压深度负反馈电路。

测量模块准备由双积分型高精度A/D来测量取样电阻上的电压值进而转化为电流值来完成。

数控模块准备以单片机为核心控制高精度D/A的输出电压送入电流源模块，可完成对输出电流的小步进控制。

通过键盘输入给定值，由D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，经D/A输出电压作为恒流源的参考电压，用中文液晶显示输出。

本设计的系统原理框图如图1所示。

图1 系统原理框图采用AT89C52单片机作为整机的控制单元，通过改变D/A的输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电流的大小。

为了能够使系统具备检测实际输出电流值的大小，可以将电流通过取样电阻转换成电压，并经过A/D 转换器(MAX197)进行模/数转换，间接用单片机对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。

1. 键盘与显示电路使用单片机作为这一控制的核心，单片机与键盘相连，采用查询方式，由键盘控制输入电流，同时也由键盘进行控制其步进调整功能。

显示器LCD 选用1602B ，具有体积小、质量轻、功耗低等优点，单片机四条数据线与其相连，数据分两次传送；两条控制线E 、R/S 控制LCD 的显示。

分类号：TN86 U D C：D10621-408-(2011)1452-0 密级：公开编号：2007072064简易数控线性直流稳压电源的设计与实现论文作者姓名：安俊洁申请学位专业：电气工程及其自动化申请学位类别：工学学士指导教师姓名(职称)：伍瑾斐(讲师)论文提交日期：2011年06月09日简易数控线性直流稳压电源的设计与实现摘要本设计完成了一款数字化线性直流稳压电源的制作，该电源可以将220V、50HZ的交流转换成5V~15V可调节的直流。

系统由变压器、整流器、滤波器、稳压器组成。

其中稳压器是基于具有放大环节的串联型稳压原理进行设计。

为实现电源的数字化调节性能，设计中引入了单片机数字控制技术，利用STC89C52单片机对直流稳压电源进行数字调节控制。

同时利用D/A、A/D芯片实现数字电路与模拟电路的连接。

采用按键对电压进行预置和调节，使用方便，且成本较低。

最后输出电压由数码管进行显示。

除此之外，系统还设计了短路和过流保护电路及报警电路，使得该电源适用于各种有较高精度要求的场合。

同时基于单片机的控制系统支持在软件设计上进行功能扩展，而并不需要增加额外的硬件开销，从而提高电源的性价比。

经测试，该电源具有较好的带负载能力，具有较好的实用性。

关键词：单片机；数字控制；稳压电源；D/A转换器；D/A转换器The Design and Implement of Simple Numerical linear DCPower SupplyAbstractThe design is a digital production of linear DC power. The linear DC power can convert 220V, 50HZ AC into 5V ~ 15V DC which is adjustable. The system consists of transformer, rectifier, filter and regulator. The regulator is designed based on the enlarged part of a series regulator. In order to a chieve the power’s digital regulation, the SCM digital control technology, which used STC89C52 microcontroller for digital DC power supply regulation and control, is applied here. Meanwhile it takes advantages of D/A, A/D chip to connect digital circuit and analog circuit. The voltage can be preset and adjusted through buttons Unit, which is easy to use and low cost. Finally, the output voltage is displayed by the LED. In addition, the system also designed short-circuits, over current protection circuit and alarm circuit, making the power can be applied in various occasions where higher accuracy requirements are demanded. At the same time, the control system which is based on SCM supports extensions of software development, and does not require additional hardware, thereby enhancing the general performance of the linear DC power. It is proven that the power supply’s load capacity is good after testing, so it will have a good usability.Key words：MCU；Numerical Control;；Supply Power；D /A converter；A /D converter目录论文总页数：40页1 引言 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2课题要求 (1)1.3本课题研究方法和目标 (2)2 线性直流稳压电源基本原理及性能特点 (2)2.1线性直流稳压电源概述 (2)2.2线性直流稳压电源的基本原理及特点 (2)3 方案研究与主要芯片选择 (4)3.1系统方案的设计 (4)3.2主要芯片介绍 (5)3.2.1 STC89C52简介 (5)3.2.2 DAC0832简介 (6)3.2.3 ADC0804简介 (7)3.2.4 OP07简介 (8)4 硬件电路详细设计 (9)4.1单片机系统外围电路设计 (9)4.1.1 复位电路设计 (9)4.1.2 时钟振荡电路设计 (10)4.1.3 键盘电路设计 (10)4.1.4 显示电路设计 (10)4.1.5 单片机与DA接口电路设计 (11)4.1.6 单片机与AD接口电路设计 (12)4.2整流电路的设计 (12)4.3电压调整电路设计 (13)4.4过流保护电路设计 (13)4.5基本稳压电源电路设计 (14)4.6总电路图的设计 (15)5 软件设计 (16)5.1概述 (16)5.2主程序模块设计 (16)5.3按键扫描程序设计 (17)5.4数码管显示处理子程序设计 (19)5.5A/D转换程序设计 (21)5.6D/A转换程序设计 (22)5.7过流短路保护检测程序设计 (22)6 实物的介绍、测试和分析 (23)6.1实物简介与测试 (23)6.1.1 主要功能 (24)6.1.2 数控电源的测试 (24)6.2数控电源的使用 (26)7 技术改进 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)声明 (32)附件 (33)1 引言1.1 课题背景及意义电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

数控毕业论文开题报告数控毕业论文开题报告（精选3篇）在当下社会，报告的用途越来越大，我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。

你所见过的报告是什么样的呢？下面是小编精心整理的数控开题报告，希望对大家有所帮助。

数控毕业论文开题报告篇1课题研究的背景和意义目前，大多数中职学生存在学习基础普遍薄弱，行为习惯较差，专业课管理难度较大等特点，我校是国家级数控实训基地，也是安康市机械类技能大赛的赛点，所以提高数控技术应用专业课的教学质量是我们专业老师必须思考的问题，虽然《项目教学法在中职专业课(数控技术应用专业)教学中的实践研究》在县级已结题，但在实施研究过程中，发现针对中职学生职业核心能力，如何设计项目子课题，是目前需要解决的问题，因此，在我校数控车专业课进一步研究项目教学，打破我校传统的教学模式，构建“做中学，做中教”的新型教学模式，从而为我校打造高效课堂作尝试研究。

课题名称的界定和解读项目教学是将数控技术专业课程按数控车操作工分为8个技能单元，每个技能单元作为一个教学项目，实行理论、实践一体化的单元式教学，每个单元教学都以学生岗位技能完成一个作业来结束。

通过由课题组教师设置的虚拟情景或任务项目，在教师指导学生实际操作训练中，在发现问题、解决问题的过程中获得经验，实现职业技能训练和职业行为养成的一体化，促进学生独立工作和合作学习的一体化，使教师成为学生学习过程的策划者、组织者和咨询者，真正突出学生学习的主体地位，提高学生的综合职业能力。

课题研究的步骤和举措一、研究方法：拟在xx级数控技术专业开展项目教学，抽取xx级一个班为研究对象，采用问卷调查法、实践研究法等多种研究方法，在数控车实践教学中尝试项目教学法。

二、研究步骤1.准备阶段：学习项目教学---课题研究资料---修订课题研究各种制度。

2.项目制定：选取适合数控车教学的典型案例。

3.项目计划：抽取试点班学生参与项目实施，构建新型师生关系。

4.项目实施：运用“做中学，做中教”教学理念，开展各项目实施。