基于msp430單片機數(shù)控恒流源的設計-預覽頁
【正文】 波、鉗位送至高精度 16 位 AD7790 采樣量化將數(shù)字量送入主控制器，由主控制器操控 12 位 DAC8512 完成對輸出量的微調(diào)。利用其內(nèi)置的中斷控制，存儲器保護以及系統(tǒng)的調(diào)試和控制功能和配合 AD、 DA、運放等模塊完成對輸出電流進行精準而可靠的采集和控制輸出端電流精準對的微動，完成最終的輸出穩(wěn)定。方案設計總框圖如在： 輸出 圖 方案設計總體框圖 方案論證與比較 控制部分方案的選擇與論證 方案一：單片機 STM32CortexM3 超級單片機完成對其他各部分控制。方案二采用 AT89C51單片機，可在開發(fā)環(huán)境及代碼編寫上相對來說較為簡單，源于 51內(nèi)核的單片機是基礎教程且網(wǎng)上資源相當豐富基本可以涵蓋多數(shù)控制操作，但功耗比較大、數(shù)據(jù)傳輸速率低。 方案二： DA 選用 DAC8512， AD 選用 AD7790 分別實現(xiàn)調(diào)壓和采樣。 ? 采樣電阻的選擇與論證 方案一： 采用高精度 歐電阻與運放再通過濾波鉗位后送入 AD 采樣 。故選擇方案二。 方案論證：采用數(shù)碼管顯示，其段和位端需外加驅(qū)動電路，較方案二、三 4 電路復雜，但其功耗是可調(diào)的，即通過動態(tài)掃描的頻率來控制，而且性價比較后兩者是最高的。該單片機的最小系統(tǒng)電路圖如圖 所示。 5 按 SW3 鍵 → 在用戶 預置狀態(tài)下，用作預設電流的減操作 → 在主界面下，用作向下步進 1mA 輸出電流。 6 圖 顯示單元電路圖 ? 開關穩(wěn)壓電源模塊及其電路分析 本模塊采用一塊專用 PWM 控制芯片 NCP1014 完成完成對輸出電壓的檢測、控制、穩(wěn)定。 另外 TL431 在電路中僅起到鉗位輸出電壓值得目的。當系統(tǒng)上電后， DAC 初始輸出為 0V， Vout 的最小輸出電壓可通過調(diào)節(jié) P_R P_R2 的比例調(diào)節(jié)最小可達約 ，隨著 DAC 輸出電壓的升高（ 05V） Vout 變化范圍會在 — 之間，而 對于 12位 DAC8512來說最小步進單位小于 1mV，顯然題設的 1mA 的單位變化。此電壓信號由單片機片內(nèi) 10AD 完成測量。 9 圖 各級穩(wěn)壓電路 軟件設計 本設計軟件模塊采用 C 語言編寫程序，根據(jù)本設計任務要求，程序流程圖如下： 10 第四章 系統(tǒng)測試及誤差分析 1. 數(shù)字萬用表：一臺 2. 可調(diào)電阻箱：一臺 開機上電 初始化 是否有鍵按下 進入預定電流輸入設置 進入 1MA 輸出電流步進 判斷是否完成設置 調(diào)用自動調(diào)節(jié)輸出電流子程序 判斷按鍵操作是否完成 調(diào)用 1MA 步進子程序 調(diào)用顯示子程序交替顯示當前電流值與預置電流值 否 否 否 是 是 是 11 3. 示波器：一臺 4. 單片機仿真下載器：一臺 5. 電腦：一臺 系統(tǒng)硬件方案完成后，各模塊焊接、檢測完畢后，連線無誤，再逐步對各模塊進行測試。 下面列出部分測試結果： 給定值 （ mA） 實際值（ mA） 偏差（ mA） 顯示值（ mA） 偏差（ mA） 2 6 12 24 47 47 0 47 0 96 192 191 1 300 400 402 2 401 1 500 500 0 550 549 1 600 599 1 602 2 表 系統(tǒng)測試結果 系統(tǒng)的最終測試結果如下： 1. 系統(tǒng)具體 功能： 輸出電流可在 1— 600mA 數(shù)字可調(diào)且能交替顯示預定值 12 與給定值； 2. 可設置并顯示輸出電流給定值且輸出電流與給定值誤差的絕對值小于2mA； 3. 負載變化，輸出電流的絕對值小于 5mA； 4. 最小步進電流可達 1mA， 絕對誤差不大于 5mA。所以，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量的準確性以及密度決定了系統(tǒng)的準確性以及分辨率。 參考文獻 [1] 林濤??數(shù)字電子技術?清華大學出版社? 20xx [2] 秦龍?單片機 C語言應用程序設計?電子工業(yè)出版社? 20xx [3] 王增福?穩(wěn)定電源使用電路選編?電子工業(yè)出版社? 20xx [4] 沈建華? MSP430 系列 16 位超低功耗單片機原理與實踐?北京航空航天大學出版社? 20xx [5] 林濤?模擬電子技術基礎?重慶大學出版社? 20xx 14 附 1 電路原理圖 系統(tǒng)總體原理圖 附圖 1 15 系統(tǒng)開關電源部分原理圖 附圖 2
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