2012年TI杯简易直流电子负载
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。
2012年TI杯简易直流电子负载
简易直流电子负载设计与总结报告湖北仙桃职业学院：杨青林胡炎何方指导教师：刘祖云刘明江简易直流电子负载的设计与总结报告摘要本系统设计的是直流电子负载，以TI公司16位的单片机MSP430为控制核心，由按键模块，D/A转换模块，恒流源模块、以及液晶显示模块等主要外围电路构成。
通过对DA的控制，达到对恒流值在一定范围内的控制，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。
之后通过内部AD的采集模块将实际端电压、端电流值送到单片机控制模块，能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数通过显示模块加以显示。
本设计着重阐述了系统框架、工作原理、软硬件设计，并给出了系统测试表。
测试结果表明，该系统具有稳定性强、调节速度快的特点，很好的满足了提出的性能指标。
关键词：恒流源、TM12864Z-1液晶、D/A、采样电路（电压采样、电流采样）、键盘、被测电源。
一.系统结构原理图本系统由以下部分组成：电源电路、单片机、功率控制电路、电压、电流采样电路、D/A输出、键盘输入、液晶显示电路。
系统总体结构框图如图1所示：二.方案比较与论证1. 主控芯片方案一：选用ATMEL公司的AT89C51作为该系统的微控制器。
51单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，单片机为8位机，价格便宜，成本低，控制简单。
但51单片机功耗较高、运行速度慢、储存空间小内存只有8Kb，片内资源少，存储容量小，难以存储大容量的程序和实现快速精准的反应、控制、计算。
使用AT89C51需外接两路AD转换电路，实现较为复杂。
方案二：选用TI公司MSP430单片机作为该系统的微控制器。
MSP430单片机是16位的单片机，数据处理速度快，耗能低，保密性能好，内存空间大，抗干扰性好，内部集成资源丰富，存储容量大，低电源电压（1.8V—3.6V），支持多个中断源，可任意嵌套，时钟系统灵活，具有A/D转换等电路。
考虑到本系统对单片机性能要求较高，本设计采用了方案二，选用MSP430单片机作为直流电子负载微控制器。
2012年TI杯简易直流电子负载解析
简易直流电子负载设计与总结报告湖北仙桃职业学院：杨青林胡炎何方指导教师：刘祖云刘明江简易直流电子负载的设计与总结报告摘要本系统设计的是直流电子负载，以TI公司16位的单片机MSP430为控制核心，由按键模块，D/A转换模块，恒流源模块、以及液晶显示模块等主要外围电路构成。
通过对DA的控制，达到对恒流值在一定范围内的控制，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。
之后通过内部AD的采集模块将实际端电压、端电流值送到单片机控制模块，能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数通过显示模块加以显示。
本设计着重阐述了系统框架、工作原理、软硬件设计，并给出了系统测试表。
测试结果表明，该系统具有稳定性强、调节速度快的特点，很好的满足了提出的性能指标。
关键词：恒流源、TM12864Z-1液晶、D/A、采样电路（电压采样、电流采样）、键盘、被测电源。
一.系统结构原理图本系统由以下部分组成：电源电路、单片机、功率控制电路、电压、电流采样电路、D/A输出、键盘输入、液晶显示电路。
系统总体结构框图如图1所示：二.方案比较与论证1. 主控芯片方案一：选用ATMEL公司的AT89C51作为该系统的微控制器。
51单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，单片机为8位机，价格便宜，成本低，控制简单。
但51单片机功耗较高、运行速度慢、储存空间小内存只有8Kb，片内资源少，存储容量小，难以存储大容量的程序和实现快速精准的反应、控制、计算。
使用AT89C51需外接两路AD转换电路，实现较为复杂。
方案二：选用TI公司MSP430单片机作为该系统的微控制器。
MSP430单片机是16位的单片机，数据处理速度快，耗能低，保密性能好，内存空间大，抗干扰性好，内部集成资源丰富，存储容量大，低电源电压（1.8V—3.6V），支持多个中断源，可任意嵌套，时钟系统灵活，具有A/D转换等电路。
