【正文】 中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它目 錄河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 1河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 2摘 要 5Abstract 51 緒 論 6 6 6 電真空器件恒流源的誕生 6 晶體管恒流源的產(chǎn)生和分類 6 集成電路恒流源的出現(xiàn)和種類 6 72 系統(tǒng)設(shè)計 8 8 題目要求 8 總體設(shè)計方案 8 設(shè)計思路 8 方案論證與比較 8 系統(tǒng)組成 113 單元電路設(shè)計 11 單片機控制電路 11 A/D接口電路 12 D/A接口電路 13 恒流源電路 13 LCD顯示電路 14 系統(tǒng)電源電路 154 軟件設(shè)計 16 16 17 A/D轉(zhuǎn)換程序 185 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計 18 硬件抗干擾設(shè)計 18 軟件抗干擾設(shè)計 186 系統(tǒng)測試 19 數(shù)控恒流源實物圖 19 測試使用的儀器 19 測試方法 19 測試數(shù)據(jù)及結(jié)果分析 197 結(jié)束語 22參考文獻 23致 謝 24附 錄 25河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目審批表 32河西學(xué)院物理與機電工程學(xué)院指導(dǎo)教師指導(dǎo)畢業(yè)論文情況登記表 33河西學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）指導(dǎo)教師評審表 34河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表 35 河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。設(shè)計采用MOSFET和精密運算放大器構(gòu)成恒流源的主體，配以高精度采樣電阻及8位D/A、A/D轉(zhuǎn)換器，完成了單片機對輸出電流的實時檢測和實時控制，實現(xiàn)了0mA～2000mA范圍內(nèi)步進小于10mA恒定電流輸出的功能，具有較高的精度與穩(wěn)定性。為了保證恒流沖電，必須隨時提高沖電器的輸出電壓，但采用的恒流源沖電后就可以不必調(diào)整其輸出電壓，從而使勞動強度降低，生產(chǎn)效率得到了提高。 恒流源的發(fā)展歷程 電真空器件恒流源的誕生世界上最早的恒流源，大約出現(xiàn)在20世紀50年代早期。 晶體管恒流源的產(chǎn)生和分類進入60年代，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計和制造出了各種類型性能優(yōu)越的晶體管恒流源，并在實際中獲得了廣泛應(yīng)用。 集成電路恒流源的出現(xiàn)和種類到了70年代，半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展使得恒流源的研制進入了一個新的階段?，F(xiàn)狀：在我國，以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀60年代中期開始形成，在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下，我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國際先進水平的產(chǎn)品，而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品。目前，全國電源及其配件的生產(chǎn)銷售企業(yè)有1000家以上，產(chǎn)值有300400億元，但國內(nèi)企業(yè)（著名的如北京大華、江蘇綠揚等）銷售的數(shù)控穩(wěn)壓電源大多是代理日本和臺灣的產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)家生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源雖然也在向數(shù)字化方向發(fā)展，但多限于對輸出顯示實現(xiàn)數(shù)碼顯示，或?qū)崿F(xiàn)多組數(shù)值預(yù)置。一旦電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，蓄電池通過DC/DC變換器直接接入直流母線，給后端的用電設(shè)備提供能量。針對蓄電池等儲能元件在使用過程中功率雙向變換的問題，在目前已有的非隔離型雙向拓撲基礎(chǔ)上，提出了一種改進型雙向電路拓撲。該拓撲不僅實現(xiàn)了蓄電池功率變換的要求，同時對放電電流和充電電流進行了恒流控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，恒流源已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域。基于功率運算放大器的恒流源在理論上具有體積小、精度高、穩(wěn)定性好、可擴展等優(yōu)點，輸出電流范圍在安培量級適用于小型電動機、線圈等的驅(qū)動。