畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計.doc

基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計I論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)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(xué)院過程工程研究所或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。作者簽名：簽字日期：年月日版權(quán)使用授權(quán)說明本論文作者完全了解中國科學(xué)院過程工程研究所有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)中國科學(xué)院過程工程研究所可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編，以供查閱和借閱。同意研究所向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。作者簽名：簽字日期：年月日導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)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(jī)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(yīng)用42.2單片嵌入式系統(tǒng)52.3單片嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域6三、單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu).73.1單片機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)73.2單片機(jī)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(shè)計.114.1電路原理114.2硬件模塊分析124.2.1ATmega16單片機(jī)模塊124.2.2L6203驅(qū)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(yīng)過程205.2.1中斷響應(yīng)的過程195.2.2中斷返回的過程205.2.3中斷現(xiàn)場的保護(hù)20基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計III結(jié)語.21參考文獻(xiàn).22致謝.22基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計IV摘要隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，直流電源應(yīng)用非常廣泛，其好壞直接影響著電氣設(shè)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(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)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(diào)節(jié)，在寬輸出電壓下實現(xiàn)了0.1V步進(jìn)調(diào)節(jié)，并分析了穩(wěn)壓工作原理和電壓調(diào)節(jié)方法。該電源具有電壓調(diào)整簡便、電壓輸出穩(wěn)定、便于智能化管理等特點。將單片機(jī)數(shù)字控制技術(shù)，有機(jī)地融入直流穩(wěn)壓電源設(shè)計中，設(shè)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(diào)節(jié)、輸出精度高，且兼?zhèn)涠搪泛瓦^流保護(hù)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(jī)對直流穩(wěn)壓電源進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)，以擴(kuò)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(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源；單片機(jī)；直流電源基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)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(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計1一緒論電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一問實踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域、隨著計算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)。只有滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)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(chǔ)。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術(shù)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(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)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(shù)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(yīng)用，到90年代，已出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到0.05V的數(shù)控電源，功率密度達(dá)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(hù)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(diào)整即可。4）系統(tǒng)維護(hù)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(jìn)行調(diào)試，故障查詢，歷史記錄查基于單片機(jī)的數(shù)控直流電源的設(shè)計2詢，故障診斷，軟件修復(fù)，甚至控制參數(shù)在線修改、調(diào)試；也可以通過MODEM遠(yuǎn)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