2008年E题 简易数控充电电源

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专家点评:本设计采用NEC upd78F0547单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，并可由液晶显示器显示输出的电压、电流值。主电路采用运放LM324和达林顿管组成调节电路，电路设计合理，编程正确。除了完成题目要求外，电路设计了步进设置功能，可设置不同的恒流和稳压值。

本系统以直流电源为核心，NEC  upd78F0547单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，并可由液晶显示器显示输出的电压、电流值。本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流（压）。实际测试结果表明，本系统可稳定地实现恒压或恒流充电状态，并在恒流输出时可设置电流100mA慢充和200mA快充，电压（流）波动和纹波电压（流）小，并具有过热保护和自动恢复功能。

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第一章 方案比较与设计

1.1方案比较与选择

   1.1.1 控制电路方案比较与选择：

方案一：采用通用的51单片机作为主控器，完成数据处理，键盘扫描，显示部分的控制等。但51单片机没有AD转换，需要外接AD芯片来转换采集到的电压信号，使电路的硬件、软件变得复杂。

方案二：采用NEC的upd78F0547单片机，该单片机在本设计方案中具有以下优点：

1：内置上电复位清零电路，低电压侦测电路和独立源看门狗电路，不需要任何外围元件；

2：64个I/O口，不需要外扩展；
3：8路10bit A/D ；
; E1 n6 }  J! \4 T  ]+ H  O! }4：低功耗，宽电压范围，抗干扰能力强；

5：自带键盘中断；

    比较上述2种方案，方案二电路简单、软件简洁、功能强，本课题中我们采用方案二。

   1.1.2 显示电路方案比较与选择：

        方案一：采用数码管显示，成本低，亮度高，醒目。但在显示较多的项目时，硬件电路复杂，功耗大。

        方案二：采用肇庆金鹏OCMJ4X8C液晶屏，该屏自带字库，驱动程序简单，可以显示4行8列汉字（或4行16列字母，数字）。显示信息量大，外形美观。

课题中需要同时显示电压，电流的设定值和输出值等，要求显示内容丰富。比较上述2种方案，方案二电路简单、显示信息量大、能很好的满足题目要求，我们采用方案二。

   1.1.3 恒流（压）充电电路方案比较与选择：

方案一：选用cpld等可编程逻辑器件，电路结构简单，工艺上容易实工作稳定。

方案二：采用运算放大器等通用电路实现恒流（压）的控制、调整，成本低、使用灵活、完全能满足题目对简易恒流（压）电源的要求。

比较上述两种方案，虽然方案一实现起来比较容易，而且可以很容易地满足各项指标要求，但是，我队参赛的选手是大二的学生，目前还没有学习有关可编程逻辑器件（CPLD）的课程，所以我们选择方案二。

1.2方案设计与论证

   1.2.1整体电路组成

电路部分主要有：恒流、恒压充电电路，检测电路，控制电路，显示电路，、键盘电路，创新部分电路等模块组成。

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