考虑到本系统对单片机性能要求较高，本设计采用了方案二，选用MSP430单片机作为直流电子负载微控制器。
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。
TI杯电子设计大赛C题论文
2012年TI杯电子设计大赛C题论文摘要本系统以MSP430F5438为主控芯片，设计了全桥电路、电压电流检测电路、驱动电路、LC滤波电路及液晶显示和键盘，通过运放对电压、电流做反馈，再经过MSP430的调节来改变开关管的导通与关断，即软、硬件的协调配合，从而达到预控制目的。
本设计能实现电子负载的恒流控制，检测电子负载的电流、电压并由液晶显示，整个系统具有稳定性强、调节速度快、精确度高的特点，很好地满足了题目基本部分和发挥部分的全部要求。
该设计的最大亮点在于能够将低压侧的功率传送到高压侧，实现废电回收再利用功能。
关键字：电子负载,全桥,PI调节,PWM一、方案论证1、系统框图：本系统主要由全桥电路、电压电流检测电路、驱动电路、LC滤波电路及液晶显示和键盘等主要模块组成，其系统框图如图1所示。
图1 系统框图2、恒流模式设计：方案一：采用电流互感器对电流回路上器件的磁场进行反馈，构成恒流模块。
然而该电路的实现形式比较复杂，考虑到竞赛的时间限制，不采用此方案。
方案二：采用恒流二极管构成恒流模块，简单易行。
但恒流二极管的恒流特性并不是非常好且电流规格比较少，价格又比较昂贵。
故此方案也不可行。
方案三：采用以全桥电路为基础，增加电流反馈电路，将电流信号转化为电压信号给单片机处理，输出理想占空比来控制MOSFET管的开通和关断，实现恒流模式。
此方案简单，系统稳定性高，可实现性强。
综上，选择方案三。
3、主控模块设计方案一：采用ATMEL 公司的AT89C51作为控制芯片，51单片机价格便宜，应用广泛，但是使用AT89C51需外接两路AD转换电路，实现较为复杂，故不采用。
方案二：采用高档系列AVR单片机ATmega8作为本系统的控制芯片，对系统的稳定性、功能的优越性都起到很大的作用。
但是ATmega8价格昂贵，对于此题性价比不高，因此不采用。
方案三：采用TI公司的MSP430F5438作为控制芯片。
MSP430运算速度快，超低功耗，具有强大的处理能力，高性能模拟技术，MSP340F5438提供了16位TIM，TIMA支持多重的捕获\比较模式，能进行PWM的生成和内部定时，内部集成12位ADC，能够自动的进行采样并进行转换，可以顺利实现题目的各项要求。
电子大赛-直流电子负载
电⼦⼤赛-直流电⼦负载直流电⼦负载摘要：该系统是以制作⼀台实现恒压、恒流、恒阻模式的直流电⼦负载为⽬的。
系统采⽤STM32F103为主控芯⽚，使⽤OP27作为驱动装置，并配合AD81115和TLV5616实现电压转换。
⼯作时，采集的模拟信号经放⼤电路后送⼊转换电路⽣成数字信号，再送⼊单⽚机进⾏PID算法处理，不断调节，输出值经TLV5616 DA电路再转化为模拟信号，最后通过放⼤电路驱动MOSFET管，经液晶模块同步显⽰最后值。
经过实际调试，此设计能够检测被测电源的电流值、电压值和电阻值，能够实现恒压、恒流、恒阻模式且满⾜误差要求。
关键词：电⼦负载恒压恒流恒阻STM32 ADAbstract : In order to make a DC electronic load, the system can achieve the constant current, constant voltage and constant resistance model . The system’s main control chip is the STM32F103, using the OP27 as driving device and the voltage are transformed through AD81115 and TLV5616. When it is working, the sampling voltage is transformed into the digital signal through the AD81115. The output signal is disposed and adjusted constantly by MCU’s PID algorithm. The out-putting voltage is transformed into analog by the DA TLV5616. At the last, the MOSFET is drived by the amplifier