简易直流电子负载论文
简易直流电子负载的设计分析
简易直流电子负载的设计分析简易直流电子负载的设计分析简易直流电子负载是用于测试电子装置、电源等的一种装置，它可以模拟若干种负载条件以测试相关设备的工作情况。
本文将介绍简易直流电子负载的设计分析，包括工作原理、设计思路、主要部件、关键技术和应用领域等方面的内容。
一、工作原理简易直流电子负载是一种能够模拟负载条件，从而测试其他设备的工作状况的装置。
它利用了一个能够提供模拟负载的电池和负载滑动电阻滑动电阻器来产生不同的负载条件，从而模拟各种应用条件。
使用直流电源将电负载连接到测试设备上，可以对测试设备的性能进行评估和测试。
二、设计思路简易直流电子负载的设计思路是通过使用可变电阻器和大功率开关晶体管来模拟不同的负载条件。
为了实现高精度、高性能的测试，需要使用高质量、高品质的元器件。
在设计过程中需要深入了解每个元件的标准和特性，以确定最佳的元件组合和设计方案。
三、主要部件简易直流电子负载的主要部件包括直流电源、继电器、抵抗器、电容、测量电路、温度保护等。
其中，高精度测量电路是保证电子负载性能最关键的部分，因此必须利用高性能IC 部件进行设计。
高精度电压采样电路和高精度电流采样电路是这一部分的核心。
四、关键技术简易直流电子负载的设计过程中需要掌握一些关键技术，包括负载控制、负载保护和热保护等方面。
负载控制要准确实现设定的负载条件，保护部件，保证负载的准确性和有效性。
负载保护要在工作时及时保护负载，同时需提高工作效率。
热保护作为一种常用的健康保护技术，对于长时间工作和大功率工作非常适用。
五、应用领域简易直流电子负载主要适用于各种电子产品的测试、研究和制造领域。
无论是电子设备的设计、测试、维护还是智能电表、逆变器、锂电池等产品的研究，简易直流电子负载都是必不可少的工具之一。
此外，汽车电子、太阳能电池板等领域也需要使用简易直流电子负载来测试设备的性能和可靠性。
总之，简易直流电子负载是一种重要的测试设备，可用于测试不同类型的电子产品，具有可靠性高、稳定性好、成本低等优点。
简易直流电子负载
简易直流电子负载摘要：该设计以msp430 launchpad构成的最小系统为核心，由恒流电子负载模块、电压电流检测模块、人机交互等模块完成了简易直流电子负载系统。
采用高精度电流监控器ina282和16位高精度模数转换芯片ads1115构成电子负载电流、电压实时检测，并将检测到的电流信号与给定值比较调节恒流电子负载模块的pwm信号的占空比以实现恒流，并且将电压、电流检测数据进行处理得到被测稳压源的负载调整率。
测试结果表明该系统结构简单、高效、稳定。
关键词：开关电阻可调恒流负载数字控制中图分类号：tp368.1 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）008-115-031 系统方案1.1 具体指标如表11.2 恒流电子负载电路方案方案一：boost拓扑构成的恒流电子负载。
如图1所示，在特定的输入电压下，通过调节boost电路的pwm信号占空比可以使得输入电流发生改变，通过闭环控制可以达到恒定boost电路输入电流的目的。
这样，boost 电路充当了一个恒流负载。
该方案的优点是恒流负载的输入电流波形较好，对被测稳压源的影响较小；要求的输入电压可以做到很低，从而适应被测电源电压的范围很宽。
但缺点是开关管的电压电流应力较大，控制上不易稳定。
方案二：基于开关电阻的恒流电子负载。
如图2所示，开关s和电阻r构成开关电阻，特定直流电压vi加在开关管电阻上，调节pwm信号占空比可以调节电路的输入电流，通过闭环控制，可以实现输入电流的恒定，输入电流波形如图3。
该方案具有电路结构简单、控制方便、成本低廉、工作可靠等优点。
可以直接发出pwm低电平封锁开关管实现0输入电流的目的。
缺点是输入电压必须不低于某一特定的值才能正常运行和保证控制精度。
由于有先进的单片机、ad芯片、电流检测芯片等，通过电路参数的合理设计，可以将这些问题的影响降到最低。
综上，我们选方案二。
1.3控制方案对于开关电阻的控制可以采用模拟电路进行调制和控制，具有模拟控制的快速性、连续性等优点，但模拟电路的功能较单一，不便于实现课题要求的多功能化。
论文.可编程直流电子负载的设计与研究讲解
目录摘要 (I)关键字 (I)Abstract (I)Key words (I)1 前言 (1)2 设计任务与要求 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计要求 (4)2.2.1 基本要求 (4)2.2.2 发挥部分 (4)3 设计方案的选择与论证 (5)3.1 电子负载的工作原理 (5)3.1.1 恒定电流模式 (5)3.1.2 恒定电阻模式 (5)3.1.3 恒定电压模式 (6)3.2 系统整体设计方案论证 (7)3.2.1 负载器件选择 (7)3.3 负载工作模式的论证与选择 (7)3.3.1 恒流方案 (7)3.3.2 恒阻方案 (8)3.3.3 恒压方案 (8)3.4 电压电流检测方案论证与选择 (9)3.5 保护电路方案的选择 (9)4 可编程直流电子负载硬件的分析与计算 (10)4.1 系统总体方框图 (10)4.2 负载电路的分析与计算 (11)4.3 工作模式的分析与计算 (12)4.4 驱动电路的解析 (13)4.5 保护电路的分析 (13)5 电子负载流程图设计 (15)5.1 键盘识别处理与显示流程图设计 (15)5.2 电子负载计算值系统流程图设计 (16)6 系统测试与调试分析 (17)7 结论 (21)参考文献........................................... 错误！未定义书签。
