1、 课 程 设 计 2013 年 12 月 15 日 课 程 电气工程课程设计 题 目 基于单片机控制单相交流调功器的设计 院 系 电气信息工程学院电气工程系 专业班级 电气 10-2 学生姓名 学生学号 课程设计任务书 课程 电气工程课程设计 题目 基于单片机控制单相交流调功器的设计 主要内容： 基于单片机的单相交流调功器主要分为四大模块：信号放大模块、A/D 转换模块、单片机控制模块、调功电路。工作流程：来自传感器的模拟信号 经过放大模快的两级放大输出到 A/D 转换模块，A/D 转换模块在调功器启动 的时候已经准备就绪，此时它接受到了信号在单片机的配合下进行 A/D 转换 工作，转换的结果
2、通过单片机传送到调功模块，这个信号跟调功模块的信号 进行运算，输出到光耦合器件，通过光耦合器件控制驱动电路，实现对信号 的放大，从而驱动控制晶闸管的通断，达到对负载调功的目的。 参考资料： 1 王 鑫，李 威.PLC 机电控制系统应用设计技术.北京：电子工业出版社，2010 2 范永胜，王 岷.电气控制与 PLC 应用.北京：中国电力出版社，2007 3 鲁远东.PLC 机电控制系统应用设计技术.北京：中国电力出版社，2010 4 张华宇.数控机床电气及 PLC 控制技术.北京：中国电力出版社，2010 5 肖 峰，贺哲荣.PLC 编程 100 例. 北京：中国电力出版社，2009 完成期限
3、2013.12.2 至 2013.12.15 指导教师 专业负责人 2013 年 12 月 15 日 电气工程课程设计（报告） 目 录 1 设计要求. 1 2 系统结构设计. 1 3 方案论证. 1 3.1 信号放大典论 . 1 3.2 A/D 转换模式 2 3.3 单片机 . 3 3.4 调功电路 . 3 4 最佳方案. 4 5 硬件设计. 6 5.1 信号放大器的设计 . 6 5.2 A/D 转换器的设计 7 5.3 单片机对 AD574 的控制 . 7 5.4 调功电路的设计 . 8 6 结论. 10 附录一 13 附录二.14 附录三.15 电气工程课程设计（报告） 电气工程课程设计（
4、报告） 1 设计要求 1对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理。 2. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。 3. 对项目设计结果进行分析。 3. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 4.课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现 象。 2 系统结构设计 基于单片机的单相交流调功器，顾名思义是要通过单片机编程控制实现交流 调功。通常来自传感器的信号是伏级的模拟信号，而单片机的接口电压为+5V，因 此需要一个信号放大电路和一个 A/D 转换电路。信号通过放大转换之后输送到单 片机，单片机通过运行指令，控制
5、输出脉冲，通过脉冲驱动主电路晶闸管，从而 达到调功的目的。系统框图如图 1.1 所示： 图 1-1 基于单片机的单相交流调功器设计框图 3 方案论证 3.1 信号放大典论 通信系统中使用的小信号放大器分为两类，一类是谐振放大器，谐振放大器 都是选频的窄带放大器，并联谐振回路、耦合谐振回路和各种固体滤波器是其负 载。谐振放大器的主要参数除了电压放大倍数（增益） 、输入阻抗、输出阻抗外， 通频带和选择性是有别于其它放大器的重要的参数。另一类是宽带放大器，实用 电气工程课程设计（报告） 中的宽带放大器多为集成放大器。 分离元件的谐振放大器通常采用 y 参数等效电路来分析计算，单管单调谐放 大器和单管
6、双调谐放大器的分析计算是本章的重点，这一章要注意计算公式的灵 活应用。小信号放大器能否稳定工作是电路设计和调整中必须考虑的问题，但是 稳定性涉及的问题比较多，计算只能为电路调整指一个方向，需要根据实际情况 进行仔细地调整。 集成宽带放大器+集中选频滤波器是目前小信号放大器的方向。宽带放大器也 存在稳定工作的问题，当频率比较高时，需要认真考虑阻抗匹配问题。 在本系统中放大电路可以采用集成芯片，集成放大芯片具有精度高、稳定性 好、输入阻抗高、稳定性好等优点。可以采用的芯片有 AD620、OP725、OP07 等。 3.2 A/D 转换模式 A/D 转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也 离散的数字信号。A/D 转换要经过取样、保持、量化及编码 4 个过程