circuit. The LCD module synchronously displays the voltage and current value. Through actual detection, this design can detect the measured power supply current value, voltage value and resistance and realize constant current, constant voltage and constant resistance model as well as can satisfy the error requirements. Key words: The Electronic load, Constant voltage, Constant current, Constant resistance, STM32 , AD⽬录⼀、设计要求 1⼆、总体⽅案设计 12.1总体⽅案概述 12.2总体结构设计 1三、具体⽅案设计23.1⽅案⽐较与论证 2 3.1.1电源选择⽅案 2 3.1.2MCU的选取 2 3.1.3显⽰电路⽅案设计 2 3.1.4模式转换⽅案 2 3.1.5输⼊⽅案 2 3.2理论分析与计算 2 3.2.1恒流原理及设计 3 3.2.2恒压原理及设计 3 3.2.3发挥部分的设计 4 3.3程序设计 4 3.3.1程序流程 43.3.2程序清单 4四、实验验证与测试结果 4五、总结 6六、参考⽂献 6七、附件7附件⼀：恒流恒压电路7 附件⼆：总体原理图及PCB 8 附件三：程序11⼀、设计要求1任务电⼦负载⽤于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。
2012年全国大学生电子设计竞赛报告
2012全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统设计专题邀请赛高效LED驱动电路（A题）摘要本文研究设计了一个高效LED驱动电路，驱动5只串联高亮LED，并且整体只有一个输入电压3.3V。
该装置采用TI公司的TPS61040作为DC-DC核心，并用MSP430FR5739控制，保证了整块系统的效率和低功耗。
关键词：LED驱动TPS61040 DC-DC MSP430FR5739 低功耗目录1系统方案 (3)1.1单片机供电选择 (3)1.2单片机显示模块的论证与选择 (3)2系统理论分析与计算 (4)2.1TPS61040电路分析 (4)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2恒流源电路原理图 (5)3.1.3恒压源电路原理图 (5)3.2程序的设计 (6)3.2.1程序功能描述与设计思路 (6)3.2.2程序流程图 (7)4测试方案与测试结果 (8)4.1测试方案 (8)4.2 测试条件与仪器 (8)4.3 测试结果及分析 (8)4.3.1测试结果(数据) (8)4.3.2测试分析与结论 (8)微弱信号检测装置（A题）1系统方案本题目要求整体电路必须采用 3.3V单路直流稳压电源供电，不得采用额外供电方式。
限定采用TI公司TPS61040作为DC-DC变换器核心芯片。
并且单片机限定使用SEED-EXP430F5529A、MSP-EXP430FR5739、MSP-EXP430G2LaunchPad三块开发板其中之一，开关S1断开后，电路由电容C供电。
控制LED驱动电路，在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间。
考虑低功耗因素，故采用MSP430FR5739单片机控制，为了必要的显示功能，系统配备了128x64黑白液晶。
整体框图如图1所示。
图1 LED发光装置供电方式示意图1.1单片机供电选择方案一：直接采用外部3.3V输入供电方案二：采用一级DC-DC稳定到3.3V再给单片机供电如果直接采用外部3.3V输入供电，由于设计要求在断开S1后在保证LED串上电流不小于0.5mA的前提下，尽可能延长对LED的供电时间，并且要求单片机检测流过LED 串的电流，所以单片机需要一个稳定的参考，结合低功耗应该，应选择使用单片机内部2.0V参考源，则单片机供电电压必须高于2.2V，而TPS61040的工作电压最低可达1.8V，并且其工作效率较高，这对断开S1后尽可能延长对LED串的供电时间有很大帮助。
简易直流电子负载
9.2 简易直流电子负载电子负载仪是电源制作和电池性能测试必不可少的一种仪器。