致谢............................................... 错误！未定义书签。
附录A 可编程直流电子负载的供电电源............... 错误！未定义书签。
附录B 设计实物图................................. 错误！未定义书签。
可编程直流电子负载的设计与实现摘要本设计采用8个100W的MOS增强型功率场效应管并联连接作为电子负载，采用STC12C5A60S2低功耗单片机作为控制核心，控制电子负载的工作模式和系统的参数，电流、电阻、电压的数值可以通过键盘对其进行任意设置，而且还能够实时显示到液晶显示屏上。
简易直流电子负载设计
简易直流电子负载设计报告摘要：本文论述了简易直流电子负载的设计思路和过程。
直流电子负载采用MSP430G2553单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。
AD模块接收电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号，经液晶模块12864同步显示电压和电流。
系统包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路、基准电路等；具有过压保护功能;能够检测被测电源的电流值、电压值；具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能；各个参数都能直观的在液晶模块上显示。
关键词：电子负载；单片机（MCU）；模数（A/D）.PWM波.一、引言电子负载用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合,是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。
电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。
由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。
同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。
二，总体方案论证与设计设计和制作一台电子负载，在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。
要求：（1）负载工作模式：恒流（CC)模式；（2）电压设置范围：0～10V；（3）电流设置范围：100mA～1000mA，设置分辨率为10mA，设置精度为±1%；（4）直流稳压电源负载调整率：测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。
（5）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。
恒流模块和恒压模块共用一个基准电压12v，并且通过开关实现两种模式的转换，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机来程控从而重置电压电流，用数码管液晶显示同时呈现即时电压电流。
电子设计大赛直流负载论文
电子设计大赛直流负载论文2012年山东省电子设计竞赛直流电子负载的设计制作（F题）目录摘要 (4)一、方案论证与设计 (5)1.1 模块方案比较 (6)1.1.1 负载参数预置方案 (6)1.1.2 电路设计方案 (7)1.2 自动过流保护设计 (9)1.3 显示方案选择 (9)二、软件设计及流程 (10)2.1 主程序流程图：....... 错误！未定义书签。
2.2定时中断流程图 (11)三、测试结果及分析 (12)3.1 恒电压模式测试 (12)3.2 恒电流模式测试 (12)3.3 测试器件.................................................................................... (11)四、设计总结和心得 (13)附录一 (14)直流电子负载的设计制作摘要本设计是基于TI公司的MSP460程控的电子负载，具有恒流、恒压、恒阻三种工作模式，通过矩阵键盘预先设定电子负载的值，手动开关和单片机结合实现三种负载模式的转换。
恒流源工作模式时，不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流依据所设定的电流值而保持恒定，与测量端输入电压的大小无关。
恒压工作模式及恒阻工作模式的特性与恒流工作模式类似。
系统包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在液晶屏上显示。
关键词：电子负载；单片机（MCU）；电子负载；数/模转换；电压电流采样一、方案论证与设计电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。
我们设计的电子负载有恒流和和恒压以及恒阻以三种工作模式模式，可手动切换。
恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。
工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。
简易直流电子负载论文
2013全国大学生电子设计竞赛直流电子负载系统(高职高专组F)摘要本设计以STC89C52单片机为核心控制系统，采用了DA输出控制电路、AD 电压电流检测电路、显示电路、键盘电路。
