【正文】 構簡單，便于實現(xiàn)，輸出電流紋波小的優(yōu)點，但是 不能實現(xiàn)輸出電流可控的目的。因此可以控制單片機輸出 DA 值到 MOS 管的 G極， 然后采樣精密電阻兩端的電壓，經(jīng)過單片機計算后再輸出一新的 DA 值，從而穩(wěn)定輸出電流 。 從而 減小兩者之間的誤差。 因為微 處理器 是一種采樣控制 器件 ， 不能像模擬 PID 那樣連續(xù)控制，只能根據(jù)采樣時刻的偏差計算控制量 。但是該方法每次的輸出量均與過去的狀態(tài) 相關，計算 輸出量 時要對 ke 進行累加， 這樣勢必使得其 工作量大，控制時間長，并且，微控制器 的輸出 量 ku 對應 被控對象 的實際位置，如果 微 控 制器出現(xiàn)故障，輸出量將大幅變化，在這種情況下很可能造成嚴重的 事故。 由此可以看出增量式 PID 算法具有控制結構簡單，調節(jié)速度快，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。 因此 我們可以采樣同相比例 放大電路，將電壓放大到 容易采樣的電壓值。此時最大輸出電流為： maxI =， 符合題目要求。 常用的 AD 轉換器有：并聯(lián)比較型、反饋比較型、雙積分型、及其 VF 變換型等。依此類推，可以得到不同的 輸入 電壓下寄存器的狀態(tài)。 STM32 自帶 12 位AD 就為逐次逼近型的。 DA 轉換器 將這個數(shù)字量轉換為模擬電壓信號 OUTv ，并送到比較器與輸入電壓 INv 相比較 ,如果 OUTv INv ,則說明 輸入 數(shù)字量過大， 應該去掉這個 1；如果 Ov Iv ，則說明這個數(shù)字量還不夠，則保留這個 1，依此按照同樣的方法比較次高位，最后到達最低位為止 。同理，在 VF 變換型 AD 轉換器中，首先將輸入的模擬電壓信號轉換為與之成比例的頻率信號，然后在一個固定的的時間間隔里對得到的頻率信號計數(shù)，所得到計數(shù)結果就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)字量。用控制器自帶的 12位 AD 轉換器共有 4096 個狀態(tài)， 能夠 滿足題目要求。 DAC8568 簡介 DAC8568 是 TI公司推出的 16 位電壓輸出型 DA 轉換器。該芯片提供 與 SPI、 QSPI、 DSP 等 接口 相兼綿陽師范學院 2020 屆本科畢業(yè)設計（論文） 10 容的 串行口，方便與控制器連接 ，內部的 施密特觸發(fā)器可以 運行在 高達 50MHz的輸入頻率 下 。 LOAD 為芯片的使能端，一般該 引 腳接地。 該輸入端口是數(shù)據(jù)輸入的幀同步信號。當?shù)?32 個下降沿到來后，最后一個數(shù)據(jù)被鎖存到轉移寄存器 ，同時轉移寄存器鎖存，以后的時鐘信號將不能改變轉移寄存器中的值。但是，第 32 個時鐘下降沿與下次 線 SYNC 上的下降沿之間的最小時間間隔為10ns。 在 靜態(tài) 模式與 動態(tài) 模式下：當數(shù)據(jù)的 F0 位為 1，則打開內部參考電壓， F0 為 0 則關閉內部參考電壓，在 動態(tài) 模式下， DB19 被固定設置為 1，其他為與 動態(tài) 模式相同。表示寫到被選擇的輸入寄存器然后更新相應的寄存器。 經(jīng)查表：使能通道 D 的指令為： 0x04000008； 輸入 數(shù)據(jù)的指令 格式為： 0x03300000|Data4。其拓撲結構如下： VDLVTREUoCGNDPWM 圖 39 BUCK拓撲結構 如圖所示： 其中 VT 為開關管， VD 為續(xù)流 二極管， L 為電感， C 為電容，R 為負載， L、 C 足夠大。 TPS5430 簡介 TPS5430 是 TI 公司推出的 輸入， 3A 輸出的降壓轉換器。系統(tǒng)還具有高溫、過流關斷保護。 PH 為高端 MOSFET 的源極，該腳接電感與續(xù)流二極管。如果 EN 腳的電壓小于門限電壓，調節(jié)器停止轉換，內部軟啟動電路復位。 典型的滯后為 330mV 。 過流保護主要是檢測高端 MOS 管的壓降，然后再與過流保護的門限電壓比較， 如果超過門限電壓，那么過流保護將被觸發(fā)， MOS 管被關斷。 在本設計中，控制器是 STM32F103RBT6，這是一款增強型的控制器。 片上集成 128KB 的 Flash,20KB 的 SRAM。該系列處理器包含三種低功耗模式： 休眠，停止，待機模式 ，大大降低了系統(tǒng)的功耗，尤其在功耗要求比較高的情況下非常實用。多達 49 高速 GPIO。 電壓一般為微控制器供電， 5V、 12V向運放及其液晶顯示部分供電。 恒 流電路 利用 TPS5430 將電壓降到 10V以內 ，然后連接 MOS 管，負載與采樣電阻。如果，所電流故障，使得采樣的電流值大于設定值得上限，則報警模塊打開，同時將電路設 定為開路模式。 實驗 數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，該設計 實現(xiàn)了 在 輸出電流從 200mA 到 2020mA 變化 時 ，輸出電壓在 10V內變化時， 在步進為 10mA 時， 輸出電流的變化小于輸出電流值的 1%+10mA 的基本 功能要求 。