【正文】 算法。 采樣電路 該 設(shè)計(jì)中，采樣電阻的大小為 50m? ， 輸出電流的 范圍 為 200mA 2020mA，則 采樣電阻兩端的 最小電壓為： m in 5 0 2 0 0 0 .0 1u m m A V? ? ? ?。由計(jì)算得：maxG =。 AD 轉(zhuǎn)換電路 由于模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)的，而數(shù)字信號(hào)是離散的 ，為了使數(shù)字器件可以處理模擬信號(hào)，必須將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，即模數(shù)轉(zhuǎn)換，也稱(chēng)為 AD轉(zhuǎn)換。下圖是并聯(lián)比較型 AD 轉(zhuǎn)換器原理框圖： 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 1DC1FF51DC1FF71DC1FF61DC1FF41DC1FF21DC1FF1+C7+C6+C5+C4+C3+C2+C1RRRRRRRR/2VREFGNDV113*VREF/15VREF/15CLKd0d1d2(LSB)(MSB)1DC1FF3 圖 32 并聯(lián)比較型 AD轉(zhuǎn)換原理圖 其中 VREF 為參考電壓， CLK 為時(shí)鐘信號(hào)， C1 C7 為電壓比較器， FF1 FF7為寄存器內(nèi)的觸發(fā)器。 反饋型 比較型 AD 轉(zhuǎn)換器 為 一種 直接 AD 轉(zhuǎn)換器。 逐次逼近式 AD 由電壓比較器、 DA 轉(zhuǎn)換器、寄存器、時(shí)鐘脈沖與控制邏輯組成。這時(shí) 的寄存器所存的數(shù)字量就是 轉(zhuǎn)換 輸出的數(shù)字量。 根據(jù)題意要求，輸出電流的變化范圍為： 20 0 20 00mA mA。 DA 轉(zhuǎn)換電路 DA 轉(zhuǎn)換器的 種類(lèi) 與原理 DA 轉(zhuǎn)換器 主要分為：有權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) DA 轉(zhuǎn)換器、倒 T 形電阻網(wǎng)絡(luò) DA 轉(zhuǎn)換器、 權(quán)電流型 DA 轉(zhuǎn)換器及其開(kāi)關(guān)樹(shù)型 DA 轉(zhuǎn)換器等。其內(nèi)部自帶 的參考電壓，該參考電壓默認(rèn)狀態(tài)下是關(guān)閉的，其初始化精度為 %，典型溫度漂移為 2/ppm C ，最大溫度漂移為 5/ppm C 。供電電壓 范圍為： 。 IND 為串行數(shù)據(jù)輸入端， SCLK 為時(shí)鐘信號(hào)輸入端， IND 線上的 數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) SCLK 線 上的 32 個(gè)下降沿 被鎖存到轉(zhuǎn)移寄存器。 圖 35 DAC8568內(nèi)部邏輯框圖 如上圖芯片內(nèi)部邏輯框圖所示：線 IND 上的數(shù)據(jù)可以分別送到數(shù)據(jù)緩沖器綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 AH 中，然后在轉(zhuǎn)移到寄存器 AH 中，再進(jìn)行解碼，最后進(jìn)行 DA 轉(zhuǎn)換，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)從通道 OUT OUTV A V H輸出。 當(dāng)接受第 32 個(gè)下降沿后， DAC8568 轉(zhuǎn)換器解碼指令中的控制位與地址位，然后使能相關(guān)的操作功能，這個(gè)過(guò)程將不會(huì)等待線 SYNC 上的上升沿 。 圖 36 DAC8568讀寫(xiě)時(shí)序 圖 DAC8568 每個(gè)通道的 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 框圖 如下所示： REF+Resistor StringREFDACRegister62K50K 50KVREF_LVREF_HGND+VOUT_X 圖 37 通道內(nèi)部原理圖 輸入到 DAC8568 是連續(xù)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其輸出電壓為： 2 INO U T R E FnDV V G a in??? ? ????? 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 IND 為 輸入的 DA 數(shù)據(jù)， Gain 為增益，對(duì)于 A、 B 通道，增益為 1， C、 D 通道增益為 2。 因此：在靜態(tài)模式下打開(kāi)參考電壓指令為： 0x08000001 關(guān)閉參考電壓指令為： 0x08000000；動(dòng)態(tài)模式下：打開(kāi)參考電壓指令為： 0x09080000；始終打開(kāi)參考電壓指令為：0x090A0000；始終關(guān)閉參考電壓的指令為： 0x090C0000； DAC8568 的操作指令結(jié)構(gòu)如下所示： 表 31 DAC8568輸入寄存器格式 由圖可知： DAC8568 的指令格式分為五部分：前綴位、控制位、地址位、數(shù)據(jù)位、特征位。地址位為： 0011。 Data 為 DA 輸入的數(shù)據(jù)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管 VT 開(kāi)通時(shí)， VD 二極管截止，電流經(jīng) VT、L、 R 形放電回路，于此 同時(shí)一部分電能存儲(chǔ)于電感 L 與電容 C 中。其可達(dá)3A連續(xù)輸出電流， 4A的峰值電流輸出。其引腳圖如下： BOOT1NC2NC3VSENSE4ENA5GND6VIN7PH8TPS5430 圖 310 TPS5430引腳圖 BOOT 引腳為場(chǎng)效應(yīng)高端驅(qū)動(dòng)升壓電容連接端，在 BOOT 腳與 PH 腳連一 的低 ESR 電容。 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 311 TPS5430內(nèi)部邏輯框圖 芯片內(nèi)部邏輯框圖如上圖所示：內(nèi)部自激振蕩器將 PWM 的頻率設(shè)為500KHz,這樣在同樣輸出電流的條件下可以減小電感值大小。該門(mén)限電壓一般為 。輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻分壓過(guò)后將一電壓反饋到 VSENSE 腳，然后與一固 定的參考電壓的高增益的誤差放大器相比較， 然后誤差電壓與斜波電壓在 PWM 比較器中比較。 