通过运放、负反馈控制环路来控制MOSFET的栅极电压使其阻变化，从而实现恒流工作模式。
MOS管既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载，控制部分采用STC89C52单片机来完成，设定值通过键盘输入送往单片机，再通过DA输出电路产生基准电压送往PI控制器与实际电压相比较，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，通过单片机来控制转化，然后用液晶显示显示出即时的电压电流。
关键词：电子负载；单片机；恒流模式；A/D转换；D/A转换Abstract: This design with the core of STC89C52 MCU , using Da output control circuit, ad voltage and current detection circuit, display, keyboard, ing negative feedback control loop amplifier, to control grid voltage of the MOS to its internal resistance change, resulting in constant current mode of operation.MOS both as a current control devices at the same time as the measured power load control part using stc89c52 single - chip puter to plete the set value input from the keyboard to the SCM, and then by DA output circuit voltage sent to the PI controller with the actual voltage pared.In A / D converter circuit for voltage and current analog signals into digital signals by single - chip Microputer to control the conversion, and then use the LCD display shows the instantaneous voltage and current.Key word :electronic load ; MCU; constant current mode ; Ad conversion ; DA conversion目录1.系统方案设计 (4)1.1系统总体方案设计论证 (5)1.2系统具体设计方案............................................................................................................................................................................................................................ .. (6)1.2.1控制单元模块论证与选择................................................................................................................................................... . (6)1.2.2显示模块论证与选择 (6)1.2.3键盘模块论证与选择 (6)1.2.4 D\A转换模块的论证与选择 (7)2.系统理论分析与计算 (7)2.1电子负载及恒流电路的分析 (7)2.2电压、电流的测量及精度分析 (8)2.3电源负载调整率的测试原理 (8)3.电路与程序设计 (8)3.1电电路设计 (8)3.1.1控制单元模块设计 (8)3.1.2恒流模块设计 (9)3.1.3 键盘模块设计 (10)3.1.4 A/D与D/A转换模块设计 (11)3.1.5 电源模块设计 (12)3.2程序设计 (13)4.系统测试 (13)4.1测试方案及测试条件 (13)4.1.1测试方案 (13)4.1.2测试条件 (14)4.2测试数据 (14)4.3测试结果分析 (15)5.结论 (15)参考文献 (16)1 系统方案设计电子负载系统由软、硬件共同组成。
简易直流电子负载
简易直流电子负载简介直流电子负载是一种可在实验室或工业环境中模拟负载条件以测试电源或电池性能的设备。
它通常用于测试电源效率、电池容量、保护功能等方面。
本文将介绍一款简易直流电子负载的设计和制作过程。
设计原理核心部件简易直流电子负载的核心部件是负载电阻和功率调节装置。
负载电阻通常由多个细丝电阻组成，通过调整细丝电阻的接入数量实现不同负载阻值的模拟。
功率调节装置则用于调节负载的电流和功率输出。
控制回路简易直流电子负载的控制回路由微控制器（MCU）和电流采样模块组成。
MCU 负责接收输入的控制信号，并通过与电流采样模块的交互来实现对负载电流的精确控制和测量。
显示与操作为了方便用户操作和监测电流输出，设计中还包括了显示屏和操作按钮。
通过显示屏可以实时显示负载电流、功率和设定参数等信息。
操作按钮则用于调整负载的工作模式和参数。
