基于单片机的电子负载论文

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1、基于单片机的电子负载毕业论文目录绪论1第一章电子负载系统设计方案21.1电子负载工作原理21.2系统设计要求31.3系统总体设计方案论证31.4系统具体设计方案5第二章电子负载硬件系统设计62.1核心处理器的设计62.2显示模块的设计72.3键盘模块82.4D/A转换模块的选择102.5采样电路模块112.5.1电压采样电路122.5.2电流采样电路122.5.3输入的模拟量采样132.6电流取样PI控制器等组成的负反馈控制模块142.7PI调节器152.8功率电路模块172.8.1电子模拟负载方式的选择172.8.2功率耗散MO

2、S管的选型172.9电源电路的设计19第三章电子负载软件系统设计213.1电压电流A/D采样程序设计223.2液晶显示子程序223.3D/A转化程序233.4键盘识别处理程序设计2451第四章系统调试254.1硬件调试254.2软件调试264.3软硬件综合调试26第五章结论27致谢28参考文献29附录一整体电路原理图30附录二电子负载设计程序3151东华理工大学毕业论文（论文）第一章电子负载系统设计方案第一章电子负载系统设计方案1.1电子负载工作原理电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。电子负载的原理是控制内功率MOS

3、FET或晶体管的导通量（占空比），靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压,精确调整负载电流,同时可以实现模拟负载短路,模拟负载是感性阻性和容性,容性负载电流上升时间。它的基本工作方式有恒压、恒流、恒阻、恒功率这几种。（1）恒定电流方式在定电流模式中,在额定使用环境下,不论输入电压大小如何变化,电子负载将根据设定值来吸收电流。若被测电压在5～10V变化，设定电流为100mA，则当调节被测电压值时，负载上的电流值应维持在100mA不变,而此时负载值是可变的。定电流模式能用于测试电压源及AD/DC电源的负载调整率。负

4、载调整率是电源在负载变动情况下能够提供稳定的输出电压的能力,是电源输出电压偏差率的百分比。（2）恒定电阻方式此种状态下，负载如纯电阻，吸收与电压成线性正比的电流。此方式适用于测试电压源，电流源的启动与限流特性。　在定电阻模式中,电子负载将吸收与输入电压成线性的负载电流。若负载设定为1kΩ,当输入电压在1～10V变化时,电流变化则为10～100mA。（3）恒定电压方式在定电压方式下电子负载将吸收足够的电流来控制电压达到设计值。定电压模式能被使用于测试电源的限流特性。另外,负载可以模拟电池的端电压,故也可以使用于测试电池充电器。（4）

5、恒定功率方式51东华理工大学毕业论文（论文）第一章电子负载系统设计方案在定功率工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定的功率大小而定，此时负载电流与输入电压的乘积等于负载功率设定值，即负载功率保持设定值不变。本电子负载机实现了在恒流模式下一定范围内的正常工作，PI调节器的基准电压由单片机D/A转换输出。用A/D转换器与单片机连接把电路中电压电流的模拟信号转换为数字信号，然后用液晶显示方式显示出即时的电压电流。1.2系统设计要求根据电子负载的原理，设计出实现恒流模式下的电子负载：能够检测被测电压型电源的电流、电压及功率并由液晶

6、显示。在额定使用环境下,恒流方式为不论输入电压如何变化（在一定范围内），电子负载将根据设定值来吸收电流，流过该电子负载的电流恒定。设计出最大功率为100W，电流O一20A，电压O一50V的直流电子负载。1.3系统总体设计方案论证根据系统的设计要求，得出以下三种方案：方案一：如图1-1所示，运用传统的电子负载设计方式，通过比较器的比较结果及反馈来控制MOSFET的栅极电压，从而达到其内阻变化的目的。方案二：如图1-2所示，采用了单片机作为核心控制器，设计了AD电压电流检测电路、键盘电路、液晶显示电路和驱动电路，ATmegal6单片机

7、为核心处理器。键盘、串口通讯和LCD实现人机交互，MOS管电路为电子负载主电路。单片机输出一定占空比的PWM控制信号，控制功率电路MOS管的导通和关断时间，来获得实际所需的工作电流、电压。电路中的检测电路为电压、电流负反馈回路，通过A/D采集到单片机，与预置值进行比较，作为单片机进一步调节PWM占空比的依据。图1-1传统的电子负载设计51东华理工大学毕业论文（论文）第一章电子负载系统设计方案显示按键输入AtmegA/D转换PWM控制电流检测电压检测功率控制图1-2方案二系统设计模块方案三：为便于控制的实现和功能的扩展，如图1-3所

8、示为新型电子负载设计系统模块框图。采用了STC89C52单片机作为核心控制器，设计了DA输出控制电路、AD电压电流检测电路、键盘电路、液晶显示电路和驱动电路，通过软、硬件的协调配合，实现了整个设计。通过运放、PI调节器及负反馈控制环路，是整个电路的