【正文】 構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，輸出電流紋波小的優(yōu)點(diǎn)，但是 不能實(shí)現(xiàn)輸出電流可控的目的。因此可以控制單片機(jī)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(jī)計(jì)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?yàn)槲?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(jì)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(guān)，計(jì)算 輸出量 時要對 ke 進(jìn)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(yīng) 被控對象 的實(shí)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(yán)重的 事故。 由此可以看出增量式 PID 算法具有控制結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)速度快，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。 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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器 將這個數(shù)字量轉(zhuǎn)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(yīng)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(dá)最低位為止 。同理，在 VF 變換型 AD 轉(zhuǎn)換器中，首先將輸入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)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(jì)數(shù)，所得到計(jì)數(shù)結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器。該芯片提供 與 SPI、 QSPI、 DSP 等 接口 相兼綿陽師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 容的 串行口，方便與控制器連接 ，內(nèi)部的 施密特觸發(fā)器可以 運(yùn)行在 高達(dá) 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(dāng)?shù)?32 個下降沿到來后，最后一個數(shù)據(jù)被鎖存到轉(zhuǎn)移寄存器 ，同時轉(zhuǎn)移寄存器鎖存，以后的時鐘信號將不能改變轉(zhuǎn)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(dāng)數(shù)據(jù)的 F0 位為 1，則打開內(nèi)部參考電壓， F0 為 0 則關(guān)閉內(nèi)部參考電壓，在 動態(tài) 模式下， DB19 被固定設(shè)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(yīng)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下： VDLVTREUoCGNDPWM 圖 39 BUCK拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 如圖所示： 其中 VT 為開關(guān)管， VD 為續(xù)流 二極管， L 為電感， C 為電容，R 為負(fù)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(zhuǎn)換器。系統(tǒng)還具有高溫、過流關(guān)斷保護(hù)。 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(diào)節(jié)器停止轉(zhuǎn)換，內(nèi)部軟啟動電路復(fù)位。 典型的滯后為 330mV 。 過流保護(hù)主要是檢測高端 MOS 管的壓降，然后再與過流保護(hù)的門限電壓比較， 如果超過門限電壓，那么過流保護(hù)將被觸發(fā)， MOS 管被關(guān)斷。 在本設(shè)計(jì)中，控制器是 STM32F103RBT6，這是一款增強(qiáng)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(jī)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(shí)用。多達(dá) 49 高速 GPIO。 電壓一般為微控制器供電， 5V、 12V向運(yùn)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(nèi) ，然后連接 MOS 管，負(fù)載與采樣電阻。如果，所電流故障，使得采樣的電流值大于設(shè)定值得上限，則報(bào)警模塊打開，同時將電路設(shè) 定為開路模式。 實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，該設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)了 在 輸出電流從 200mA 到 2020mA 變化 時 ，輸出電壓在 10V內(nèi)變化時， 在步進(jìn)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(xué)好，有較強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)知識才會在以后的 學(xué)習(xí)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(nèi)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(guān)懷、 鼓勵 、支持 我的老師表示深深的謝意。 int main(void) { /***************結(jié)構(gòu)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(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)習(xí)中，生活中對我的鼓勵，我會用我的實(shí)際行動來證明一切。 熟悉 DCDC開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。based 32bit MCU STM32F101xx and STM32F103xx firmware Inc， 2020 [8] Texas data sheet， 2020 [9] Texas data sheet， 2020 [10] 調(diào)節(jié)控制做電機(jī)速度控制 [J].中文版 ， 2020 [11] 李元春、王 德軍等 .計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) [M].第二版 .北京： 高等教育出版社， 2020 [12] Joseph 權(quán)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(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 致 謝 經(jīng)過充實(shí)而又忙碌的兩個多月，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也終于結(jié)束了 ，我的四年大學(xué)生活也圓滿結(jié)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(yán)格的要求，這些干擾都將為以后的恒 流產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，所以在電流步進(jìn)為 1mA 時候的影響是比較明顯的，故在電流步進(jìn)值為 1mA是效果不是很理想，效果還需要進(jìn)一步改進(jìn)。 負(fù)載電流 從 0 mA 變化到 mA 的 測試 結(jié)果如下 表所示 ： 表 電源部分指標(biāo)測試 測試次數(shù) 電源電壓 負(fù)載電流 負(fù)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(guān)電源 作為恒流源的電源，將負(fù)載電阻短路，通過鍵盤 輸入所需電流值， 在 0 負(fù)載條件下 ， 測得恒流源的性能指標(biāo)。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(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)原理框圖 該設(shè)計(jì)一共有微控制器、 AD 采樣模塊、 DA 輸出控制模塊、恒 流電路、報(bào)警電路、按鍵、液晶顯示及其電源模塊。其原理如下： GNDBOOT1NC2NC3VSENSE4ENA5GND6VIN7PH8TPS5430100pFC4C3 D110mHL1R2GNDEN100pFC5R1GNDVIN12