制作过程材料准备准备以下材料以制作简易直流电子负载：1.电阻：选用合适的多个细丝电阻，以满足不同的负载阻值需求；2.散热器：用于散热以保证负载的稳定工作；3.微控制器板：选用具备足够的IO口和ADC输入引脚的开发板；4.显示屏和操作按钮：选用合适的尺寸和接口的显示屏，以及用于操作调整参数的按钮。
电路连接按照设计电路图将电阻、散热器、微控制器板、显示屏和操作按钮等元件连接起来。
确保连接正确可靠，并注意保护电路免受短路和过流等问题。
程序开发根据控制要求，编写程序代码并烧录到微控制器板中。
程序应该实现以下功能：1.接收并解析用户的控制信号；2.根据控制信号调整负载电流和功率输出；3.实时采集并显示负载的电流、功率和设定参数。
散热设计在负载电阻和功率调节装置周围安装散热器，并确保散热器与电路紧密接触，以提高散热效果。
此外，还可以在散热器上添加风扇以增强散热效果。
完成调试完成以上步骤后，对整个系统进行调试和测试。
确保负载能够按照设定的电流和功率输出稳定工作，并能够准确采集和显示相关参数。
使用和注意事项使用简易直流电子负载时，应注意以下事项：1.确保输入电源符合设备要求，避免过压或过流对设备造成损坏；2.在使用高功率输出时，注意散热情况，避免设备过热；3.操作合理，并遵循设备的使用说明，以免发生意外和设备损坏。
简易直流电子负载设计
简易直流电子负载设计【摘要】电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器），与传统的模拟电阻性负载相比具有节能、体积小、重量轻、成本低、效率高等优点。
本系统详细讨论了直流电子负载系统的硬件电路和软件实现，给出了较为合理的解决方案。
为了便于控制和功能的实现，采用了TI公司的MSP430高性能控制模块，设计了AD控制电路和相关的检测电路、校正电路、键盘电路、显示和驱动电路等，通过软硬件的协调配合，完成了整个的设计，较好实现了题目所要求的各项功能，且各项指标均达到要求。
【关键词】MSP430F149单片机；A/D转换；开关管一、系统设计方案1.总体方案设计电子负载系统采用MSP430F149单片机、LCD液晶显示、键盘操作、PWM 移相控制、功率管电路、A/D转换结合的技术方案；集控制、检变、显示等功能于一体的设计方法。
总方案设计框图如图1所示。
2.电流源方案比较方案一：根据传统线性恒流源的原理，以集成纹样芯片（LM337）与数字电位器构成电源的主体部分，通过单片机改变数字电位器的阻值，以及实现对恒流源输出值的调整，并使用LCD12864显示其数值，其原理方框图如图2所示。
由于流过的电流较大，需要并串多个数字电位器才能满足输出的电流要求，且系统的开环控制稳定性较差，精度较低。
方案二：根据开关电源的原理，经AC/DC变换过程来实现可调稳流的功能，主电路由整流滤波电路、斩波电路和恒流电路构成。
其工作过程如下：市电经变压器降压后，通过整流桥，电容器滤波，变成平稳的直流电，该方案可靠性高，编程容易。
电源设计框图如图3所示。
比较两种方案，最终选择方案二。
3.采样方案方案一：采用外置A/D转换器，如10位A/D转换器TLC1549系列对功率器件两端电压取样，并进行转换、控制、存储和显示。
TLC1549采用CMOS工艺。
内部具有自动采样保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，而且在设计时使在满刻度时总误差也不高，因此广泛应用于模拟量和数字量的转换电路。
简易直流电子负载的设计
１前 言
３硬件 电路设计
３ ． １单 片机控 制 电路 在 电路 中 ， 负 载 是 用 来 消 耗 电源 输 出能 量 的 装 置 。 直 流 电 子负 载由于采用了功率半导体器件替代纯 阻元件作为 电能消耗的载体， 控 制 电路采 用Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ３ ５ ０ 高性 能单 片机芯片（ 如 图２ ） ， Ｃ８ ０ ５ １ 可实 现负载 的智能调节与控 制 ， 并能达到较高 的调节精度和稳定 Ｆ ３ ５ ０ 是 一 款 集 成 了 单片 模 数 混合 信 号 的微 控 制 器 。 内部 有一 个 ２ ４ 位 性， 直 流 电子 负 载 不 仅 可 以模 拟 实 际 的负 载情 况 ， 还 可 以编 程 模 拟 ８ 通 道 ＡＤ Ｃ电路 及 ８ 位 双 通 道 ＤＡＣ电路 ， 可 用 于 模 拟 电压 的高 分 辨 些特殊的负载实现指定的波形曲线， 用以测试稳压 电源设备 的瞬 态特性 ， 这是纯 电阻式负载所无法实现的 ， 近年来 已广泛应用于 电 源类产 品和功率 电子元器件 的性 能测试、 老化等实验环节 。
设 计 开 发
简易直流电子负载的设计
汪 艳 叶 九 星 朱 彬 彬 楼 然 苗
（ 浙 江海 洋 学 院 浙 江舟 山 ３ １ ６ ０ ２ ２ ）
摘要 ： 直流电子 负载 是一种通过 电子 电路 实现 欧姆定律 的受控有 源电 阻电路 ， 主要 用于直流稳压 源的智能化检 测。 直流 电子 负载通过控制 内 部 功 率器件 ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ 或 晶体 管的导通 量， 使 功率 管消耗 功率， 可 以模 拟各 种不 同的 负载状 况， 一般 具有 定 电流 、 定 电压 、 定 电阻、 定功 率 、 短路 及动 态 负载 等 多种模 式。 简 易直流 电子 负载 系统设计 ￣Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ３ ５ ０ 单 片机 为控制核 心， 使 用芯 片内置的２ ４ 位Ａ Ｄ转换 电路 实现模拟 电压和 电流信号 的数字化测量 、 控 制 与显 示， 外 围 电路 主要 包括恒 流 电路 、 电压 电流取 样 电路 、 Ｌ Ｃ Ｄ显 示 电路 等 。 主要 性 能有： 能设定 恒流 电流值， 显示被 测 电源的输 出电压值 、 电流 值 以及 电源的 负载调 整率等 。 其恒流 电子 负载的 电流设置 范围为１ ０ ０ ｍ Ａ～１ ０ ０ ０ ｍ Ａ， 分辨率 为１ ０ ｍ Ａ。 在 电子 负载 两端电压 变化 １ ０ Ｖ时， 输 出恒 流变化的
