基于msp430單片機(jī)數(shù)控恒流源的設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-05-19 15:13本頁面
【導(dǎo)讀】MSP430F1232超低功耗單片機(jī)作為主控核心，由12位DAC8512、16位AD7790、可調(diào)穩(wěn)壓。大若干倍的電流轉(zhuǎn)電壓值。通過三個(gè)獨(dú)立按鍵和一塊四位共陽極數(shù)碼管共同完成，用戶對(duì)。本系統(tǒng)的設(shè)定和交互。簡(jiǎn)言之，本系統(tǒng)在負(fù)載一定變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了恒流輸出，即通過控。制加載于負(fù)載上的輸出電壓和采樣輸出的電流與給定電流值得比較達(dá)到穩(wěn)流。
【正文】 供電，再者為下一級(jí)AMS1117 轉(zhuǎn) 供應(yīng)輸入電壓， P_U2 輸出的 + 分別為主控、 AD7790、顯示驅(qū)動(dòng)電路供應(yīng)電壓。 9 圖 各級(jí)穩(wěn)壓電路 軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)軟件模塊采用 C 語言編寫程序，根據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)要求，程序流程圖如下： 10 第四章 系統(tǒng)測(cè)試及誤差分析 1. 數(shù)字萬用表：一臺(tái) 2. 可調(diào)電阻箱：一臺(tái) 開機(jī)上電 初始化 是否有鍵按下 進(jìn)入預(yù)定電流輸入設(shè)置 進(jìn)入 1MA 輸出電流步進(jìn) 判斷是否完成設(shè)置 調(diào)用自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流子程序 判斷按鍵操作是否完成 調(diào)用 1MA 步進(jìn)子程序 調(diào)用顯示子程序交替顯示當(dāng)前電流值與預(yù)置電流值 否 否 否 是 是 是 11 3. 示波器：一臺(tái) 4. 單片機(jī)仿真下載器：一臺(tái) 5. 電腦：一臺(tái) 系統(tǒng)硬件方案完成后，各模塊焊接、檢測(cè)完畢后，連線無誤，再逐步對(duì)各模塊進(jìn)行測(cè)試。 指標(biāo)測(cè)試 : ①、輸出電流范圍： 1mA1000mA 可以通過按鍵設(shè)置電流值，并且實(shí)際輸出值與給定值之間的偏差 =給 1%+10mA。 ②、具有“ +”“ ”步進(jìn)調(diào)整功能，步進(jìn)電流 =10mA。 輸出電流范圍為 20mA— 1000mA，步進(jìn) 1mA。 下面列出部分測(cè)試結(jié)果： 給定值 （ mA） 實(shí)際值（ mA） 偏差（ mA） 顯示值（ mA） 偏差（ mA） 2 6 12 24 47 47 0 47 0 96 192 191 1 300 400 402 2 401 1 500 500 0 550 549 1 600 599 1 602 2 表 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果 系統(tǒng)的最終測(cè)試結(jié)果如下： 1. 系統(tǒng)具體 功能： 輸出電流可在 1— 600mA 數(shù)字可調(diào)且能交替顯示預(yù)定值 12 與給定值； 2. 可設(shè)置并顯示輸出電流給定值且輸出電流與給定值誤差的絕對(duì)值小于2mA； 3. 負(fù)載變化，輸出電流的絕對(duì)值小于 5mA； 4. 最小步進(jìn)電流可達(dá) 1mA， 絕對(duì)誤差不大于 5mA。 控制部件低功耗設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中我們選用 TI 公司的超低功耗 430 單片機(jī)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用超低功耗16 位 AD7790， DA 選用 DAC8512 SO8 貼片、運(yùn)放選用 OP07 貼片，兩個(gè)雙電源12V 穩(wěn)壓芯片選用 TO92 封裝；最大限度的降低系統(tǒng)的控制及顯示驅(qū)動(dòng)部分的功耗。 系統(tǒng)誤差分析 根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)得知系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生有以下幾點(diǎn)： 1. 由于本系統(tǒng)采用開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)，僅適用于低于 8W 的器件，而本系統(tǒng)的控制部件的功耗大約有 3W 左右，為了使的輸出電壓的穩(wěn)定，本系統(tǒng)采用開關(guān)穩(wěn)壓芯片，缺點(diǎn)是線性穩(wěn)壓電路 ,所有有其特有的內(nèi)部功率損耗大 ,全部壓降均轉(zhuǎn)換為熱量損失了 ,效率低，致使輸出電流緊限于 1— 600mA。 2. 本系統(tǒng)通過反復(fù)測(cè)量標(biāo)稱電阻在不同電壓下電流值大小，進(jìn) 行標(biāo)定（即將接入系統(tǒng)的不同負(fù)載所產(chǎn)生的電流值與對(duì)應(yīng)的 AD 值進(jìn)行綁定，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行線性化計(jì)算），建立一個(gè)數(shù)據(jù)表，通過最小二分法，查表并計(jì)算出當(dāng)前電流值，進(jìn)行顯示。所以，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性以及密度決定了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及分辨率。 3. 數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)處理存在較大誤差，算法有待進(jìn)一步優(yōu)化； 4. 電流值的標(biāo)定存在誤差（標(biāo)稱電阻存在溫漂，串入系統(tǒng)的標(biāo)定電流表存在誤差） ,精確度有待提高。 第五章 結(jié)論 13 本系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)較精準(zhǔn)的數(shù)控直流電流源，且系統(tǒng)具有較高的控制和輸出電流的穩(wěn)定性 ；系統(tǒng)控制芯片采用超低功耗單片機(jī)MSP430F1232，運(yùn)用恒流源測(cè)電阻，超低功耗的 16 位 AD7790、十位快速 DA 和有效的算法，將輸出電流快速的達(dá)到預(yù)期的電流值。設(shè)計(jì)可滿足 1— 600mA 的可調(diào)和顯示，且輸出電流的最大誤差小于 5mA，而且控制電路采用低功耗設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)功耗較低。 參考文獻(xiàn) [1] 林濤??數(shù)字電子技術(shù)?清華大學(xué)出版社? 20xx [2] 秦龍?單片機(jī) C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)?電子工業(yè)出版社? 20xx [3] 王增福?穩(wěn)定電源使用電路選編?電子工業(yè)出版社? 20xx [4] 沈建華? MSP430 系列 16 位超低功耗單片機(jī)原理與實(shí)踐?北京航空航天大學(xué)出版社? 20xx [5] 林濤?模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)?重慶大學(xué)出版社? 20xx 14 附 1 電路原理圖 系統(tǒng)總體原理圖 附圖 1 15 系統(tǒng)開關(guān)電源部分原理圖 附圖
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