毕业设计（论文）基于单片机的电子负载的设计.doc

基于单片机的电子负载的设计 摘 要：本设计以51系列单片机为控制单元，以模数转换器ADC0809测量电压电流参数，以数模转换器DAC0832输出控制电压，通过运算放大器对电流电压信号的比较放大，直接控制大功率场效管的通过电流值，吸收电源提供的大电流,从而模拟复杂的负载形式、测试电能输出装置或转换装置的输出性能。该装置解决了传统测试中用电阻、电阻箱、滑线变阻器等模拟不了复杂负载的问题，能对测试电源进行恒电阻负载测试，恒电压负载测试和恒电流负载测试。 关键词：80C51单片机；电子负载；数模（D/A）；模数（A/D） Design of Electronic Load Based on SCM Abstract : An equipment is introduceed in this design, which is controlled by51 series singlechip.By this equipment, voltage value and currentvalue are measured using the chip of analog to digital convertor ADC0809. The controlled-voltage value is formed by using the chip of digital to analog convertor DAC0832. This equipment is called e-load. By using this equipment, the output level of some power supply systems can be tested. The device solves the traditional test using resistors, resistance boxes, slide wire rheostat, etc. can not simulate complex loading problem. The equipment can also test power supply in constant resistance of the load test and constant voltage and constant current load test. Key Words: 80C51microcontroller; Electronicload; digital-to-analog; analog-to- digital 引言 在电子技术应用领域,经常要对开关电源、线性电源、UPS 电源、变压器、整流器、电池、充电器等电子设备进行测试，怎么对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试，一直是仪表测试行业研究的问题。传统的测试方法中一般都采用电阻、滑线变阻器、电阻箱等充当测试负载，但这些负载不能满足我们对负载多方面的要求，如：恒定电流的负载；带输出接口的负载；随意调节的负载、恒功率的负载、动态负载；多输出端口的负载等。现在有一种新型多功能的电子负载，可据实际应用中对负载特性的要求进行设置，满足了我们对负载的各种要求，解决了开发研制测试中的困难。 1.设计概述 1.1设计目的 本设计主要是为了达到以下目的： （1）2）进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。3）掌握单片机的接口技术及相关外围电路的设计方法。 （4）通过设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术5）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，为我们今后从事相应工作打下基础。1.2设计方案 1.2.1电子负载的工作原理 直流电子负载可以具备[1,2]恒定电流、恒定电阻、恒定电压、动态负载及短路负载等工作方式。这里我们主要介绍恒定电流、恒定电压这两种工作方式。 （1）恒流方式 I/mA v/V 图 1.1 电子负载恒定电流模式 图1.1是电子负载与被测电源的连接图和外特性图。在恒定电流模式中,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5～10V100mA，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。恒定电流模式能用于测试电压源及AD/ DC电源的负载调整率。 （2）恒压方式 图1.2为电子负载与被测电源连接图和外特性图[3]。在此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。 恒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