基于单片机的电子负载计的设计毕业论文(含原理图+程序)
摘要电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它的基本工作方式有恒压、恒流、恒阻、恒功率这几种。
本设计从直流电子负载系统方案分析入手，详细讨论了整个系统的硬件电路和软件实现，并给出较为合理的解决方案。
为便于控制的实现和功能的扩展，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、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来控制MOSFET的栅极电压，从而达到其内阻变化。
这个控制环路是整个电路的核心实质，MOS管在这里既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载。
控制MOS管的导通量，其内阻发生相应的变化，从而达到流过该电子负载的电流恒定，实现恒流工作模式。
本设计能实现电子负载的恒流控制：能够检测被测电源的电流、电压及功率并由液晶显示。
在额定使用环境下,恒流方式时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。
关键词：电子负载；恒流模式； PI调节器； AD转换； DA转换毕业论文（论文）ABSTRACTABSTRACTThe principle of electronic load is control of transistors inside power MOSFET or the guide flux of power tube, it is a consumption power equipment which depends on the dissipation power of tube, there are four basic working ways that persistence pressure, constant current, the constant resistance, constant power .This design start with the analysis of DC electric load system solutions, it discussed the realization of the whole system hardware circuit and software in detail, and give a reasonable solution. In order to realize the control and the expansion of function conveniently, we adopted the STC89C52 microcontroller as the core controller, and designed the DA output control circuit, AD voltage current detection circuit, keyboard circuit, display circuit and drive circuit, through the coordination between hardware and software, finally, we realized the whole design. PI adjuster and negative feedback control loop of the circuit which control the grid voltage of MOSFET, so as to change its resistance. The core essences are the op-amp, MOS tube here both as a control device and as a power load tested. Controlling the guide flux of the MOS tube, the resistance of the MOS tube will change accordingly, thus the current which flows the electronic load current will constant, At last, we realized constant current work pattern.This design can realize the Constant-current control of the electronic load: it can measured the current, voltage and power of Measured power and the LCD display. If it use situations in rated, no matter how the input voltage change in the constant-current mode (within a certain range), the electronic load will be based on setting to absorb the current, the current which flows the electronic load will constant.Key words:electronic load; constant-current pattern; PI adjuster; AD transform; DA conversion东华理工大学毕业设计（论文）目录毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