它是由电子器件组成的模拟负载，用来检测各类电源带负荷特性和化学电源输出性能的仪器。
在恒电流测试时加以同步计时，就可精确测出电池容量值。
9.2.1 功能要求设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。
技术要求：电流设置范围为100mA～1000mA ，设置分辨率为10mA，设置精度为±1%。
当电子负载两端电压变化10V时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的1%。
具有过压保护功能，过压阈值电压为18V±0.2V。
能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±（0.02%+0.02%FS ），分辨力为1mV。
能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±（0.1%+0.1%FS），分辨力为1mA。
具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能，测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。
为方便，本题要求被测直流稳压电源的输出电压在10V以内。
9.2.2总体方案论证系统的关键在设计恒流源电路和高精度A/D转换电路。
1.恒流源电路方案【方案一】恒流源可以通过一个经典的数控稳压源来实现。
在输出回路串联一个电流取样电阻，通过实测电流与给定电流的比较，运用恰当的控制算法，调整输出电压使实测与给定两个电流相等，就可以达到恒流的目的。
此种方案最大的问题是：不论是输入电源电压变化，还是负载变化，都要经过一段时间才能使电流稳定。
【方案二】最好的方案是一个硬件的闭环稳流电路，稳流的过程几乎不需要时间。
图9.2.1就是一个典型电路。
根据集成运放虚短的概念可得：I L ≈ V i / RR为电流取样电阻，由于R固定，因此I L完全由V i决定，只要V i不变，则I L不变，这就是恒流原理。
对某一特定的V i下的I L，无论是V CC或是R L变化，利用负反馈的自动调节作用，都能维持I L的稳定。
2020年TI杯山东电子设计大赛试题汇总精品版
低功耗数字多功能表的设计制作（A题）【本科】一、任务设计并制作一款多功能数字测量仪表，其示意图如图1所示。
图1 低功耗数字多功能表系统示意图二、要求1. 基本要求（1）采用9V方电池供电。
自行设计保证该仪表正常工作的低功耗供电电源系统。
（2）三位半数字显示，最大读数1999。
（3）测量直流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1%+2个字)；输入阻抗：≥10MΩ。
（4）测量交流电压量程：0.2V、2V、20V；精度±(1.5%+5个字)；频率范围：40Hz~400Hz；输入阻抗：≥10MΩ。
（5）测量电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ；精度±(1%+5个字)。
（6）测量电容量程：100nF、100uF；精度±(5%+10个字)。
（7）晶体三极管β参数测试：测量类型 NPN或PNP，显示范围0~1000，精度±(2%+2个字)；测试条件：基极电流约10uA，V CE约3V。
2. 发挥部分（1）增加“自动关机”功能，即在测量模式下，若1分钟内无任何按键按下，仪表将自动关闭供电电源并进入低功耗状态；再按下任意键，仪表将自动返回“自动关机”前的状态。
（2）增加正弦波信号源功能：要求输出正弦波信号的频率为10Hz~100kHz，且可调；非线性失真≤3%。
（3）要求在负载为600Ω时，输出正弦波的最大值（有效值）≥5V；输出正弦波的幅值可调，调节范围100mV~5V。
（4）其他特色（例如：扩展其他功能、提高测量精度、减少失真等）三、说明1、不允许采用数字万用表专用A/D转换器或成品。
2、单片机建议采用MPS430单片机。
四、评分标准低功耗电波钟的设计制作（B题）【本科题】一、任务设计并制作一台低功耗电波钟。
二、要求1．基本要求（1）自行设计制作天线、选频放大，使其能接受中国码(BPC)电波授时数据、并输出包络。
（2）作品上电后尽可能快的完成授时信号的接受、处理。
简易直流电子负载电子设计竞赛报告
江苏省大学生电子设计竞赛（TI杯）设计报告参赛学校：参赛队员：指导老师：简易直流电子负载摘要本系统使用TI公司的通用运算放大器实现底层控制，以MSP430F169单片机为系统级控制核心，实现了实现了恒流负载模式、过压保护、键盘输入、数字显示的功能。
