【正文】 Set_Current = Pt_PIDSet_point。 DA_Config(ChannelD_Power_on)。 Pt_PID = amp。 這些 不但 學(xué)會了獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，也使得我們更 加具有團(tuán)隊(duì)合作精神 ， 為將來步入社會，走向工作單位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 綿陽師范學(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 語言版 [M].北京： 科學(xué)出版社 ， 2020 [5] 童詩白、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。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 ： 綿陽師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 否 否 是 開始 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 測試 為測試 系統(tǒng)電源在輸出電流變化 時電源電壓的變化大小，于是 將開關(guān)管短路，將負(fù)載電阻接入電路，通過調(diào)整負(fù)載電阻的大小，觀察電流大小，然后測量電源電壓的輸出變化大小。 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。還具有 3 個通用定時器，一個高級定時器。其時鐘頻率可以達(dá)到 72MHz。輸出電壓經(jīng)過電阻分壓過后將一電壓反饋到 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。 綿陽師范學(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。其可達(dá)3A連續(xù)輸出電流， 4A的峰值電流輸出。 Data 為 DA 輸入的數(shù)據(jù)。 因此：在靜態(tài)模式下打開參考電壓指令為： 0x08000001 關(guān)閉參考電壓指令為： 0x08000000；動態(tài)模式下：打開參考電壓指令為： 0x09080000；始終打開參考電壓指令為：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。 當(dāng)接受第 32 個下降沿后， 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，這個過程將不會等待線 SYNC 上的上升沿 。 IND 為串行數(shù)據(jù)輸入端， SCLK 為時鐘信號輸入端， IND 線上的 數(shù)據(jù)經(jīng)過 SCLK 線 上的 32 個下降沿 被鎖存到轉(zhuǎn)移寄存器。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 。 根據(jù)題意要求，輸出電流的變化范圍為： 20 0 20 00mA mA。 逐次逼近式 AD 由電壓比較器、 DA 轉(zhuǎn)換器、寄存器、時鐘脈沖與控制邏輯組成。下圖是并聯(lián)比較型 AD 轉(zhuǎn)換器原理框圖： 綿陽師范學(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 為時鐘信號， C1 C7 為電壓比較器， FF1 FF7為寄存器內(nèi)的觸發(fā)器。由計(jì)算得：maxG =。為了解決這個問題我們一般使用增量式 PID 算法。 所以模擬 PID 控制器的控制規(guī)律為 01 )t d e ( t)u ( t) K p e ( t) e ( t d t TdTi d t??? ? ?????? 公 式 （ 31） 其中： Kp ―― 比例系數(shù)。 方案三：利用 控制 MOS 管實(shí)現(xiàn)恒流 MOS 管也稱為場效應(yīng)管，是一種小電壓控制大電流的器件。 +1IN11IN2Commp3DC4CT5RT6GND7C18E19E210C211VCC12OC13Vref142IN15+2IN16U1TL494Q1IRFP9540R6200+24VCCT2500uHD1HERF307GND+C14700ufGNDC3R131KVSSVSSVSSVSSR12VSSR9 1MR7 47KC2 104R10 VREFR1 103VSS VREFR2R3GNDVOUTR11R5R4T1CZVOUT+12VCC12P1LOAD1R8GNDAD_INAD_INDA_OUT 圖 21 BUCK電路原理圖 這是一種改變電壓，達(dá)到恒定電流的方式。 經(jīng)分析，選擇方案二。 控制、調(diào)節(jié)模塊 方案一：直接使用硬件調(diào)節(jié)。該方案簡單 ，信號不需要額外的放大電路，因此成本低廉 。 但該單片機(jī)運(yùn)算速度緩慢 ，無 DA、 AD 等資源，增加了 產(chǎn)品 格外的成本。當(dāng)控制器檢測到系統(tǒng)穩(wěn)定后，系統(tǒng)自動重新啟動電路。在本設(shè)計(jì)中主要設(shè)計(jì)的電源為：直流恒流電源。然 后連接到 MOS 管及其精密采樣電阻中。 關(guān)鍵詞 ： STM32； 精密電阻 ； 穩(wěn)壓 ； 斬波 綿陽師范學(xué) 院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Digital Controlled Constant Current Source Undergraduate: Supervisor: Abstract: This design by STM32 microcontroller as the control core, stepdown chopper TPS5430 chip as the system power supply module, ac 220 v voltage after the power transformer, rectifier, filter access stepdown chopper chip, after epression, make the output voltage is less than 10 v. And then connect to the MOS tube and its precision of sampling resistance. Load series precision resistance will change current into a voltage, and then through the operational amplifier will weak voltage signal amplification, using STM32 own 12 AD to realtime sampling of output current, then use micro controller and the PID algorithm operation, adjustment, finally is controlled by a microcontroller DAC8568 output voltage corresponding to the MOS tube of G, G control through the voltage, the dynamic stability of output current. The system is mainly posed of a power transformer, rectifier circuit, filter circuit, stepdown chopper circuit, dc voltage regulator circuit, sampling circuit, display and control circuit. The buck chopper circuit is mainly a crossflow circuit power supply system, power supply, the control system of dc voltage stabilizing circuit main supply realtime collection and output current sampling circuit, again by the controller analysis, calculation, stable output current. Display control circuit mainly set output current size and realtime display output current value. Keywords: STM32； precision resistor； regulator； chopper 綿陽師范學(xué) 院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 1 引言 .............................................................. 1