除此外還有過(guò)溫保護(hù)，芯片內(nèi)部自帶一熱關(guān)斷電路，鏈接點(diǎn)的溫度超過(guò)關(guān)斷門(mén)限溫度，那么參考電壓將被連接到地，然后關(guān)閉 MOS 管。其時(shí)鐘頻率可以達(dá)到 72MHz。 供 電壓為 。還具有 3 個(gè)通用定時(shí)器，一個(gè)高級(jí)定時(shí)器。 STM32 最小系統(tǒng)如下所示： 22pFC222pFC312Y18MGNDGND10KR1GNDVIN3GND1OUT2U1ASM1117100nFC747ufC547ufC6GND+5VCC +3V322R6GNDGNDVBAT1PC13ANT1_TAMP2PC14OSC32_IN3PC15OSC32_OUT4PD0 OSC_IN5PD1 OSC_OUT6NRST7PC08PC19PC210PC311VSSA12VDDA13PA0WKUP14PA115PA216PA317VSS_418VDD_419PA420PA521PA622PA723PC424PC525PB026PB127PB228PB1029PB1130VSS_131VDD_132PB1233PB1334PB1435PB1536PC637PC738PC839PC940PA841PA942PA1043PA1144PA1245PA1346VSS_247VDD_248PA1449PA1550PC1051PC1152PC1253PD254PB355PB456PB557PB658PB759BOOT060PB861PB962VSS_363VDD_364STM32F103U2100nFC410KR5S1SWPB+3V3GND100nFC9100nFC10100nFC11100nFC12100nFC13GND+3V31234567891011121314151617181920P1Header 20H+3V3JTRST10KR310KR410KR2GNDJTDIJTMSJTCKJTD010KR7JTMSJTD0 JTCKJTD1 圖 41 STM32最小系統(tǒng) 電源電路 直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波 電路、及其穩(wěn)壓電路組成。 DCDC 斬波電路 本設(shè)計(jì)利用 TI 的 DCDC 的降壓斬波芯片 TPS5430 實(shí)現(xiàn)降壓轉(zhuǎn)換。綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 單片機(jī)采樣放大后的采樣電阻兩端的壓降，然后與設(shè)定值相比較，然后，調(diào)節(jié)DA 輸出的電壓大小，改變 MOS 管的導(dǎo)通狀態(tài)，使電流恒定在一定的范圍內(nèi)。其系統(tǒng)的總體框圖如下所示： 控 制 器 DA 轉(zhuǎn)換器 液晶顯示模塊 AD 采樣模塊 按鍵模塊 電源模塊 橫流模塊 報(bào)警模塊 圖 51 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖如下所示 ： 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 否 否 是 開(kāi)始 是否有鍵按下 讀取設(shè)定電流值 CPU 運(yùn)算、 處理 輸出 DA 值 AD 采樣 CPU 運(yùn)算、處理 是 液晶顯示 采樣值是否與設(shè)定值相等 CPU 調(diào)整DA 值 圖 52 系統(tǒng)流程圖 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 6 調(diào)試及其數(shù)據(jù)處理 電源 測(cè)試 為測(cè)試 系統(tǒng)電源在輸出電流變化 時(shí)電源電壓的變化大小，于是 將開(kāi)關(guān)管短路，將負(fù)載電阻接入電路，通過(guò)調(diào)整負(fù)載電阻的大小，觀察電流大小，然后測(cè)量電源電壓的輸出變化大小。除此 之 外，該系統(tǒng)還有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到 電壓 、 電流 超過(guò)設(shè)定的閥值時(shí)， 控制器控制 DAC8568 輸出低電壓 信號(hào)，使 MOS 管處于截止?fàn)顟B(tài)。 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 參考文獻(xiàn) ： [1] 童詩(shī)白等 .模 擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].第四版 .北京： 高等教育出版社 ， 2020 [2] 胡壽松 .自動(dòng)控制原理 [M].第五版 .北京： 科學(xué)出版社 ， 2020 [3] 閻石等 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].第五版 .北京： 高等教育 出版， 2020 [4] 馮山等 .程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程 C 語(yǔ)言版 [M].北京： 科學(xué)出版社 ， 2020 [5] 童詩(shī)白、華成英等 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].第四 版 .北京： 高等教育出版社 ， 2020 [6] 同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系 .高等數(shù)學(xué) [M].第五版 .北京： 科學(xué)出版社 ， 2020 [7] MCD Application 174。 熟悉一些 電路維修、調(diào)試、分析、設(shè)計(jì)。 這些 不但 學(xué)會(huì)了獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，也使得我們更 加具有團(tuán)隊(duì)合作精神 ， 為將來(lái)步入社會(huì)，走向工作單位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 這次 做畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也學(xué)到了許多東西， 不但對(duì)以后的 工作奠定了良好的基礎(chǔ)， 而且也是對(duì)我四年來(lái)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次檢驗(yàn)。 Pt_PID = amp。 Key_Config()。 DA_Config(ChannelD_Power_on)。 Pt_PIDRead_point = ADC_read()。 Set_Current = Pt_PIDSet_poi