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2013全国大学生电子设计竞赛直流电子负载系统(高职高专组F)摘要本设计以STC89C52单片机为核心控制系统，采用了DA输出控制电路、AD电压电流检测电路、显示电路、键盘电路。
通过运放、负反馈控制环路来控制MOSFET的栅极电压使其内阻变化，从而实现恒流工作模式。
MOS管既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载，控制部分采用STC89C52单片机来完成，设定值通过键盘输入送往单片机，再通过DA输出电路产生基准电压送往PI控制器与实际电压相比较，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，通过单片机来控制转化，然后用液晶显示显示出即时的电压电流。
关键词：电子负载；单片机；恒流模式；A/D转换；D/A转换Abstract: This design with the core of STC89C52 MCU , using Da output control circuit, ad voltage and current detection circuit, display, keyboard, ing negative feedback control loop amplifier, to control grid voltage of the MOS to its internal resistance change, resulting in constant current mode of operation.MOS both as a current control devices at the same time as the measured power load control part using stc89c52 single - chip computer to complete the set value input from the keyboard to the SCM, and then by DA output circuit voltage sent to the PI controller with the actual voltage compared.In A / D converter circuit for voltage and current analog signals into digital signals by single - chip Microcomputer to control the conversion, and then use the LCD display shows the instantaneous voltage and current.Key word :electronic load ; MCU; constant current mode ; Ad conversion ; DA conversion目录1.系统方案设计 (4)1.1系统总体方案设计论证 (5)1.2系统具体设计方案............................................................................................................................................................................................................................ .. (6)1.2.1控制单元模块论证与选择................................................................................................................................................... . (6)1.2.2显示模块论证与选择 (6)1.2.3键盘模块论证与选择 (6)1.2.4 D\A转换模块的论证与选择 (7)2.系统理论分析与计算 (7)2.1电子负载及恒流电路的分析 (7)2.2电压、电流的测量及精度分析 (8)2.3电源负载调整率的测试原理 (8)3.电路与程序设计 (8)3.1电电路设计 (8)3.1.1控制单元模块设计 (8)3.1.2恒流模块设计 (9)3.1.3 键盘模块设计 (10)3.1.4 A/D与D/A转换模块设计 (11)3.1.5 电源模块设计 (12)3.2程序设计 (13)4.系统测试 (13)4.1测试方案及测试条件 (13)4.1.1测试方案 (13)4.1.2测试条件 (14)4.2测试数据 (14)4.3测试结果分析 (15)5.结论 (15)参考文献 (16)1 系统方案设计电子负载系统由软、硬件共同组成。
