基于單片機(jī)的恒流源設(shè)計(jì)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 本系統(tǒng)只需要三個(gè)按鍵，分別為控制按鍵，步進(jìn)增加電流、步進(jìn)減小電流，因此本系統(tǒng)采用獨(dú)立式按鍵即可滿足系統(tǒng)要求，降低開發(fā)難度和硬件成本。最后在 LM7805 電壓輸出端接入串聯(lián)兩個(gè)電阻，阻值分別為 2020Ω 和 3000Ω，通 過串聯(lián)分壓得到 +2V 電壓，提供給 DA 轉(zhuǎn)換芯片作為基準(zhǔn)電壓。 圖 33 單片機(jī)最小系統(tǒng) 復(fù)位電路 復(fù)位電路就是把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路。常用的途徑是在復(fù)位引腳端和正電壓之間安裝復(fù)位按鍵。單片機(jī)工作的最小時(shí)間計(jì)量單位就是由這個(gè)晶振決定的，其原理連線如圖 38 所示。 當(dāng)片選信號 CS 無效時(shí)， DAC 芯片使能禁止。 恒流電路 恒流源模塊電路的設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的核心 ,它是用電壓來控制電流的變化 。 RL↑→ IC↑→ U4↑→ UFeedback↑→ UR1↓→ IB↓→ IC↓ 由于反饋的作用而使此電流恒定。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 運(yùn)算放大器采用 LM358 作為電壓跟隨器。 本接口的硬件電路十分簡單，易于理解，工作穩(wěn)定， TLC5615 三線接口與 SPI、 QSPI 以及 Microwire串行標(biāo)準(zhǔn)兼容，一般只需要執(zhí)行 2個(gè)周期（一個(gè)寫周期傳送一個(gè) 8位二進(jìn)制數(shù)），就可以完成 DAC 操作，顯然轉(zhuǎn)換速度很快。 TLC5615 的使用方法 圖 310 TLC561 時(shí)序圖 由 TLC561時(shí)序圖圖 310可以看出，當(dāng)片選 CS信號有效時(shí) ,數(shù)字信號輸入 DIN由時(shí)鐘 SCLK同步輸入或輸出，數(shù)據(jù)傳送時(shí) MSB 在前 LSB 在后。 在本設(shè)計(jì)中采用了按鍵復(fù)位和上電復(fù)位的兩種模式（如圖 36所示）上電復(fù)位完成系統(tǒng)初始化，同時(shí)增加的手動(dòng)按鍵復(fù)位可以方便調(diào)試使用。單片機(jī)的復(fù)位引腳接至電阻 R1 一端，電阻 R1另外一端接地。就 51 而言，它的最小系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分。 系統(tǒng)原理框圖如 圖 31 所示 ： 交流輸入整流模塊運(yùn)放 + 大功率管輸出調(diào)整模塊恒流輸出負(fù)載芯片供電模塊取樣電阻反饋調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)負(fù)載電源單片機(jī)AT 89 C 52顯示鍵盤D / A 轉(zhuǎn)換模塊圖 31 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 電源供給模塊 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)直接利用市電 220VAC 供電，而系統(tǒng)需要 +24V、 +5V、 +2V 電源，并且系統(tǒng)的輸出電流需要在 0—1000MA 可調(diào)，因此可以采用 LM317 通過可調(diào)電阻輸出 +24V 電壓，根據(jù) LM317特性，輸出電流可以達(dá)到 ，滿足系統(tǒng)對輸出電流的要求。缺點(diǎn)為當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的 I/O 口數(shù)目較多。 方案二：采用 AT89C52 作為控制模塊核心。且無需輔助電源，是一個(gè)純兩端網(wǎng)絡(luò)，這種工作方式十分有用，可以用來代替任意一個(gè)歐姆電阻。若將場效應(yīng)管與晶體管配合使用，組成如圖 25 所示電路，并輔之以溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施，則恒流效果會(huì)更佳。 場效應(yīng)管恒流源 由場效應(yīng)晶體管作為主要組成器件的恒流電路如圖 24 所示。圖 22所示電路中，二極管Ｄ作溫度補(bǔ)償，抵銷溫度變化對晶體管Ｔ參數(shù)的影響，為了更好地解決管子溫度特性一致的問題，圖 22 右圖中，三極管Ｔ 1 接成二極管的形式。 第 6 章對本文研究的內(nèi)容和工作進(jìn)行總結(jié)，查找不足并 作出展望。 設(shè)計(jì)硬件總體方案，完成電源模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、人機(jī)交互模塊及恒流發(fā)生模塊等電路的設(shè)計(jì)。具體描述如下： 輸出電流恒定且與負(fù)載變化無關(guān)； （ 2） 基本無溫漂； （ 3） 內(nèi)阻趨向于無窮大。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。與此同時(shí)，也對生活中的可實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行仔細(xì)測試和仿真。恒流源的用途很豐富，它能夠在脈沖或者差動(dòng)放大電路中產(chǎn)生作用，同樣也能夠作為它的有源負(fù)載，又可以提供給放大電路偏流用來使它的靜態(tài)功能工作點(diǎn)處于穩(wěn)定。在數(shù)字輸入信號部分主要是利用單片機(jī)輸出的數(shù)字量同時(shí)配有按鍵數(shù)字鍵控功能。DA 轉(zhuǎn)換 。 數(shù)控電源是從 80 年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。數(shù)字化智能電源是針對傳統(tǒng)電源的不足設(shè)計(jì)的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。從上述表達(dá)式可知，提高增益的一個(gè)方法就是增大負(fù)載的電阻，但是這樣不僅會(huì)造成負(fù)載上的壓降上升，使 輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍減小，而且從成本和工藝上考慮也是很不合算。 論文章節(jié)安排 第 1 章介紹了論文的研究 背景 及意義，對主要研究的煮主要技術(shù)指標(biāo) 和章節(jié)安排進(jìn)行了說明。通常，還采用一定的溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施。若令 =0,則可得到微安量級的輸出電流，稱之為微電流源，主要應(yīng)用于需要提供微小偏流的場合。也可以去掉電源輔助回路，變成純兩端網(wǎng)絡(luò)，電路如圖 24(ｂ )所示。有時(shí)，需要負(fù)載一端按地的場合，電路如圖 26(ｂ )所示，輸出恒流 Ｉ 0=Ｖ 2/Ｒ 2。 由于本系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn) 0~1000mA 連續(xù)可調(diào)，并且驅(qū)動(dòng)工業(yè)級 LED 燈，因此通過對上述三種恒流源方法的比較論證，本文選用集成運(yùn)放恒流源。 顯示模塊方案 方案一 :使用 LED 數(shù)碼管顯示。 電源模塊方案 系統(tǒng)需要多個(gè)電源，單片機(jī)、 D/A、使用 5V 穩(wěn)壓電源，運(yùn)放需要 +24V 穩(wěn)
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