畢業(yè)設計論文：基于單片機控制的直流電流源電路-文庫吧
2024-11-13 15:42 本頁面
【正文】 電流值是否準確不經(jīng)測試無法知道等等。為此，結(jié)合單片機技術及V/I變換電路，采用反饋調(diào)整控制方案設計制作了一種新型的基于單片機數(shù)控直流電流源。它可實現(xiàn)以下功能：（1）輸出電流值可精確預置,最小步進為10mA，最大輸出電流2000mA。(2)紋波電流極小，小于1 mA。(3)數(shù)碼管可同時顯示預置電流值及實測電流值，便于用戶操作及進行誤差分析。2 總體設計方案 設計思路 硬件系統(tǒng)設計（1）數(shù)控核心設計：該系統(tǒng)采用單片機為核心，采用目前比較通用的 51 系列單片機。此單片機的運算能力強，軟件編程靈活，自由度大，能夠?qū)崿F(xiàn)對外圍電路的智能控制。（2）D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832：典型的D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832，是采用CMOS工藝制造的8位單片D/A轉(zhuǎn)換器。8位D/A，分辨率為1/256，選采樣電阻為2歐姆，D/A輸出分辨率為10mA的電流，實現(xiàn)步進10mA，完全能夠滿足本設計的要求。（3）A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809：ADC0809是采樣頻率為8位的、以逐次逼近原理進行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8個單斷模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。由于本設計只有輸出電流的采集，8路輸入通道，完全能夠滿足本系統(tǒng)的設計要求。（4）鍵盤電路：在進行電流設定值的調(diào)整中僅需要6個按鍵，所以采用獨立式按鍵的鍵盤接口，即可滿足電路的設計要求。（5）顯示電路：該系統(tǒng)要實現(xiàn)輸出電流0mA～2000mA，為了實現(xiàn)同時顯示電流的設定值與檢測值，需要用8個數(shù)碼管進行顯示。顯示電路采用串行通信方式，利用8個74LS164將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行輸出，去驅(qū)動8位數(shù)碼管。 軟件系統(tǒng)設計系統(tǒng)軟件完成四個功能：(1)系統(tǒng)的初始化，包括各外圍接口芯片的初始化和電流起始值的初始化；(2)鍵盤檢測包括電流的預置與步進調(diào)整；(3) 用比較算法進行電流調(diào)整,實現(xiàn)輸出電流的精確控制；(4)實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換 。 設計方框圖根據(jù)數(shù)控直流電流源的要求，由于要求有較大的輸出電流范圍和較精確的步進要求以及較小的紋波電流，所以不適合采用簡單的恒流源電路FET和恒流二極管，亦不適合采用開關電源的開關恒流源，否則難以達到輸出范圍和精度以及紋波的要求。根據(jù)系統(tǒng)要求采用D/A轉(zhuǎn)換后接運算放大器構成的功率放大，控制D/A的輸入從而控制電流值的方法。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。 鍵盤電路 顯示電路 AT89S51 單片機系統(tǒng) D/A 轉(zhuǎn) 換 A/D轉(zhuǎn) 換V/A轉(zhuǎn)換及功率放大 負 載采 樣 電 路圖 13 設計原理分析 單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)的設計包括時鐘電路、復位電路的設計。本電路中晶振頻率采用12MHz，則單片機的機器周期就為1181。s。復位電路才采用手動復位和上電復位組合。 鍵盤電路對電流值進行設定時需要6個按鍵，該電路中按鍵采用獨立式按鍵，～。為了是電路工作可靠，每個端口都接了一個阻值10K的上拉電阻。電路連接如圖2所示。電流值調(diào)整按鍵分布如圖3所示。 D/A轉(zhuǎn)換電路D/A轉(zhuǎn)換采用典型的轉(zhuǎn)換芯片DAC0832。該芯片8位數(shù)據(jù)采用并行輸入，所以直接接至單片機的P2口。并且將DAC0832連接成直通式工作方式。圖2 確 定 設 置
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