任務(wù)書-線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作記錄及成績?cè)u(píng)定冊(cè)（理工類） 論 文 題 目 線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 所 在 學(xué) 院 控制工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 電氣2008級(jí) 班 指 導(dǎo) 教 師 伍瑾斐（講 師） 二零一一年六月成都信息工程學(xué)院教務(wù)處制使 用 說 明一、此冊(cè)中各項(xiàng)內(nèi)容為學(xué)校對(duì)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的工作和成績?cè)u(píng)定記錄，請(qǐng)各環(huán)節(jié)記錄人按指定格式認(rèn)真填寫；二、指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯小組記分均為百分制（無小數(shù)點(diǎn)，四舍五入），學(xué)院答辯委員會(huì)成績?yōu)槲寮?jí)制（優(yōu)(=90)、良(=80、=70、=60、70)、不合格(60)）；三、參加二辯的學(xué)生，根據(jù)學(xué)生具體情況，由各教

2、學(xué)單位選擇所需表格填寫（表格包括指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯小組評(píng)閱表）并附于最后； 四、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作完成后，由各學(xué)院辦公室組織將論文（設(shè)計(jì)）和此冊(cè)等資料裝入專用檔案袋中，放入學(xué)院資料室保存。本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書題 目線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)題目來源 科研項(xiàng)目 生產(chǎn)實(shí)踐自選題目 其他題目類型 理論研究 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)開發(fā) 其他選題背景及目的當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路電源電路。大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ)。提供穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直

3、流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。為此，本設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生利用所學(xué)課程，制作出滿足指定技術(shù)要求的線性直流穩(wěn)壓電源。設(shè)計(jì)要求如下：在輸入電壓220V、50Hz、電壓變化范圍+15%-15%條件下，輸出電壓可調(diào)范圍為+5+10V；最大輸出電流為1.5A；負(fù)載調(diào)整率2%（最低輸入電壓下，從空載到滿載）；紋波電壓（峰峰值）5mV（最低輸入電壓下，滿載）；具有過流及短路保護(hù)功能。工作任務(wù)及要求主要工作內(nèi)容包括：1、 劃分功能模塊，確定各部分的設(shè)計(jì)方案；2、 主電路各元器件選型，繪制各模塊電路原理圖；3、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路設(shè)計(jì)，繪制出總電路原理圖；4、繪制各模塊PCB圖；5、打印、腐蝕電路板，制作本

4、設(shè)計(jì)實(shí)物；6、測(cè)試輸出效果并對(duì)線性度指標(biāo)進(jìn)行分析；7、提出設(shè)計(jì)方案改進(jìn)意見。8、撰寫論文。以上內(nèi)容由指導(dǎo)教師填寫學(xué)院審核年 月 日本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告題 目模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（以下紅色內(nèi)容僅供寫法參考）課題研究的背景與意義：時(shí)代的發(fā)展離不開能源的消耗。隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于能源的需求愈加強(qiáng)烈，能源的消耗已經(jīng)呈幾何級(jí)數(shù)的增加。在黨的十七大上，胡錦濤總書記提出了科學(xué)發(fā)展觀，倡導(dǎo)人與自然和諧發(fā)展。隨著當(dāng)今世界科學(xué)的進(jìn)步，科學(xué)研究的重心正傾向于此，普通民眾的節(jié)能觀念也越來越強(qiáng)，節(jié)能電池、節(jié)能車、節(jié)能住宅等等已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)的熱點(diǎn)。對(duì)于當(dāng)今能源缺乏的現(xiàn)狀，為了節(jié)能的要求，實(shí)現(xiàn)路燈的

5、節(jié)能控制是必不可少的，這就需要有優(yōu)秀的解決方案。路燈的節(jié)能調(diào)節(jié)我們可以從三部分考慮：第一，特定情況需要固定設(shè)定路燈的開關(guān)燈時(shí)間，使其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)一直保持亮度，這是傳統(tǒng)路燈控制模式，也是本設(shè)計(jì)必不可少的控制模式；第二，通過外部環(huán)境亮度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)燈時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上嵌入檢測(cè)環(huán)節(jié)。在外部亮度變暗時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)路燈點(diǎn)亮（必要條件一），當(dāng)傳感器檢測(cè)到有物體經(jīng)過時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)路燈點(diǎn)亮（必要條件二），當(dāng)必要條件一與必要條件二同時(shí)滿足時(shí)，路燈點(diǎn)亮，且當(dāng)相鄰路燈的檢測(cè)裝置檢測(cè)到物體經(jīng)過時(shí)，之前亮的路燈自動(dòng)熄滅，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)路燈的節(jié)能控制；第三，通過信號(hào)調(diào)節(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)路燈的亮度變化手動(dòng)調(diào)節(jié)，不同的路段，不

