开题报告(样稿).doc

西北第二民族学院毕业设计（论文）开 题 报 告 书题目 数控直流恒流源的设计 姓 名 覃程礼 学 号 20030032 专 业 信息工程 指导教师 刘炜 西北第二民族学院教务处制二OO四年十二月西北第二民族学院毕业设计（论文）开 题 报 告 书2007年3月6日姓 名覃程礼院（部）电信学院课题性质设计学 号20030032 专 业信息工程课题来源给定题 目数控直流恒流源的设计一、 选题的目的、意义（含国内外相同领域、同类课题的研究现状分析）直流电流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。所谓恒流源，是指对应于一定的负载变化其所产生的电流变化趋于零。它能在外部电路的阻抗特性发生变化时，仍输出恒定的电流，具有很高的动态输出电阻。目前使用的直流电流源大部分都是利用分立器件组成，其体积大，效率低，可靠性差，操作使用不方便，自我保护功能不够完善，故障率较高。随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为其发展的趋势。数控恒流源做为测试调试仪器在生产实际中有着广泛的用途，如：工业上的电控调节阀，其阀门开度受输入的控制电流大小控制，对于型表来说这个电流是420mA，对于型表来说这个电流是010mA。恒流源成为这些设备调试的必备工装。在科学实验、电磁学测量、传感器供电等领域都需要恒流源提供稳定的标准电流。以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代数控直流恒流源不但电路简单、结构紧凑、价格低廉，而且单片机具有计算和控制能力，可对各种采样数据进行处理，控制其输出电路，从而可减少或排除由于干扰信号引起的输出电流波动，提高输出电流的稳定性。 由于直流恒流源在生产生活中的广泛应用，国内外的学者对这方面的技术进行了广泛的研究。如曾波在电子世界2005年9期的数控直流恒流源一文中介绍了步进为5mA的设计方案。在仪表技术2006年第2期中，李现华、陈兵兵、卞东进、陈家胜在高精度数控直流电流源一文中介绍了以单片机AT89S52为核心的直流电流源；刘辉、何东陆、肖宇、杨兴数控直流电流源的设计一文中设计出以MSP430F155为核心的单片机系统实现的直流电流源，它采用了脉冲宽度控制，闭环反馈调节的方法，使输出电流稳定，实现恒流源功能。又例如刘润，谭薇，程荣贵在现代电子技术2006年第7期一种高精度数控直流源的设计一文中介绍了采用硬件闭环负反馈方案实现的恒流控制，用两路8位D/A组成一路16位D/A转换电路实现高精度输出电流的方案。目前国内一般使用的恒流电流源往往是固定的一种电流值,或只能设定有限数值的电流值，普遍存在着调节范围小、热稳定性差等缺点。本设计结合单片机的控制技术、D/ A 转换技术和集成电路技术，设计一种数控的直流恒流源。它利用单片机作为核心控制器，通过键盘设置所需要的电流值。电流值取值精度更高，使用方便灵活，它可以提供10100mA 的恒流输出，并具有1mA的步进电流调整功能，在0100负载下输出电流调整率2。由于提高了电路输出电流的稳定性，使得所设计的电流源更加实用。基于单片机的数控直流恒流源在科研和生产实际中应用前景广阔，可做为实验仪器或生产的必备工装在各种需要的场合推广使用。二、 本题的基本内容（课题任务、重点研究内容、实现途径、方法及进度计划）1 课题任务 该恒流源采用MCS51系列单片机为主控芯片，通过D/A转换实现对输出电流的控制。 主要技术指标：输出电流直流10100mA可调整（0100负载下，以1mA为步进单位）；在0100负载下输出电流调整率2。 该恒流源由单片机系统、D/A转换器、受控恒流源、键盘与显示电路、看门狗电路和电源电路等构成。 具体任务：根据题目要求，详细分析数控直流恒流源的设计需求，并进行软硬件的总体设计。在完成总体设计后，进行硬件功能模块的设计，利用电子CAD软件完成数控直流恒流源全部电路的设计工作。同时进行控制软件的流程设计及编制工作，利用Keil 51软件完成数控直流恒流源全部控制软件的仿真调试工作。利用Proteus软件完成大部分功能模块的电路仿真。2 重点研究内容 本设计包括硬件设计和软件设计。 硬件设计主要包括单片机主控系统、D/A转换器、受控恒流源、键盘与显示电路、看门狗电路和电源电路等，其中硬件设计重点是单片机主控系统和D/A转换器，设计难点包括高线性、高稳定度的电压电流变换电路（V/I变换电路）。 软件设计主要包括主控程序和中断服务程序。主要完成系统初始化、键盘扫描、数据处理、电流值显示、输出电流控制和看门狗电路控制等工作，同时还应考虑如何实现断电后保存最后一次设定电流值的问题。3 实现途径及方法 本系统主要通过市场调研、资料查找、系统需求分析、系统总体设计，软硬件总体设计、详细的软件与硬件设计、系统仿真与调试、资料整理等步骤来完成。 本系统利用电子CAD软件完成硬件设计工作，利用Keil 51软件完成全部控制软件的仿真调试工作，通过Proteus软件完成大部分功能模块的电路仿真。4 进度计划进 度 计 划序号毕业设计（论文）工作进度日期（起止周数）%1查找资料，设计需求分析 3.53.18（1-2）152系统总体设计，软硬件总体设计3.194.1（3-4）103硬件、软件详细设计4.24.15（5-6）254仿真与调试4.164.29（7-8）155论文撰写4.305.6（9）206论文修改5.75.20（10-11）107毕业设计答辩准备与答辩5.216.3（12-13）5三、 推荐使用的主要参考文献 模拟电子技术基础第三版 高等教育出版社 童诗白 华成英主编 数字电路逻辑设计第三版 高等教育出版社 王毓银主编 单片机原理及接口技术 北京航空航天大学出版社 李朝青编著 单片机原理及实用技术 高等教育出版社 李刚民、曹巧媛、曹琳琳、陈忠平编著 2004-2006年电子报、无线电、电子世界、电子技术应用等报纸杂志 中国电子资源网 传感器资讯网 电子爱好者网 广东电子商贸网 http:/www.gua