基于ARM的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)可行性報(bào)告

1、 學(xué)生科技項(xiàng)目申請(qǐng)表項(xiàng)目名稱： 基于ARM的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 伍 奇 所 在 學(xué) 院： 城南學(xué)院 專業(yè)名稱： 電子信息工程 指導(dǎo)老師： 馬 鈞 項(xiàng)目類別： 自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文n 科技發(fā)明制作類共青團(tuán)長沙理工大學(xué)委員會(huì)二0一0年 十月二十日長沙理工大學(xué)學(xué)生科技項(xiàng)目申請(qǐng)表研究項(xiàng)目名稱基于ARM的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)起止時(shí)間2010年11月至2011年6月成果形式提交論文報(bào)告及作品申 請(qǐng)經(jīng) 費(fèi)總 額4000其他經(jīng)費(fèi)來源項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓 名伍奇性別男專業(yè)班級(jí)電信0802出生年月1990年4月聯(lián)系電目主要成員姓 名性 別專 業(yè)

2、所在學(xué)院承擔(dān)任務(wù)鄭中友男熱工過程自動(dòng)化城南學(xué)院數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)雷雨男電氣城南學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)控制程序編寫及最終調(diào)試?yán)罘寂娮有畔⒐こ坛悄蠈W(xué)院數(shù)控直流穩(wěn)壓電源技術(shù)調(diào)研劉鵬男電子信息工程城南學(xué)院論文的撰寫指 導(dǎo)教 師姓名馬鈞職稱講師所在學(xué)院電氣學(xué)院項(xiàng)目組成員參與科技類賽事獲獎(jiǎng)情 況伍奇： 湖南省第四屆機(jī)械設(shè)計(jì)大賽獲省二等獎(jiǎng)；2010年全國大學(xué)生電腦鼠走迷宮競(jìng)賽湖南省三等獎(jiǎng)；校第四屆物電杯電子設(shè)計(jì)大賽獲最佳創(chuàng)意獎(jiǎng)；校第三屆節(jié)能減排獲三等獎(jiǎng)。鄭中友：2010年全國大學(xué)生電腦鼠走迷宮競(jìng)賽湖南省三等獎(jiǎng)。雷雨： 2010年全國大學(xué)生電腦鼠走迷宮競(jìng)賽湖南省三等獎(jiǎng)。李芳： 校第三屆節(jié)能減排獲三等獎(jiǎng)。研究內(nèi)容、

3、意義及主要技術(shù)指標(biāo)摘要（限300字）直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的儀器設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實(shí)驗(yàn)員、電子設(shè)計(jì)人員及電路開發(fā)部門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。而整個(gè)穩(wěn)壓過程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四部分組成。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。經(jīng)費(fèi)預(yù)算（單位：4000元）：設(shè)備費(fèi)材料費(fèi)資料費(fèi)其他合計(jì)50020005005004000學(xué)院推薦意見： 年 月 日 （蓋章）學(xué)校評(píng)審?fù)扑]意見： 年 月 日 （蓋章）可行性報(bào)告一、立項(xiàng)的背景和意義直流穩(wěn)壓電源是

4、電子技術(shù)常用的儀器設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實(shí)驗(yàn)員、電子設(shè)計(jì)人員及電路開發(fā)部門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。而整個(gè)穩(wěn)壓過程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四部分組成。在我們實(shí)際生活中電源往往都是由220V 的交流電網(wǎng)供電，那么這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。其中濾波器用于整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小

5、了其體積，使家用電器小型化。然而傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調(diào)整精度不高,讀數(shù)欠直觀,電位器也易磨損。而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足，并且數(shù)控直流電源與傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源相比，具有作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)。它的紋波電壓低，電壓調(diào)節(jié)精確，輸出電壓大小采用數(shù)字顯示，直觀易讀。電路大部分使用集成電路，從而使調(diào)試簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良、故障率低、使用壽命長。二、項(xiàng)目主要研究開發(fā)內(nèi)容（一）、如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的輸出控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是要用微處理器來替代傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中手動(dòng)旋轉(zhuǎn)電位器，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的連續(xù)可調(diào)，精度

6、要求高。實(shí)現(xiàn)的途徑很多，可以用DAC的模擬輸出控制電源的基準(zhǔn)電壓或分壓電阻，或者用其它更有效的方法，因此如何選擇簡(jiǎn)單有效的方法是本課題需要解決的首要問題。（二）、數(shù)控直流電源功能的完備數(shù)控直流穩(wěn)壓電源要實(shí)現(xiàn)電壓的鍵盤化輸出控制，同時(shí)要具備輸出、過壓過流保護(hù)及數(shù)組存貯與預(yù)置等功能。另外，根據(jù)要求電源還應(yīng)該可以通過按鍵選擇一些特殊的功能。如何有效的實(shí)現(xiàn)這些功能也是課題所需研究解決的問題。三、項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)l 輸出最大電壓:30Vl 輸出最大電流:2Al 電壓步進(jìn):0.1Vl 電流步進(jìn):2mAl 紋波和噪聲:5mVrmsl 電壓分辨率:20mV四、 項(xiàng)目實(shí)施方案及計(jì)劃進(jìn)度安排（一）、項(xiàng)目方案以ARM為

7、核心，該種MCU內(nèi)部有非常大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和FLASH存儲(chǔ)器，具有豐富的接口資源，并且系統(tǒng)開發(fā)比較容易，與普通MCS-51單片機(jī)相比，ARM在不進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的條件下能完成更多的復(fù)雜工作。D/A轉(zhuǎn)換器用來將從單片機(jī)端口輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換從穩(wěn)定的直流電壓，為采用電阻提供高精度的基準(zhǔn)電壓，實(shí)現(xiàn)輸出電流的數(shù)字化調(diào)節(jié)和恒流，為了能構(gòu)成對(duì)實(shí)際輸出電流的顯示和控制，必須對(duì)實(shí)際輸出電流再進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換輸入單片機(jī)進(jìn)行顯示和自動(dòng)分析和控制功能，ARM內(nèi)帶A/D轉(zhuǎn)換器，可用來對(duì)輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是為了能高精度的對(duì)輸出電流進(jìn)行測(cè)量，必須采用數(shù)字儀表專用的雙積分A/D以保證其精確度，顯示元件采用液晶顯示器，使得設(shè)計(jì)的恒

8、流源操作界面友好，顯示內(nèi)容齊全；此外，還為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了完善的散熱裝置和保護(hù)電路來進(jìn)一步保證恒流源可靠工作和輸出電流的恒定。該方案由于采用了新型的單片機(jī)來完成更多的功能，則采用該方案能使得設(shè)計(jì)作品具有操作界面友好，功能豐富的特點(diǎn)，所以我們最終準(zhǔn)備采用該方案。1、 計(jì)劃進(jìn)度（1）、 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源技術(shù)調(diào)研 2010年11月2010年12月（2）、 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 2011年12月2011年02月（3）、 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 2011年02月2011年03月（4）、單片機(jī)控制程序編寫及最終調(diào)試 2011年03月2011年05月（5）、論文的撰寫 2011年05月2011年06月五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算（一）、經(jīng)費(fèi)詳情：1. 調(diào)研費(fèi)：2