6、同的天氣狀況等等對(duì)于路燈的亮度要求是各不相同的，將各個(gè)路燈根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定亮度可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。在本設(shè)計(jì)中，固定的開關(guān)燈時(shí)間可以通過DS1302芯片配合單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，它是一款可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)的常用芯片，可以滿足“部分一”的要求；外部環(huán)境亮度的檢測(cè)可以用光敏電阻配合電位器及放大器LM324完成功能，檢測(cè)使用的傳感器可以選用光電開關(guān)，邏輯功能的實(shí)現(xiàn)可以通過程序完成，如此，可以滿足“部分二”的要求；亮度調(diào)節(jié)的核心技術(shù)是脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation)控制技術(shù)，該技術(shù)通常簡稱為PWM控制技術(shù)。PWM脈沖信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)器件的開斷，占空比的變化來調(diào)節(jié)輸出的平均功率，在很大程度上

7、節(jié)約了電能，每個(gè)路燈的獨(dú)立控制可以通過程序完成，如此，可以滿足“部分三”的要求。實(shí)現(xiàn)上述整體的控制后，城市路燈的能耗將有明顯下降，既可以實(shí)現(xiàn)路燈的基礎(chǔ)功能，又有益于節(jié)約型社會(huì)，對(duì)于目前國家提出的節(jié)能減排具有積極意義。主要研究思路和方法：模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以單片機(jī)STC89C52RC控制為核心，通過時(shí)鐘芯片（DS1302）產(chǎn)生實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，通過單片機(jī)控制采樣，對(duì)兩個(gè)路燈進(jìn)行定時(shí)開關(guān)燈控制；信號(hào)輸入包括光敏總控部分根據(jù)天氣明暗（光敏電阻采集光強(qiáng)信號(hào)）輸入給單片機(jī)的開關(guān)信號(hào)、光電開關(guān)輸入給單片機(jī)的路面檢測(cè)信號(hào)、恒流源檢測(cè)部分輸給單片機(jī)的亮度檢測(cè)信號(hào)；串口通信是為了幫助STC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)程序的下載；

8、按鍵輸入是為了方便進(jìn)行控制，包括四個(gè)按鍵，作用分別為“切換界面”、“選擇調(diào)整”、“+1”、“-1”；顯示部分采用液晶LCM1602B進(jìn)行顯示，它包括接電、控制、數(shù)據(jù)總線等十六個(gè)接口，顯示內(nèi)容包括路燈定時(shí)時(shí)間、控制路燈亮度的PWM的占空比、路燈工作模式等；信號(hào)報(bào)警主要是當(dāng)路燈在需要亮的情況下沒有工作，則由單片機(jī)輸出高電平信號(hào)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置；路燈驅(qū)動(dòng)部分即恒流源部分，可通過單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)調(diào)節(jié)路燈亮度，當(dāng)工作于光敏控制方式時(shí)，需要配合檢測(cè)模塊共同實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)模塊由漫反射光電開關(guān)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在以上所有條件與單片機(jī)配合工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)路燈的啟動(dòng)及控制，LED工作。系統(tǒng)工作框圖如下圖所示：一、硬件部分：

9、本設(shè)計(jì)硬件部分分為十個(gè)模塊。（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊，采用經(jīng)典配置。（2）為實(shí)現(xiàn)程序下載需要串口模塊，采用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232實(shí)現(xiàn)。（3）為實(shí)現(xiàn)通過環(huán)境亮度調(diào)節(jié)開關(guān)燈需要光敏總控模塊，采用光敏電阻作為檢測(cè)元件，配合電位器及比較器LM324實(shí)現(xiàn)此控制。（4）為配合光敏總控模塊控制兩個(gè)路燈需要電源總控模塊，通過NPN三極管9013配合直流5V繼電器實(shí)現(xiàn)此控制。（5）為實(shí)現(xiàn)光敏控制環(huán)境下檢測(cè)物體功能需要光電檢測(cè)模塊，通過反射型光電開關(guān)完成此功能。（6）為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制路燈需要外部時(shí)鐘模塊，通過實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302實(shí)現(xiàn)此控制。（7）為實(shí)現(xiàn)路燈亮度的調(diào)節(jié)功能需要恒流源模塊，通過直流5V繼電器配

