【正文】 ............................................................................................................................ 21 附 錄 .............................................................................................................................................. 22 河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）題目審批表 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 1 數(shù)控恒流源設(shè)計 摘 要 本文論述了以 AT89C52 單片機(jī)為控制核心，實現(xiàn)數(shù)控直流電流源功能的方案。例如在用通常的沖電器對蓄電池沖電時，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，沖電電流就會相應(yīng)減少。 除此之外，線性掃描鋸齒波的獲得，有線通信遠(yuǎn)供電源，電泳、電解、電鍍等化學(xué)加工裝置電源，電子束加工機(jī)、離子注入機(jī)等電子光學(xué)設(shè)備中的供電電源也都必須應(yīng)用恒流源。由于電子管是高壓小電流器件，因此用簡單的晶體管電路難于獲得高壓小電流恒流源，用電子管電路卻容易實現(xiàn)，并且性能相當(dāng)好。但晶體管恒流源的電流穩(wěn)定度一般不會太高，很難達(dá)到 %min,且最大輸出電流也不過幾安培，它適用于那些對穩(wěn)定度要求不太高的場合。在各種恒流源電路中，集成電路恒流源的性能堪稱最佳。目前國內(nèi)在這兩方面研究多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué)，主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件（ PSD）來控制開關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)字化電壓單元達(dá)到數(shù)控的目的，但和國外的比較起來，效果不是很理想，還有很大的差距。然而，在蓄電池的使用中需要一個雙向DC/DC 變換器來進(jìn)行直流功率的變換。另外，通過對控制軟件的編程，可以很方便的實現(xiàn)電路功能。 針對蓄電池系統(tǒng)在使用過程中的功率變換問題，提出了一種新穎的雙向變換拓?fù)?。另外，提出了對雙向恒流源電路的全數(shù)字控制方案。 恒流源在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及科研生產(chǎn)的應(yīng)用中正朝著體積小、精度高、 穩(wěn)定性好、使用靈活的方向發(fā)展。設(shè)計采用 MOSFET 和精密運(yùn)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(jī)對輸出電流的實時檢測和實時控制，實現(xiàn)了 0mA～ 2022mA 范圍內(nèi)步進(jìn)小于 10mA 恒定電流輸出的功能，具有較高的精度與穩(wěn)定性。 BG1關(guān)斷后，儲能元件 L E EE4 保證負(fù)載上的電壓不變。因此采用開關(guān)電源的恒流源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng) wR 較小即輸出電流較大時，可以忽略 qI ，當(dāng)負(fù)載電阻 LR 變化時， MC7805 改變自身壓差來維持通過負(fù)載的電流不變。 2+3476U7GNDOUT1+12122+3476U5OP07+12121KR3C2B3E1Q1NPNQ2R4GND10KR512J2SHUCHU+24VIN+2+3476U6OP07+12121KR11C2B3E1Q3NPNQ4R12GND 圖 恒流源電路 8 該電流源電路可以結(jié)合單片機(jī)構(gòu)成數(shù)控電流源。這樣就形成了反饋調(diào)節(jié)，提高輸出電流的精度。功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)適合于多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。存取時間： 135 ms 。模擬輸入電壓范圍： 0V～ 5V 。 ADC0804轉(zhuǎn)換器將采樣電阻上的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給單片機(jī)，單片機(jī)將此反饋信號與預(yù)置值比較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號大小。D/A 轉(zhuǎn)換電路主要負(fù)責(zé)把單片機(jī)輸出的控制信號送給高精度運(yùn)算放大器，控制電流源輸出電流大小，具體電路如圖 ： CSWR1GNDD13D12D11D10VrefRfbGND OUT1OUT2D17D16D15D14XFERWR2ILEVCCU3DAC0832VCCGNDP32GNDGND5P20P21P22P23P24P25P26P27GNDOUT1 圖 D/A 接口電路 設(shè) D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓為 REFV ，按鈕輸入數(shù)字量為 D， D/A轉(zhuǎn)換輸出的模擬電壓為 256DOUT REFVV? 選擇參考電壓 REFV =5V，采樣電阻 SR? 5 。步進(jìn)減 8mA同理。 恒流源電路 恒流源電路是系統(tǒng)的重要組成部，主要由高精度運(yùn)算放大器， MOSFET，采樣電阻等組成，其電路原理圖如圖 ： 11 2+3476U7GNDOUT1+12122+3476U5OP07+12121KR3C2B3E1Q1NPNQ2R4GND10KR512J2SHUCHU+24VIN+2+3476U6OP07+12121KR11C2B3E1Q3NPNQ4R12GND 圖 恒流源電路 根據(jù)運(yùn)放特性可得： S inVV? MOSFET的電流 ： DsII? /s s sI V R? /OUT D s sI I V R?? D/A 轉(zhuǎn)換器輸出的控制電壓加在運(yùn)算放大器正輸入端，控制負(fù)載中流過的電流。 運(yùn)算放大器的輸出控制著 MOSFET的 VGS，因此運(yùn)算放大器輸出的穩(wěn)定性將直接決定系統(tǒng)輸出電流的穩(wěn)定性。 按鍵包括下列功能： + ：電流上調(diào)；－ ：電流下調(diào)；通過按鍵預(yù)置電流值，確認(rèn)后便可通過液晶顯示出預(yù)置電流值。 