人機接口采用步進按鈕及LCD液晶顯示器，控制界面直觀、簡潔，具有良好的人機交互性能。當(dāng)輸入電源電壓增大或負載電阻值增大引起U0增大時，原理與前類似，電路通過反饋系統(tǒng)使U0下降到原來的穩(wěn)定值，從而達到穩(wěn)定負載電流Il的目的。 缺點：開關(guān)電源的控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出紋波較大，在有限的時間內(nèi)實現(xiàn)比較困難。 采用集成穩(wěn)壓器件的恒流源電路優(yōu)點：該方案結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高缺點：無法實現(xiàn)數(shù)控。通過按鍵預(yù)置電流值，單片機輸出相應(yīng)的數(shù)字信號給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號送到運算放大器，控制主電路電流大小。本方案可實現(xiàn)題目要求，當(dāng)負載在一定范圍內(nèi)變化時具有良好的穩(wěn)定性，而且精度較高。： 單片機控制電路 A/D接口電路A/D轉(zhuǎn)換采用BB公司的ADC0804構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換時間：100 ms 。 參考電壓： 。這樣就形成了反饋調(diào)節(jié)，提高輸出電流的精度。當(dāng)輸入數(shù)字量加1，模擬增加量 =1/2565000 mV=20mV則輸出電流變化/=20/5=4mA。當(dāng)鍵盤設(shè)置輸出電流大小為I時，單片機送給D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量為2I，使得電流源電路輸出電流為I。 MOSFET的電流：考慮到系統(tǒng)的步進功能，當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)字輸入加1時，其模擬輸出增加量為=1/2565000mV，與此同時采樣電阻上的電壓也相應(yīng)增加相同的數(shù)值，令其輸出電流增加4mA，則計算得采樣電阻阻值為：=5000/2564=5。 LCD顯示電路系統(tǒng)中采用普通按鈕實現(xiàn)電流的設(shè)計和調(diào)節(jié)。以后編程便主要圍繞這三個管腳展開進行初始化，寫命令，寫數(shù)據(jù)。除此外，D0~D7分別為8位雙向數(shù)據(jù)線。： 液晶接口電路 系統(tǒng)電源電路由于系統(tǒng)對電流的精度及紋波要求較高，而系統(tǒng)電源的精度及穩(wěn)定度在很大程度上決定了系統(tǒng)的性能，因此系統(tǒng)電源的設(shè)計是整個系統(tǒng)中的重要部分。恒流源電路電源：220V電源經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)過整流、濾波、7824穩(wěn)壓后輸出+24V電壓，直接作為恒流源電路電源。系統(tǒng)設(shè)置了一個1024Hz的時基中斷，為整個系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的運行節(jié)拍，保證了各個任務(wù)能有條不紊的工作。系統(tǒng)加電后，主程序首先完成系統(tǒng)初始化，其中包括I/O口，中斷系統(tǒng)，定時器/計數(shù)器等工作狀態(tài)的設(shè)置，系統(tǒng)變量賦初值等工作，完成系統(tǒng)初始化后打開中斷，隨之進入按鍵掃描程序。因此，本系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面采取抗干擾的措施，以保證系統(tǒng)的可靠運行。 軟件抗干擾設(shè)計對A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果采用數(shù)字濾波技術(shù)，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。同時，電流值小時，輸出電流更接近給定電流。（3）步進電流設(shè)定電流54mA，測得步進電流數(shù)據(jù)如表63和表64。 給定電流101mA時輸出電流數(shù)據(jù)負載電壓VL（V） 負載電阻（）5101520輸出電流IL(mA)|ILId|(mA)當(dāng)給定電流Id=203mA時，輸出電流值的情況如表67所示：Id1％＋10mA＝(mA) 表67測試數(shù)據(jù)如表68所示：表68 紋波電流測試數(shù)據(jù)給定電流Id(mA)70101203紋波電壓(mV)304050負載電阻（）121212紋波電流(mA)測試結(jié)果分析：如表68，系統(tǒng)設(shè)計過程中，主電路和控制電路獨立供電，自制電源進行了穩(wěn)壓處理。難點分析：在恒流源的設(shè)計與制作過程中，本方案遇到的主要難點在于如何減少紋波，通過仔細研究與分析，確定要使紋波盡可能小，需要運算放大器的電源和輸入端信號要穩(wěn)定，因此對運算放大器我們采用獨立電源供電，保證了放大器有穩(wěn)定電源電壓，進而使輸出較小的紋波電流成為可能。其次，可以將人機接口改裝為44矩陣鍵盤，以便快捷的設(shè)置預(yù)置電流，提高電源的利用效率，使得控制界面更加直觀、簡潔。老師的諄諄教導(dǎo)，