10、合具體電路實(shí)現(xiàn)此控制，此模塊有兩個(gè)，并相應(yīng)配有亮度檢測(cè)電路，配合其他功能實(shí)現(xiàn)。（8）為確保正常運(yùn)行需要聲光報(bào)警模塊，通過NPN三極管9013及LED、蜂鳴器配合實(shí)現(xiàn)此控制。（9）為實(shí)現(xiàn)方便控制的功能需要按鍵模塊。共四個(gè)。（10）為實(shí)現(xiàn)顯示功能需要液晶顯示模塊，通過液晶LCM1602B實(shí)現(xiàn)。二、軟件部分在主程序下，分別編寫了如下子程序：外部時(shí)鐘（DS1302）程序、PWM調(diào)節(jié)控制程序、按鍵掃描程序、液晶顯示程序等。本設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)模擬路燈的定時(shí)開關(guān)燈、根據(jù)交通環(huán)境情況亮滅、路燈亮度調(diào)節(jié)、聲光報(bào)警、液晶顯示控制等基本功能。工作進(jìn)度安排：2009年11月01日2009年11月10日：準(zhǔn)備撰寫開題報(bào)告；2

11、009年11月11日2009年11月21日：設(shè)計(jì)前期資料收集；2009年11月22日2009年11月30日：完成開題報(bào)告，并準(zhǔn)備翻譯3000字英文文獻(xiàn)；2009年12月01日2009年12月15日：設(shè)計(jì)各模塊電路原理圖；2009年12月16日2009年12月31日：對(duì)各模塊電路原理圖進(jìn)行軟件仿真，并通過面包板搭建電路進(jìn)行模擬；2010年01月01日2010年01月10日：確定設(shè)計(jì)原理圖，繪制電路PCB；2010年01月11日2010年01月20日：選購元器件；2010年01月21日2010年02月31日：進(jìn)一步確定原理圖，檢查3000字中英文翻譯。2010年03月01日2010年03月10日：

12、腐蝕并焊接電路板；2010年03月11日2010年03月20日：加電調(diào)試焊接好的硬件；2010年03月21日2010年03月25日：繪制程序流程圖；2010年03月26日2010年04月06日：程序設(shè)計(jì)；2010年04月07日2010年04月30日：軟硬件聯(lián)調(diào)；2010年05月01日2010年05月10日：方案改進(jìn)；2010年05月11日2010年05月20日：論文初稿；2010年05月21日2010年06月05日：論文定稿；2010年06月06日2010年06月10日：準(zhǔn)備答辯。（以上內(nèi)容由學(xué)生在教師指導(dǎo)下填寫） 學(xué)生簽字： 年 月 日指導(dǎo)教師審核意見 簽名： 年 月 日本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

13、指導(dǎo)工作記錄1時(shí)間： 2009年11月1日2009年11月8日問題：對(duì)選題意義不明確，不了解當(dāng)前路燈系統(tǒng)發(fā)展實(shí)際背景。解決方法：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，在網(wǎng)上搜索現(xiàn)代路燈控制的應(yīng)用情況。布置任務(wù)：進(jìn)圖書館搜索、查閱中文及英文相關(guān)文本資料。2時(shí)間：2009年11月9日2009年11月15日問題：圖書館里關(guān)于路燈控制及發(fā)展的資料較少。解決：在查閱圖書館資料的同時(shí)不能放過網(wǎng)絡(luò)資源。布置任務(wù)：收集資料撰寫開題報(bào)告并做好時(shí)間安排。3時(shí)間：2009年11月16日2009年11月22日問題：時(shí)間安排是否合適。解決方法：要按自身的學(xué)習(xí)能力安排，并保證聯(lián)調(diào)及論文寫作時(shí)間。布置任務(wù)：查閱資料并完成3000字中英文翻譯。

14、4時(shí)間：2009年11月23日2009年11月29日問題：3000字英文翻譯的中文格式有問題。解決方法：按要求重新調(diào)整格式。布置任務(wù)：定稿開題報(bào)告及中英文翻譯，開始設(shè)計(jì)各個(gè)工作模塊的電路原理圖。5時(shí)間: 2009年11月30日2009年12月13日問題：檢測(cè)模塊的選型問題。解決方法：為避免干擾，建議選擇光電開關(guān)。布置任務(wù)：繼續(xù)設(shè)計(jì)原理圖。6時(shí)間：2009年12月14日2009年12月20日問題：光敏總控模塊理論上不夠穩(wěn)定。解決方法：改用光敏電阻配合放大器LM324設(shè)計(jì)光敏總控模塊。布置任務(wù)：為驗(yàn)證原理圖可行性，對(duì)原理圖進(jìn)行軟件仿真。7時(shí)間: 2009年12月21日2009年12月27日問題：電

