數(shù)控恒流源的設計畢業(yè)設計說明書-文庫吧
2025-09-04 13:45 本頁面
【正文】 .............................................................3 恒流原理 .......................................................................3 3 各部分選擇方案 .......................................................................5 恒流源方案選擇 .................................................................6 過壓報警功能設計 ...............................................................6 反饋閉環(huán)方案選擇 ...............................................................7 控制單元方案選擇 ...............................................................7 3． 5 電源方案選擇 ..................................................................8 4 軟件設計 ............................................................................10 軟件設計流程 ..................................................................10 電流設置子程序模塊 SETUP.......................................................10 鍵盤中斷子程序模塊 KEYSCAN.....................................................11 顯示中斷子程序模塊 LED.........................................................11 5 軟硬件 結(jié)合調(diào)試步驟 ..................................................................13 ．電路測試 .....................................................................13 通過鍵盤功能設置輸出電流值 ....................................................13 6 數(shù)據(jù)測試及分析 ......................................................................14 電流源測試 結(jié)果 ................................................................14 紋波電流測試 ..................................................................14 工作時間測試 ..................................................................15 數(shù)控恒流源的設計 1 總體方案論證 恒流源簡介 所謂恒流源就是輸出電流極其穩(wěn)定不隨負載變化。為了保證電流不變，輸出電壓必須始終符合 V=I*R。即負載需要多大電壓，恒流源就必須輸出多大電壓， “ 無條件 ” 予以滿足。從外部看 ，就是 Ro=∞ 。如果 R→∞ ，那么 V→∞ 。所以 理想恒流源都不允許輸出開路。對于實際電路，當 R 大到一定程度，電壓輸出能力就會不夠，輸出電流必然下降，不再恒定。在一般恒流電路中大多采用電流負反饋來恒定電流負反饋的作用就是 “ 使之穩(wěn)定 ” 。通過時刻 “ 檢查 ” 控制對象的狀態(tài)，并進行調(diào)整。發(fā)現(xiàn)小了，就設法使之增大，發(fā)現(xiàn)大了，就設法使之減小。形象地說，電流負反饋電路則是采樣輸出電流，計算誤差，據(jù)此調(diào)節(jié)自身狀態(tài)，使輸出電流穩(wěn)定，因而，輸出特性接近恒流源。衡量 “ 接近 ” 程度的指標就是輸出電阻 R 遠大于零。一般希望 Ro→∞ 。（只能接近 ，不可能完全達到） 系統(tǒng)框架 采用 AT89S52 單片機作為整機的控制單元，通過改變 AD7543 的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地 改變輸出電流的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電流值的大小，可以將電流轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)過 ADC0809進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機實時對電壓進 行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及顯示。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預置以及電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿 足題目的要求。本方案的基本原理如圖 11所示。 圖 11 系統(tǒng)原理 2 系統(tǒng)原理及理論分析 數(shù)控恒流源的設計 2 系統(tǒng)原理及理論分析 單片機最小系統(tǒng)組成 單片機系統(tǒng)是整個數(shù)控 系統(tǒng)的核心部分，它主要用于鍵盤按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進行整體調(diào)整。 主要包括 AT89S52 單片機、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC080 12位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 AD754數(shù)碼管顯示譯碼芯片 74LS47與 74LS138等器件。 系統(tǒng)性能 本系統(tǒng)的性能指標主要由兩大關(guān)系所決定，設定值與Ａ /Ｄ采樣顯示值（系統(tǒng)內(nèi)部測量值）的關(guān)系。內(nèi)部測量值與實際測量值的關(guān)系，而后者是所有儀表所存在的誤差。 在沒有采用數(shù)字閉環(huán)之前，設定值與內(nèi)部測量值的關(guān)系只能通過反復測量來得出它們的關(guān)系（要送多大的數(shù)才能使Ｄ /Ａ輸出與設定電流值相對應的電壓值），再通 過單片機乘除法再實現(xiàn)這個關(guān)系，基本實現(xiàn)設定值與內(nèi)部測量值相一致。但由于周圍環(huán)境等因素
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