基于單片機(jī)的恒流源畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 19:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jìn)行總體控制、算法運(yùn)算、顯示和置數(shù)的等功能。配合VHDL，語(yǔ)言設(shè)計(jì)數(shù)字硬件控制模塊進(jìn)行控制，具有運(yùn)行速度快，工作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。 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(shí)現(xiàn)的恒流源范圍很小，智能達(dá)到幾十毫安，不能達(dá)到設(shè)計(jì)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(dá)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(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)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(guò)數(shù)字電位器來(lái)改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達(dá)到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的沒一級(jí)步進(jìn)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(guò)改變橫流的外圍電壓，利用電壓的大小來(lái)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(jī)送出數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，再發(fā)送到大功率三極管進(jìn)行放大。當(dāng)改變負(fù)載大小時(shí)，基本不夠影響電流的輸出，使得系統(tǒng)一直維持在設(shè)定電流值小范圍內(nèi)。該方案通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，功能比較容易實(shí)現(xiàn)，也便于操作。以上三個(gè)整體方案各自的特點(diǎn)，進(jìn)過(guò)比較可以看出，方案三是最優(yōu)方案，但考慮到設(shè)計(jì)工作量大，測(cè)試復(fù)雜，所以最終選擇方案二！ 此設(shè)計(jì)在采用整體方案的方案二的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與恒流方y(tǒng)源案的方案三相結(jié)合，構(gòu)成了以單片機(jī)為核心構(gòu)建器，通過(guò)鍵盤對(duì)電流值進(jìn)行預(yù)置或按鍵逐步微調(diào)，單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、壓控恒流源，輸出電流信號(hào)。實(shí)際輸出的電壓值利用精密電阻進(jìn)行分析采樣后，經(jīng)過(guò)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(hào)反饋到單片機(jī)，將輸出反饋信號(hào)再與預(yù)置限流值比較，構(gòu)成實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。因?yàn)樵陔娏髟捶桨钢写蠊β嗜龢O管采用了場(chǎng)效應(yīng)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(gè)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。即使不用對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣形成閉環(huán)控制回路也可以達(dá)到預(yù)期的目的。而且省去了不少硬件開支。本方案采用單片機(jī)進(jìn)行控制、顯示、預(yù)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(jī)數(shù)據(jù)處理能力！ 第四章 模塊電路設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達(dá)到十幾毫安，不能達(dá)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(dá)到可調(diào)的目的，這種器件能夠達(dá)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(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)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(guò)數(shù)字電位器來(lái)改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達(dá)到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的每一級(jí)步進(jìn)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(guò)改變恒流源的外圍電壓，利用電壓的大小來(lái)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(jī)送出數(shù)字量，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，再送到大功率三極管進(jìn)行放大。單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)輸出電流進(jìn)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(dāng)改變負(fù)載大小時(shí)，基本上不影響電流的輸出，采用這樣一個(gè)閉路環(huán)節(jié)使得系統(tǒng)一直在設(shè)定值維持電流恒定。該方案通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能的實(shí)現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案 第五章 模塊電路設(shè)計(jì) AT89C52 本系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心AT89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，是ATMEL公司生產(chǎn)的。AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)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(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)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(yīng)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(fù)擦寫(1000次）Flash ROM（3）32個(gè)雙向I/O口 （4）256x8bit內(nèi)部RAM（5）3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷（6） 時(shí)鐘頻率024MHz (6)2個(gè)串行中斷 (7)可編程UART串行通道
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