考虑到价格、工作速度、开发成本和可靠性等因素，合理地分配了硬件和软件资源，对于某些既可用硬件实现，又可用软件实现的功能，在进行设计时，充分考虑了硬件和软件的特点，高效地分配其资源，协调其功能。
1.1系统方案总体设计论证根据系统的设计要求，得出以下三种方案：方案一：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，结构框图如图1-1所示：图1-1 传统的电子负载设计方案二：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。
结构框图如图1-2所示：图1-2 方案二系统设计模块方案三：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。
结构框图如图1-3所示：通过比较，方案三简洁方便，能更好的实现本次实验，故整个设计采用方案三。
1.2系统具体模块选择1.2.1控制单元模块论证与选择方案一：AT89C51单片机ATMEL 公司的AT89C51单片机价格便宜，应用广泛，实现较为复杂。
但烧程序就不方便。
方案二：STC89C52单片机STC89C52与AT89C51基本性能相同，但STC89C52 RAM较多,8K flash,串口可以直接烧程序，可以和Keil直连。
本设计采用Keil软件实现其软件部分的设计，故选择方案二。
1.2.2显示模块论证与选择方案一：数码管显示数码管具有接线简单、成本低廉、配置简单灵活、编程容易、对外界环境要求较低、易于维护等特点。
电压和电流的显示可以用数码管，但数码管显示的信息量有限，只能显示简单的数字，其电路复杂，占用的系统I/O资源较多，显示信息少，不宜显示大量信息。
方案二：液晶显示（LCD）液晶显示具有功耗低、体积小、质量轻、无辐射危害、平面直角显示以及影响稳定不闪烁、画面效果好、分辨率高、抗干扰能力强等优点。
点阵式LCD不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕上下左右滚动、动画、闪烁、文本特征显示等功能。
采用的是液晶显示（LCD）显示模块可以显示出电压电流等汉字，一面了然、外观比较好看。
而且液晶显示功耗低、体积小、质量轻、无辐射危害，与单片机连接较简单。
本次设计中要测量实际的电压电流值，故经过比较选择方案二。
1.2.3键盘模块论证与选择方案一：矩阵式键盘矩阵式键盘适合于输入命令或者数据较多、功能复杂的系统。
采用矩阵式键盘结构可以最大限度地使用单片机的引脚资源，矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合, 由行线和列线组成, 按键位于行列的交叉点上，节省I/O 口，因此其应用十分广泛。
方案二：非矩阵式键盘非矩阵式键盘结构比较简单，使用方便，适合于较少开关量的输入场合。
每个按键需占用一根I/O 口线，在按键数量较多时,I/O 口浪费大, 电路结构显得复杂。
并且此键盘是用于按键较少或操作速度较高的场合。
在系统设计中需要通过键盘中输入设定值，通过D/A转化输出实际值。
所以需要有0-9的数字键、小数点等等按键，按键较多，所以键盘模块采用方案一。
1.2.4 D\A转换模块的论证与选择方案一：DAC0832DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
这个DA芯片以其接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
方案二：TLC5615TLC5615是一个串行1O位DAC芯片，性能比早期电流型输出的要好。
只需要通过3根串行总线就可以完成1O位数据的串行输入，易于和工业标准的微处理器或微控制器(单片机)接口，适用于电池供电的测试仪表，是具有串行接口的数模转换器。
本设计需要测出电压值、电流值，对设定值的精确度要求更高。
所以采用1O位DAC芯片，分辨率较高。
同时模拟数字转换器TLC5615采用接口简单的，使得硬件电路大为简化，线路板面积缩小，成本降低，故选择方案二。
2系统理论分析与计算2.1 电子负载及恒流电路的分析电子负载是控制内功率或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功耗电能的设备，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。
由于回路中会有大电流通过，因此功率问题也要考虑。
针对这个问题，本设计电路主要由TLV2460运放、8050三极管、3DD15功率三极管和2W/2Ω功率电阻组成。
大功率管实现扩流，10位DAC 输出控制电压送到运放同相输入端，根据运放虚短的概念，运放的反相输入端电压将等于控制电压，采样电阻的电压经放大后连接到运放反相端，从而实现电压控制采样电阻的电压，进而控制采样电阻的电流，即控制恒流源输出电流,恒定电流的计算为I = Vi / R 。
2.2 电压、电流的测量及精度分析电压值通过 m V AD U )50001024()1(⨯= 实现测量电流值通过 实现测量精度分析：（1）A/D 转换芯片为10位ACSIC ，精度为4.88mV 但是在实际测量中存在 一定的偏差；（2）采样电阻为2Ω，实际电阻值会有所偏差，影响精度； （3）分压电阻有一定的偏差，影响测量精度。
2.3 电源负载调整率的测试原理负载调整率计算公式为： 错误！未指定书签。