【正文】 根據(jù)題目要求，所設(shè)計的直流電流源應(yīng)具有數(shù)控功能，按發(fā)揮部分的指標(biāo)要求，應(yīng)滿足輸出最大2000mA，步進(jìn)1mA的要求；又因為所設(shè)計的直流電流源為壓控電流源，因此，用“單片機(jī)＋D/A”的方式實現(xiàn)數(shù)控功能最為合適。常用的功率集成運放一般能夠輸出177。（1）為單片機(jī)系統(tǒng)提供電源的直流穩(wěn)壓電源該電源按常規(guī)設(shè)計，輸出電壓等級有177。圖3 ～21V可調(diào)電源穩(wěn)壓電源電路輸出電壓為：VO= VREF (1 + R2/R1)+ IADJR2輸出調(diào)節(jié)電路中固定電阻Ｒ1取150W，此時電位器R2選取10k精密線繞電位器，因整流橋輸出為26V直流電，故Uomax能滿足15V需求，經(jīng)測量，最大可達(dá)到21V。2．D/A轉(zhuǎn)換（MAX532）(1)IO口資源分配① DIN接IOA5，同相低電平輸出；② SCLK接IOA6，同相低電平輸出；③ CS接IOA7，同相高電平輸出。為可靠起見，留有足夠的功率裕量和安全系數(shù)，選擇Q3的型號為：2N5886。 圖7 負(fù)載電流、電壓測量電路①觸摸屏的型號及具體參數(shù)觸摸液晶屏是采用BurrBrown公司的觸摸屏控制芯片ADS7843，由于ADS7843內(nèi)置12位A/D，理論上觸摸屏的輸入坐標(biāo)識別精度為有效長寬的1/4096。一般情況下選擇方案a，但若開始轉(zhuǎn)換以后不能停止，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯，就必須用方案b。否是否是開始延時去抖取觸摸屏AD轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)換鍵值顯示處理向上位機(jī)傳送設(shè)定值觸摸屏有按下 觸摸屏有按下 圖10 觸摸屏程序主循環(huán)流程圖四、性能測試1．測量儀器（1）HP34401A數(shù)字萬用表6高性能數(shù)字萬用表，可以高精度測量電壓與電流。2．校準(zhǔn)（1）設(shè)定值校準(zhǔn)在負(fù)載回路中串聯(lián)接入精密電流表計，設(shè)置D/A輸出值為4000（12位D/A，對應(yīng)電流給定值2000mA），調(diào)節(jié)反饋增益電位器，使電流源輸出2000mA。六、創(chuàng)新部分1．利用單片機(jī)的測控和運算能力實現(xiàn)輸出電流的精度補(bǔ)償精度補(bǔ)償原理：將實測負(fù)載電流與給定電流比較，求出偏差，再根據(jù)偏差的方向及大小，用“積分”的調(diào)節(jié)計算方法，計算得出補(bǔ)償值，將此補(bǔ)償值迭加到給定電流上，一起送到壓控電流源單元的輸入端，即可實現(xiàn)“無差調(diào)節(jié)”，即做到輸出電流完全等于給定電流?？勺鲆粋€電阻表用。若用坐標(biāo)平面來形象說明的話，就是將原來在坐標(biāo)原點附近的非線性段，通過向左移動縱坐標(biāo)和向上移動橫坐標(biāo)，將非線性段移出坐標(biāo)平面的第I象限，從而使第I象限的線段基本都是線性的。 測試結(jié)果表明，所設(shè)計制作的“數(shù)控直流電流源”符合設(shè)計任務(wù)規(guī)定的基本部分和發(fā)揮部分的各項要求，達(dá)到了發(fā)揮部分規(guī)定的各項性能指標(biāo)。AC技術(shù)：RMS及AC耦合測量。二通道對可變負(fù)載電阻兩端的電壓采樣，此處是我們的發(fā)揮部分，目的是測出了負(fù)載兩端的電壓值，輸出的電流又是已知的，從而可以測得負(fù)載電阻的當(dāng)前值。但對于編程中需要注意的地方，做以下說明。負(fù)載電流測量電路與電流源電路中的電流反饋環(huán)節(jié)相同，可調(diào)電位器用作測量回路的增益；負(fù)載電壓測量電路具有相同結(jié)構(gòu)，只是AD620的取樣點是經(jīng)R3，R4分壓得到的，以保證AD620工作在最大允許輸入電壓值的范圍內(nèi)；注意到負(fù)載電壓測量電路的這種取樣方式，實際所測的是負(fù)載電壓與康銅絲電壓之和，真正的負(fù)載電壓需要減去康銅絲電壓。給定與比較放大單元由U1（OP07）及其外圍阻容器件組成，起著計算給定電流與實際輸出電流偏差并進(jìn)行放大的作用。② 在電源VDD接觸處，加兩個濾波電容，以穩(wěn)壓用?？紤]到系統(tǒng)對容量的要求以及對紋波電流的要求，我們選擇了用LM317構(gòu)成的可調(diào)穩(wěn)壓電源。鑒于上述原因，我們選用方案三。方案一：直接使用功率集成運放。具有自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)功能，能夠消除器件本身和系統(tǒng)的增益以及偏移誤差，是用于開發(fā)智能系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)和基于DSP系統(tǒng)的理想產(chǎn)品。本設(shè)計選擇觸摸液晶屏作為輸入設(shè)備。方案設(shè)計與論證如下：1．單片機(jī)的選擇對單片機(jī)的要求：只要能夠方便地擴(kuò)展顯示器、鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等外設(shè)即可，其他并無特殊要求。五、參考資料參考文獻(xiàn)： 　　《第三屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編（1997）》 　　《SPCE061A單片機(jī)原理與應(yīng)用》 　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》凌陽大學(xué)計劃網(wǎng)站 數(shù)控直流電流源作者：李高望 陸樨 張江松`賽前輔導(dǎo)老師及文稿整理老師：尹仕 摘 要利用單片機(jī)所具有的智能測控特點，設(shè)計制作了基于單片機(jī)的“數(shù)控直流電流源”。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時間。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。　　