只有把專業(yè)課程學好，有較強專業(yè)基礎知識才會在以后的 學習與生活中立于不敗之地。經(jīng)過幾年的努力有所收獲。對于 ST 公司基于 Cortex M3 內核的微處理器 STM32 較為熟悉 。在此我 向培養(yǎng)我、教育我的母校 及 其所有關懷、 鼓勵 、支持 我的老師表示深深的謝意。 int main(void) { /***************結構體初始化 ***************/ PID PID_Structure,*Pt_PID。 adc_init()。 DA_Config( Vref_on)。 while(1) { Pt_PIDSet_point = Key_Scan()。 Current_value += Pt_PIDRead_point。 } } 。 DA_Config(Data_ChannelD|DA_value4)。 Sum_Error = PID_Calc(Pt_PID)。 DA_Config( Data_ChannelD)。 /*************LCD 初始化顯示 ****************/ LCD_show_Init()。PID_Structure。 綿陽師范學院 2020 屆本科畢業(yè)設計（論文） 24 附錄 主程序如下： include include include include include include include include u32 Current_value,Set_Current, DA_value = 10000。 首先感謝父母對我的養(yǎng)育之恩，四年來在我學習中，生活中對我的鼓勵，我會用我的實際行動來證明一切。 熟悉 DCDC開關電源拓撲結構的設計。based 32bit MCU STM32F101xx and STM32F103xx firmware Inc， 2020 [8] Texas data sheet， 2020 [9] Texas data sheet， 2020 [10] 調節(jié)控制做電機速度控制 [J].中文版 ， 2020 [11] 李元春、王 德軍等 .計算機控制系統(tǒng) [M].第二版 .北京： 高等教育出版社， 2020 [12] Joseph 權威指南 .Elsevier Inc， 2020 [13] Ron Mancini,Bruce Amps for Inc， 2020 [14] Peter Van Der 專家編程 [M].北京： 人民郵電出版社 ， 2020 [15] manual ,2020 綿陽師范學院 2020 屆本科畢業(yè)設計（論文） 23 致 謝 經(jīng)過充實而又忙碌的兩個多月，我的畢業(yè)設計也終于結束了 ，我的四年大學生活也圓滿結束。但是由于 TPS5430 是一種 DCDC 的斬波芯片，因此對電路的電磁干擾，線路的PCB 布局、布線都有較為嚴格的要求，這些干擾都將為以后的恒 流產生嚴重的影響，所以在電流步進為 1mA 時候的影響是比較明顯的，故在電流步進值為 1mA是效果不是很理想，效果還需要進一步改進。 負載電流 從 0 mA 變化到 mA 的 測試 結果如下 表所示 ： 表 電源部分指標測試 測試次數(shù) 電源電壓 負載電流 負載電阻 紋波電壓 1 0mA 544μ V 2 478μ V 3 438μ V 4 322μ V 5 431μ V 6 327μ V 7 391μ V 恒流源 測試 用 基于 TPS5430 芯片的開關電源 作為恒流源的電源，將負載電阻短路，通過鍵盤 輸入所需電流值， 在 0 負載條件下 ， 測得恒流源的性能指標。電路圖如下： Q115R250mΩR412LOAD1Header 2HGNDOUT11IN12IN1+3VEE4IN2+5IN26OUT27VCC8LM1LM358+12VCC21kR51uFC10104C7470uFC6AD_INOUT11IN12IN1+3VEE4IN2+5IN26OUT27VCC8LM2LM358R10R12+12VCCGND100KR111MR13GND1MR8104C11470uFC12+12VCCGND100KR9GNDGNDGND1KR6R7AD_INLDAC1SYNC2AVDD3VOUT_A4VOUT_C5VOUT_E6VOUT_G7VREF IN/OUT8CLR9VOUT_H10VOUT_F11VOUT_D12VOUT_B13GND14DIN15SCLK16DAC8568VCC+51ufC8GND101C9GNDGNDSCLKSCLKDINDINSYNCSYNCCLRCLRVCC+5GND123P412345678P2Header 8通道D輸出電壓增益為2VOUT 圖 44 恒 流原理圖 綿陽師范學院 2020 屆本科畢業(yè)設計（論文） 18 5 系統(tǒng)設計 系統(tǒng)原理框圖 該設計一共有微控制器、 AD 采樣模塊、 DA 輸出控制模塊、恒 流電路、報警電路、按鍵、液晶顯示及其電源模塊。其原理如下： GNDBOOT1NC2NC3VSENSE4ENA5GND6VIN7PH8TPS5430100pFC4C3 D110mHL1R2GNDEN100pFC5R1GNDVIN12