设计采用了模拟与数字混合的方案，单片机利用12位DAC作为模拟控制器的可靠给定，模拟PI调节器有效减少静态误差、响应时间与超调。
在系统设计上遵循准确、可靠、低成本的设计准则。
经测试，该系统较好地实现了题目所要求的基本和发挥功能。
关键词MSP430S169，PI 控制，恒流模式，过压保护。
AbstractIn this design, general purpose op-amp from TI is used for local control while controller MSP430F169 is used as the system controller. The designed system can work under constant current sink mode with over-voltage protection, interface function is also provided for keyboard input and full digital display. With the proposed analog-digital hybrid control concept, the analog controller follows the reliable control demand issued by the high precision 12-bit DAC from the MSP430 controller, and zero steady-state error, controlled response time and over-shoot is achieved. The entire design follows three guide lines, high precision, high reliability and low cost. The experimental tests indicate that the objectives of proposal are achieved properly.KeywordsMSP430F169，PI control, constant current mode, over-voltage protection.一、方案的选择与论证1.1系统总体方案论证电子负载可分为能耗式与回馈式，本要求中的设计对象为小功率电子负载，故采用能耗是。
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简易直流电子负载设计与总结报告湖北仙桃职业学院：杨青林胡炎何方指导教师：刘祖云刘明江简易直流电子负载的设计与总结报告摘要本系统设计的是直流电子负载，以TI公司16位的单片机MSP430为控制核心，由按键模块，D/A转换模块，恒流源模块、以及液晶显示模块等主要外围电路构成。
通过对DA的控制，达到对恒流值在一定范围内的控制，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。
之后通过内部AD的采集模块将实际端电压、端电流值送到单片机控制模块，能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数通过显示模块加以显示。
本设计着重阐述了系统框架、工作原理、软硬件设计，并给出了系统测试表。
测试结果表明，该系统具有稳定性强、调节速度快的特点，很好的满足了提出的性能指标。
关键词：恒流源、TM12864Z-1液晶、D/A、采样电路（电压采样、电流采样）、键盘、被测电源。
一.系统结构原理图本系统由以下部分组成：电源电路、单片机、功率控制电路、电压、电流采样电路、D/A输出、键盘输入、液晶显示电路。
系统总体结构框图如图1所示：二.方案比较与论证1. 主控芯片方案一：选用ATMEL公司的AT89C51作为该系统的微控制器。
51单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，单片机为8位机，价格便宜，成本低，控制简单。
但51单片机功耗较高、运行速度慢、储存空间小内存只有8Kb，片内资源少，存储容量小，难以存储大容量的程序和实现快速精准的反应、控制、计算。
使用AT89C51需外接两路AD转换电路，实现较为复杂。
方案二：选用TI公司MSP430单片机作为该系统的微控制器。