公式：Pout = Kp * e(t) + Ki * ∑e(t) + Kd (e(t) – e(t1))。因為Pt電阻中電流基本為1—2mA,則Pt電阻電壓就在0—380mV波動。 鍵盤設(shè)置電路IOA0接KEY1,IOA1接KEY2,IOA2接KEY3。按KEY3后，系統(tǒng)開始測溫，開關(guān)電爐。方案二:　　此方案采用SPCE061A單片機(jī)實現(xiàn)，此單片機(jī)內(nèi)置8路ADC,2路DAC,且集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播放函數(shù)，用SPCE061A實現(xiàn)語音播放極為方便。鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫元件，且此元件線性較好。同時，具有溫度數(shù)字語音播報和顯示。 方案一:使用數(shù)碼管顯示 使用多位數(shù)碼管顯示，顯示不靈活。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電壓值的大小，可以將輸出電壓經(jīng)過DAC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實時對電壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及送LCD1602顯示。 方案二:使用LCD1602液晶顯示 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點。顯示的電壓值便是輸出的電壓大小。電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點： ，體現(xiàn)出電源模塊的高程度智能化，更加完美性能。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源[2]。供給電子設(shè)備的電壓源的不穩(wěn)定,會使設(shè)備產(chǎn)生很多問題。它通過軟它通過軟它通過軟它通過軟件的運行來控制整個儀器的工作件的運行來控制整個儀器的工作件的運行來控制整個儀器的工作件的運行來控制整個儀器的工作，從而完成設(shè)定的功從而完成設(shè)定的功從而完成設(shè)定的功從而完成設(shè)定的功能能能能?！　? 2)數(shù)控模塊　　方案 1利用純硬件來控制電壓的輸出，其中最基本的電路原理分析，需要計算負(fù)載的大小，穩(wěn)壓管的選擇有關(guān)，方案 方案 3中采用中、小規(guī)模器件實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的芯片很多，造成電路內(nèi)部接口信號繁瑣，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差，如方案 1中的雙計數(shù)器一旦出現(xiàn)計數(shù)不同步時，會導(dǎo)致顯示電壓與輸出電壓不一致。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電壓值的大小，經(jīng)過 ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實時對電壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。5 V、 177。但由于模擬分立元件的分散性較大，各電阻電容之間的影響較大，因此所設(shè)計的指標(biāo)不高、不符合設(shè)計要求、且使用的器件較多、連接復(fù)雜、靈活性差、功耗也大，同時焊點和線路較多，使成品的穩(wěn)定性和精度受到影響。而且采用PWM 控制的開關(guān)電源，該電源具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標(biāo)、能構(gòu)成高效率無工頻變壓器的隔離式開關(guān)電源等優(yōu)點?！　? 4)顯示模塊　　方案 方案 3中的顯示輸出地對電壓的量化值直接進(jìn)行譯碼顯示輸出，顯示值為 D /A變換的輸入量，由于 D /A變換與功率驅(qū)動電路引入的誤差，顯示值與電源實際輸出值之間可能出現(xiàn)較大偏差。實際測試實際測試實際測試實際測試結(jié)果表明結(jié)果表明結(jié)果表明結(jié)果表明，本系統(tǒng)實際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率恒本系統(tǒng)實際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率恒本系統(tǒng)實際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率恒本系統(tǒng)實際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率恒壓源的領(lǐng)域壓源的領(lǐng)域壓源的領(lǐng)域壓源的領(lǐng)域。這些理論的研究為其后來電源的發(fā)展提供了一個較好的基礎(chǔ)。 從組成上，本設(shè)計硬件電路主要由單片機(jī)、變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓輸出電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、顯示電路等組成。 ，成本低廉，方便量產(chǎn)。在方案二中采用單片機(jī)完成整個數(shù)控部分的功能，也便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展[5]。占用過多的I/O。 比較以上兩種方案的優(yōu)缺點，方案一采用中、小規(guī)模器件實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的芯片很多，造成控制電路內(nèi)部接口信號繁瑣，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差。而數(shù)碼管雖然便宜，但顯示單調(diào)。主要性能如下：■16位m’nSP微處理器；■工作電壓：~(