基于單片機的恒流源畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-07-23 19:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 方案三方案圖如下所示，整體原理框圖于方案二大致相同，進行總體控制、算法運算、顯示和置數(shù)的等功能。配合VHDL，語言設計數(shù)字硬件控制模塊進行控制，具有運行速度快，工作穩(wěn)定可靠的特點。 最終方案確定 1）方案一采用橫流二極管或者橫流三極管，精度比較高，但這種電路能實現(xiàn)的恒流源范圍很小，智能達到幾十毫安，不能達到設計的要求。2）方案二采用四端可調(diào)恒流源，這種器件考改變外圍電阻元件參數(shù)，從而使電流達到可調(diào)的目的，這種器件能夠滿足202000毫安的電流輸出要求。改變輸出電流，通常有兩種方法：一是通過手動調(diào)節(jié)來改變輸出電流，這種方法不能滿足數(shù)控調(diào)節(jié)的要求；二是通過數(shù)字電位器來改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的沒一級步進電阻比較大，很難連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電流。3）方案三此方案恒流源通過改變橫流的外圍電壓，利用電壓的大小來控制輸出電流的大小，電壓控制電路采用數(shù)控的方式，利用單片機送出數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成模擬信號，再發(fā)送到大功率三極管進行放大。當改變負載大小時，基本不夠影響電流的輸出，使得系統(tǒng)一直維持在設定電流值小范圍內(nèi)。該方案通過軟件方法實現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，功能比較容易實現(xiàn)，也便于操作。以上三個整體方案各自的特點，進過比較可以看出，方案三是最優(yōu)方案，但考慮到設計工作量大，測試復雜，所以最終選擇方案二！ 此設計在采用整體方案的方案二的基礎上進行改進與恒流方y(tǒng)源案的方案三相結(jié)合，構(gòu)成了以單片機為核心構(gòu)建器，通過鍵盤對電流值進行預置或按鍵逐步微調(diào)，單片機輸出相應的數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、信號放大、壓控恒流源，輸出電流信號。實際輸出的電壓值利用精密電阻進行分析采樣后，經(jīng)過高輸入阻抗放大器構(gòu)成的電壓跟隨器、D/A轉(zhuǎn)換，將信號反饋到單片機，將輸出反饋信號再與預置限流值比較，構(gòu)成實時監(jiān)控的功能。因為在電流源方案中大功率三極管采用了場效應管，而且采樣電阻使用了基本上沒有溫漂的康銅絲作為采樣電阻，從而使整個系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。即使不用對輸出電流進行采樣形成閉環(huán)控制回路也可以達到預期的目的。而且省去了不少硬件開支。本方案采用單片機進行控制、顯示、預置數(shù)使得系統(tǒng)靈活方便，電流輸出精度和穩(wěn)定度高。但此方案存在受限于單片機數(shù)據(jù)處理能力！ 第四章 模塊電路設計與比較恒流源方案選擇方案一：采用恒流二極管或者恒流三極管，精度比較高，但這種電路能實現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達到十幾毫安，不能達到題目的要求。方案二：采用四端可調(diào)恒流源，這種器件靠改變外圍電阻元件參數(shù)，從而使電流達到可調(diào)的目的，這種器件能夠達到1~2000毫安的輸出電流。改變輸出電流，通常有兩種方法：一是通過手動調(diào)節(jié)來改變輸出電流，這種方法不能滿足題目的數(shù)控調(diào)節(jié)要求；二是通過數(shù)字電位器來改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的每一級步進電阻比較大，所以很難調(diào)節(jié)輸出電流。方案三：壓控恒流源，通過改變恒流源的外圍電壓，利用電壓的大小來控制輸出電流的大小。電壓控制電路采用數(shù)控的方式，利用單片機送出數(shù)字量，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成模擬信號，再送到大功率三極管進行放大。單片機系統(tǒng)實時對輸出電流進行監(jiān)控，采用數(shù)字方式作為反饋調(diào)整環(huán)節(jié)，由程序控制調(diào)節(jié)功率管的輸出電流恒定。當改變負載大小時，基本上不影響電流的輸出，采用這樣一個閉路環(huán)節(jié)使得系統(tǒng)一直在設定值維持電流恒定。該方案通過軟件方法實現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能的實現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案 第五章 模塊電路設計 AT89C52 本系統(tǒng)采用AT89C52單片機作為控制核心AT89C52是51系列單片機的一個型號，是ATMEL公司生產(chǎn)的。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。AT89C52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 AT89C52的主要功能特性（1） 兼容MCS51指令系統(tǒng) （2）8k可反復擦寫(1000次）Flash ROM（3）32個雙向I/O口 （4）256x8bit內(nèi)部RAM（5）3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷（6） 時鐘頻率024MHz (6)2個串行中斷 (7)可編程UART串行通道
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