MSP430单片机是16位的单片机，数据处理速度快，耗能低，保密性能好，内存空间大，抗干扰性好，内部集成资源丰富，存储容量大，低电源电压（1.8V—3.6V），支持多个中断源，可任意嵌套，时钟系统灵活，具有A/D转换等电路。
考虑到本系统对单片机性能要求较高，本设计采用了方案二，选用MSP430单片机作为直流电子负载微控制器。
方案一：采用DAC0832的DA芯片，DAC0832是8位分辨率，双通道A/D 转换，5V电源供电，工作频率为250KHz，转换时间为32us，一般功耗为15mW。
方案二：采用TLC5615的D/A芯片，它是一个串行10位的DA芯片，性能比早期电流型输出的DA要好，只需要通过3根串行总线就可以完成10位数据的串行输入，5V供电，微功耗，最大功耗为1.75mW，转换速率快，更新率为1.2MHz，上电时内部自动复位。
根据方案比较与论证，本系统选择方案二。
3. 液晶显示电路方案一：用数码管进行显示。
数码管亮度高、显示速度快、显示效果简洁明了。
但是数码管需要实时的进行动态扫描，需要外加三极管或者锁存器进行驱动，硬件电路设计较为复杂。
且显示信息简单、有限，只能显示有限的数字和符号，在本题目中应用受到很大的限制。
方案二：采用TM12864Z-1液晶显示，显示效果为蓝底白字、数据传输：串、并口兼容STN（黄绿模、灰模、黑白模）反射型，带EL或LED背光源EL/30VAC，400HZ 带EL驱动，内置ST7920简、繁体中文字库控制器，可3.3v或5v供电，显示4行，每行显示12个汉字。
根据方案比较与论证，本系统选择方案二。
4. 恒流源电路方案一：由晶体管构成恒流源该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。
另一缺点在于，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求输出电流为100～1000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。
方案二：由运算放大器加上扩流管构成恒流电路，既能利用运算放大器准确的特性，输出又能达到要求。
采用高精度运算放大器OPA227，更能增加其准确的性能；采用IRF540场效应管进行扩流，具有很大的扩流能力，两者结合，可以实现比较精确的恒流电路。
根据方案比较与论证，本系统选择方案二。
方案一：采用A/D0809芯片，此芯片是8位的A/D转换器，转换精度高，抗干扰性能好，价格便宜，但是转换速度较慢一般用于要求不高的场合。
使用时需要外接电路。
方案二：采用MSP430内部的A/D芯片，此芯片是10位的A/D转换器，使用时不需要外接电路即可使用。
根据方案比较与论证，本系统选择方案二。
6.采样电路采样电路的作用是为了获得实际的端电压、端电流数据，送回到单片机处理并进行显示。
因此，采样电路的就成为设计的重点。
由D/A电路，输出一个电压信号送到OPA2277进行放大，去控制场效应管IRF540两极的电流。
由INA271对本系统的电流进行监控，当从而使流经R1的电流保持恒定，成为一个非常稳定的恒流电子负载。
再有MSP430内部的A/D。
采样之后的数据需要进行处理之后才会得到所求的数据。
7. 自制电源电路方案一：采用7805三端正电源稳压电路。
此稳压电路有热过载保护，短路保护，其缺点就是输出电流小，纹波与噪声电压（峰峰值）大，输出的电压精度不够。
故不能达到要求。
方案二：自制一个稳压电源,本系统自制的稳压电源采用的是桥式整流电路，由电源变压器Tr，二极管D1、D2、D3、D4和电感、电容、电阻、TL431、TP31C 等电路组成桥式整流。
此电路输出的电压精度高，带负载能力强, 纹波与噪声电压（峰峰值）小.根据方案比较与论证，本系统选择方案二。
三.理论分析与计算1. 电子负载及恒流电路的分析经由单片机和D/A电路，输出一个电压信号送到OPA2277高精度运放进行放大，去控制场IRF540场效应管的源极和漏极间的电流。
当被测电压改变时，IRF540的D、S端压降改变，从而使流经R1的电流保持恒定，成为一个非常稳定的恒流电子负载。
2. 电压、电流测量及精度分析单片机经过D/A输出电压，控制IRF540的电流，电流步进值100mA，范围为100mA-1000mA。
INA271监测流经R1的电流，输出电压，该电压经过2.5K 和17.5K电阻分压电路，作为采样电压。
3. 直流稳压电源的组成原理自制一个稳压电源是由电源变压器Tr，二极管D1、D2、D3、D4和电感、电容、电阻、TL431、TP31C等电路组成桥式整流。
