畢業(yè)設計（論文）-基于單片機的數(shù)控直流電源的設計.doc

基于單片機的數(shù)控直流電源的設計I論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以注明和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國科學院過程工程研究所或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。作者簽名：簽字日期：年月日版權使用授權說明本論文作者完全了解中國科學院過程工程研究所有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權中國科學院過程工程研究所可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編，以供查閱和借閱。同意研究所向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤。作者簽名：簽字日期：年月日導師簽名：簽字日期：年月日基于單片機的數(shù)控直流電源的設計II目錄摘要.III一、緒論.1二、單片嵌入式系統(tǒng)概述.32.1嵌入式計算機系統(tǒng)32.1.1什么是嵌入式系統(tǒng)32.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點與應用42.2單片嵌入式系統(tǒng)52.3單片嵌入式系統(tǒng)的應用領域6三、單片機的基本結構.73.1單片機的基本組成結構73.2單片機基本單元與作用73.2.1MCU單元(MicrocontrollerUnit)73.2.2片內(nèi)存儲器83.2.3程序存儲器83.2.4數(shù)據(jù)存儲器93.2.5輸入/輸出（I/O）端口103.2.6操作管理寄存器。11四、系統(tǒng)硬件設計.114.1電路原理114.2硬件模塊分析124.2.1ATmega16單片機模塊124.2.2L6203驅動模塊154.2.35V的系統(tǒng)電壓模塊154.2.41602液晶顯示模塊16五、中斷系統(tǒng).175.1ATmega16的中斷源控制175.1.1ATmega16的中斷控制175.2ATmega16中斷響應過程205.2.1中斷響應的過程195.2.2中斷返回的過程205.2.3中斷現(xiàn)場的保護20基于單片機的數(shù)控直流電源的設計III結語.21參考文獻.22致謝.22基于單片機的數(shù)控直流電源的設計IV摘要隨著電力電子技術的迅速發(fā)展，直流電源應用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設備或控制系統(tǒng)的工作性能。目前，市場上各種直流電源的基本環(huán)節(jié)大致相同，都包括交流電源、交流變壓器、整流電路、濾波穩(wěn)壓電路等。文章介紹了單片機控制系統(tǒng)應用于直流穩(wěn)壓電源的方法和原理，實現(xiàn)了穩(wěn)壓電源的數(shù)控調節(jié)，在寬輸出電壓下實現(xiàn)了0.1V步進調節(jié)，并分析了穩(wěn)壓工作原理和電壓調節(jié)方法。該電源具有電壓調整簡便、電壓輸出穩(wěn)定、便于智能化管理等特點。將單片機數(shù)字控制技術，有機地融入直流穩(wěn)壓電源設計中，設計并制作出一款數(shù)字化直流穩(wěn)壓電源。該電源采用數(shù)字調節(jié)、輸出精度高，且兼?zhèn)涠搪泛瓦^流保護及報警功能，特別適用于各種有較高精度要求的場合。利用單片機對直流穩(wěn)壓電源進行控制，改善了電源的性能，使用方便靈活，并且成本較低，同時控制系統(tǒng)在軟件上還可進一步改進，以擴展其功能，而且并不需要增加硬件開銷，從而提高電源的性能價格比。關鍵詞：穩(wěn)壓電源；單片機；直流電源基于單片機的數(shù)控直流電源的設計VAbstractWiththerapiddevelopmentofpowerelectronics,DCpoweriswidelyused,itsdirectimpactontheelectricaldeviceorcontrolsystemperformance.Currently,avarietyofDCpowersupplyonthemarketsimilartothebasicaspectsareincludedACpowersupply,ACtransformer,rectifier,filterregulatorcircuit.ThisarticleintroducessinglechipcontrolsystemforDCpowersupplyofthemethodsandprinciplestoachievethepowersupplyCNCadjustmenttoachieveawideoutputvoltageofthe0.1Vstepregulation,andanalyzestheworkingprincipleandthevoltageregulatoradjustmentmethod.Thepowersupplyhasasimplevoltageregulator,voltageoutputstability,easeofintelligentmanagementfeatures.Thesinglechipdigitalcontroltechnology,organicintegrationintotheDCpowersupplydesign,designandproduceadigitalDCpowersuppiy.Thedigitalpowersupplyregulation,theoutputofhighprecision,andbothshortcircuitandovercurrentprotectionandalarmfunctions,especiallyforhigheraccuracyrequirementsforvariousoccasions.DCpowersupplyusingmicrocontrollertocontrolandimprovethepowerperformance,convenience,flexibilityandlowercost,whilethecontrolsystemsoftwarecanbefurtherimprovedtoextenditsfunctionality,butdoesnotrequireadditionalhardwareoverhead,whichimprovethepowerperformanceandlowcost.Keywords:powersupply；SCM；DCpowersupply基于單片機的數(shù)控直流電源的設計1一緒論電源技術尤其是數(shù)控電源技術是一問實踐性很強的工程技術，服務于各行各業(yè)。電力電子技術是電能的最佳應用技術之一。當今電源技術融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學科領域、隨著計算機和通訊技術發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術革命，給電力電子技術提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產(chǎn)生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度。電源在使用時會造成很多不良后果，世界各國紛紛對電源產(chǎn)品提出不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標準。只有滿足產(chǎn)品標準，才能夠進入市場。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，滿足國際標準的產(chǎn)品才能獲得進出的通行證。數(shù)據(jù)電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術有了長足的發(fā)展，但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度打不打要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷加以改善。單片機技術及電壓轉換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)控信號處理器件的研制應用，到90年代，已出現(xiàn)了數(shù)控精度達到0.05V的數(shù)控電源，功率密度達到每立方英寸50W的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分1。數(shù)字化智能電源模塊是針對傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性。智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護性。電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點：1）易于采用先進的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。2）控制靈活，系統(tǒng)升級方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必改動硬件線路。3）控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標準化，可以針對不同的系統(tǒng)（或不同型號的產(chǎn)品），采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調整即可。4）系統(tǒng)維護方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便地通過RS232接口或RS485接口或USB接口進行調試，故障查詢，歷史記錄查基于單片機的數(shù)控直流電源的設計2詢，故障診斷，軟件修復，甚至控制參數(shù)在線修改、調試；也可以通過MODEM遠程操作。5）系統(tǒng)的一致性好，成本低，生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不像模擬器件