以下具體闡述這三個管腳： RS 為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令寄存器。 操作時序： RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令碼 D0~D7 0 1 讀取輸出的 D0~D7 狀態(tài)字 1 0 寫入數(shù)據(jù) D0~D7 1 1 從 D0~D7 讀取數(shù)據(jù) 注：關(guān)于 E=H 脈沖 —— 開始時初始化 E 為 0，然后置 E 為 1，再清 0。 為了防止恒流源電路中的較大電流 對控制部分產(chǎn)生干擾，將控制部分的電源和恒流源電路電源分成獨(dú)立的部分，分別由不同的穩(wěn)壓芯片 供電，電路如圖 所示： 13 +1~2~34U9整流橋123J3GND470uFC5470uFC6GNDIN1GND2OUT3U117812IN1GND2OUT3U127912IN1GND2OUT3U137905IN1GND2OUT3U147805D5D2 D3D4GND+12GNDVCCGND12GND5IN1GND2OUT3U157824+24D6+24GND 圖 自制電源原理圖 控制部分： 220V 電壓經(jīng)變壓器輸出兩組獨(dú)立的交流 12V 電源和一個交流 20V 電源。 4 軟件設(shè)計 軟件系統(tǒng)的任務(wù)主要有 A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換、步進(jìn)加減、按鍵掃描、液 晶顯示。 對時間沒有實時要求的任務(wù)如按鍵掃描、液晶顯示，放在主循環(huán)中。按鍵掃描獲取鍵值后根據(jù)鍵值， 完成設(shè)定預(yù)置電流值，步進(jìn)加減，并通過 LCD顯示輸出電流值。 硬件抗干擾設(shè)計 主電路和控制電路的電源由不同的穩(wěn)壓芯片 供電，消除了主電路對控制電路的電源干擾。 16 6 系統(tǒng)測試 數(shù)控恒流源實物圖 測試使 用的儀器 測試使用的儀器如表 61： 表 61 測試使用的儀器 序號 名稱 型號 數(shù)量 1 數(shù)字萬用表 DT9203A 1 2 40MHz 示波器 GOS620 1 3 滑線變阻器 BX 724 1 測試方法 測試方法：采用 4 位數(shù)字萬用表的電流檔測試輸出電流 IL，用 4 位數(shù)字萬用表的電壓檔測負(fù)載 RL 兩端的電壓值 VL，采用滑線變阻器和定值電阻相結(jié)合的方式設(shè)置負(fù)載電阻值。電流值較大時，由于系統(tǒng)散熱性能不夠優(yōu)良導(dǎo)致 恒流源電源性能下降，引起誤差增大。 表 63 步進(jìn)電流數(shù)據(jù)一 第 n次按“ +” 1 2 3 4 5 6 7 8 輸出電流 IL(mA) 步進(jìn)值 (mA) \ 18 表 64 步進(jìn)電流數(shù)據(jù)二 第 n次按“ ” 1 2 3 4 5 6 7 8 輸出電流 IL(mA) 0 0 步進(jìn)值 (mA) \ \ 測試結(jié)果分析：可基本實現(xiàn)步進(jìn) 8mA，滿足≤ 10mA 的基本要求，但由于負(fù)載電阻發(fā)熱和電路焊接方面的原因，輸出電流步進(jìn)不太穩(wěn)定。 19 （ 5）紋波電流 取負(fù)載電阻 RL=12Ω，紋波電流＝紋波電壓 /負(fù)載電阻。 7 結(jié)束語 本系統(tǒng)以 8位 AT89C52單片機(jī)控制與調(diào)整主電路的 輸出電流，并通過液晶顯示電流值，完成了數(shù)控恒流源的制作，實現(xiàn)了輸出電流可調(diào)，步進(jìn)加、減功能。 展望未來： 首先， 為解決 紋波電流較大的 問題，我們 應(yīng)該 在運(yùn) 算放大器 輸入端并聯(lián)電容，以達(dá)到濾波的目的，從而較好的解決紋波問題。 其次感謝 ..老師，給我進(jìn)行了很多的輔導(dǎo)，不僅在 技術(shù)上給了我很大幫助，也在系統(tǒng)需求和設(shè)計方面給予了我很大幫助。我對 老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。 //DA 控制端口定義 sbit rd=P3^5。 //控制按鍵端口定義 sbit lcdrs=P3^3。 uint bujin=1。 uchar code table3[]=09ji。 for(i=x。j)。 lcden=1。 P0=date。 lcden=0。 dacs=1。 yjwrite_(0x06)。i4。i12。 } } } a: yjwrite_(0x01)。i8。 //顯示 mA yjwrite_date(table[9])。i++) { yjwrite_date(table[i])。i4。 // 步 進(jìn)百位 yjwrite_date(table1[8*bujin%100/10])。 //確認(rèn) key1 鍵按下 if(key1==0) { num=num+bujin。 //消除抖動 if(key2==0) //確認(rèn) key2 鍵按下 { num=numbujin。 } /************************AD 轉(zhuǎn)換部分 *****************************/ uchar adzhuanhuan() { uchar a。 _nop_()。 P1=0xff。 _nop_()。 } /**************************主函數(shù) ***************************/ void main() { uchar i。 keyscan()。 for(i=0。 keyscan()。 num1=num1*。 //分離出電流十位 table2[3]=num1%10。80s. We sat on the back of pickup trucks for hours. The sky was blue, and we couldn39。s performers of the troupe still tour the region39。s Liaoning province, decades ago. The solider gave the old man a handmade saddle when they bid farewell. The story inspired Nasun to write Carved Saddle, a song that later became one of his most popular numbers. Now, every year, Nasun recruits young singers and dancers for the troupe. The troupe has also designed a new repertoire, which is mostly based on the daily lives o