采用π型滤波器，包括两个电容器和一个电感器，它的输入和输出都呈低阻抗。
π型电路因为元件多，所以其插入损耗特性比C型和LC型更好。
本设计中采用电感L值为57.2mH，电容C值为2200uF。
滤波后的信号经过并联稳压集成电路TL431，该器件是良好的热稳定性能的三端可调分流基准源，它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf （2.5V）到36V范围内的任何值，其典型动态阻抗为0.2Ω。
本设计中采用了2.7K 电阻和2.7K电阻分压，得到5V输出。
在输出端采用了通用硅功率晶体管TIP31C，输出电流可以达到1A的要求。
4. 电源负载调整率的测量原理负载调整率是电源负载的变化会引起电源输出的变化,负载增加,输出降低,相反负载减少,输出升高。
好的电源负载变化引起的输出变化减到最低,通常指标为3%~5%。
测试说明：输入电压为额定值时，因变换负载引起的输出电压波动不应超过规定的范围。
测试方法：1）输入电压为额定值，输出电流取最小值，记录最小负载量的输出电压U1；2）调节负载为50%满载，记录对应的输出电压U0；3）调节负载为满载，记录对应的输出电压U2； 4）负载调整率按以下公式计算：负载调整率={(U- U0)/U0}×100％ 式中：U 为U1 和U2中相对U0变化较大的值；四. 硬件电路设计1. D/A 转换电路采用TLC5615的D/A 芯片，由单片机输入信号经过上拉电阻送入TLC5615转换输出，送入恒流源电路。
D/A 转换电路如图2所示：2.液晶显示电路液晶由TM12864Z-1显示，引脚接线如表一。
液晶显示电路如图3所示：3.由单片机和D/A 电路，输出一个电压信，由OPA2277高精度运算放大器进行放大，加上扩流管IRF540构成恒流电路，再有INA271对本系统进行电流监控，从而使流经R1的电流保持恒定，成为一个非常稳定的恒流电子负载。
恒流源负载如图4所示：4.自制电源电路本系统自制的稳压电源采用的是桥式整流电路，由电源变压器Tr ，四个二极管和电感、电容、电阻、TL431、TP31C 等电路组成桥式整流。
由π型滤波器进行此电路的滤波，滤波后的信号经过并联稳压集成电路TL431，输出电压用两个电阻就可以任意的设置到得到5V 输出，再由TP31C 提高输出的电流。
自制电源电路如图5所示：五. 采样输出电流、电压并在液晶上显示。
单片机通过内部自带的10位A/D 对等效负载的电压和电流进行采样，将采集回来的数值在单片机内部处理后送液晶进行电压电流的显示。
六.系统测试与分析1. 测试仪器数字万用表；函数发生器；示波器；直流电源；2. 测试方法在电路各个模块完整的制作完成后，首先要做的是再次检查硬件电路是否有错误，如虚焊，连线错误等。
如果并无此方面的问题，则在不加测试电源的情况下，对各个模块的主要部件进行测试，如单片机对D/A的控制是否正常，采样模块的A/D是否能够正常的进行工作，显示模块是否能够正常显示等。
当通过上面的测试后，则可以接入电源。
当电源在初次接入时，其电流值应该设定的很小，可以从0A开始进行调节，与此同时，还要考虑到并联限流电阻，为了确保电路的安全，初次接入时应先选取2欧进行测试。
在测试过程中，尽量保证电源电流与D/A输出模拟电流向接近，避免两者偏差过大。
当测试过程中出现异常情况时，切记先关闭电源开关。
3. 测试数据恒流源模式的测试负载调整率通过键盘设置恒定值测得测试点电流数据如表二所示：表二恒流模式下测试数据表由数据表明，实测电流的值都稳定在设定值左右，经计算，相对误差小于2%。
说明系统在恒流模式下工作正常。
七.总结本系统设计的基于MSP430控制的电子负载，能够直接检测被测电源的电流值、电压值，以及在不同大小的负载下电源的输出电流值。
通过单片机控制使各个参数都能直观的在液晶上显示。
此电子负载能很好的替代传统的测试方法中一般采用的电阻、滑线变阻器、电阻箱等，更简单、更快捷、更可靠地对电源、变压器、蓄电池等电子设备进行输出特性的测试。
但是，本设计还存在着很多不足，希望能在以后能改善这方面的缺陷。
此次设计的电子负载，从最开始的资料搜集，到电路的设计；从最开始的元件选型，到电路板的焊接，再到现在的实物的整体调试，一步都印证着自己在完成电子设计任务上一个又一个的成功与失败，迷惑与奋发！我们在整个设计制作过程中，始终关注系统的性能指标和运行的稳定性，本着稳定性和精确性并重的原则，我们采取了诸多的有效措施，完成了设计题目所规定的部分指标和要求，达到基本的性能指标，而且对于有些指标我们的设计还有了一定的的提高，功能也有所扩展。