15、路仿真軟件EWB的使用問題。解決方法：在圖書館借書，學(xué)習(xí)使用電路仿真軟件EWB。布置任務(wù)：對(duì)仿真通過的電路，通過面包板搭建電路，繼續(xù)驗(yàn)證。8時(shí)間：2009年12月28日2010年1月3日問題：繼電器的使用問題。解決方法：在圖書館查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)繼電器的使用。布置任務(wù)：完善并確定原理圖。開始繪制PCB。9時(shí)間：2010年1月4日2010年1月10日問題：電路板設(shè)計(jì)軟件PROTEL 99SE的使用。解決方法：查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)使用電路設(shè)計(jì)軟件。布置任務(wù)：完成設(shè)計(jì)電路的PCB。10時(shí)間：2010年1月11日2010年2月31日問題：PCB中飛線較多，不夠美觀。解決：較大單面板飛線不可避免，但需注意

16、應(yīng)使飛線兩端口拉近距離。布置任務(wù)：開始選購設(shè)計(jì)所需的元器件，并保存好收據(jù)，在假期對(duì)原理進(jìn)一步熟悉確認(rèn)，對(duì)開題報(bào)告及中英文翻譯進(jìn)行進(jìn)一步校對(duì)。11時(shí)間：2010年3月1日2010年3月14日問題：部分器件的價(jià)格問題。解決：應(yīng)多方打聽價(jià)位，建議部分所需器件可以聯(lián)合同學(xué)一起在網(wǎng)上購買。布置任務(wù)：腐蝕電路板，開始搭建硬件并對(duì)整機(jī)硬件進(jìn)行調(diào)試。12時(shí)間：2010年3月15日2010年3月21日問題：液晶無法工作。解決方法：除去液晶15腳限流電阻并查閱資料學(xué)習(xí)液晶使用。布置任務(wù)：繼續(xù)調(diào)試硬件電路，確定硬件無誤。13時(shí)間：2010年3月22日2010年3月28日問題：恒流源一工作不穩(wěn)定。解決方法：更換三極管

17、，注意限流電阻的大小及二極管的質(zhì)量。布置任務(wù)：完成硬件調(diào)試并繪制程序流程圖。14時(shí)間：2010年3月29日2010年4月4日問題：“環(huán)境亮度自動(dòng)開關(guān)燈”與“定時(shí)開關(guān)燈”的優(yōu)先級(jí)問題。解決方法：明確兩個(gè)“工作模式”。布置任務(wù)：編寫程序。15時(shí)間：2010年4月5日2010年4月11日問題：液晶顯示漢字的程序設(shè)計(jì)。解決：為節(jié)約單片機(jī)內(nèi)存，建議以英文代替漢字。布置任務(wù)：逐個(gè)模塊進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。16時(shí)間：2010年4月12日2010年4月25日問題：恒流源模塊依然出現(xiàn)工作不穩(wěn)定問題，且報(bào)警電路也出現(xiàn)問題。解決：各模塊在電路板上距離過近，硬件修改也過多，建議重新繪制PCB，重新布線，可以避免不必要的問題

18、的發(fā)生。布置任務(wù)：盡快完成軟硬件聯(lián)調(diào)。17時(shí)間：2010年4月26日2010年5月9日問題：報(bào)警電路不夠理想，有“光”無“聲”。解決：建議在單片機(jī)P2.4口接一個(gè)上拉電阻到VCC，以提高單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。布置任務(wù)：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)試，以期達(dá)到最佳效果。18時(shí)間：2010年5月10日2010年5月23日問題：已經(jīng)調(diào)好的模塊由于疏忽操作出現(xiàn)小問題。解決：對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)物進(jìn)行加固，以保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。建議將實(shí)物演示過程拍成DV。布置任務(wù)：整理資料，撰寫論文。19時(shí)間：2010年5月24日2010年6月5日問題：論文內(nèi)容不夠充實(shí)，格式不夠標(biāo)準(zhǔn)。解決：總結(jié)之前的工作，把握大體，注意細(xì)節(jié)，充實(shí)內(nèi)容，參閱學(xué)校給出的模板，修改格式，并及時(shí)根據(jù)導(dǎo)師的反饋意見對(duì)論文做修改。布置任務(wù)：監(jiān)督論文寫作進(jìn)展，并不斷給出論文修改意見，制作答辯PPT。學(xué)生簽名： 教師簽名： 年 月 日（注：不足請(qǐng)附頁）本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查記錄學(xué)生填寫前