【導(dǎo)讀】指這樣一種穩(wěn)定電源：它輸出的電流與外部影響無關(guān)即和負(fù)載改變大小無關(guān)?；瘯r(shí)才能保持輸出電流基本不變。本系統(tǒng)由單片機(jī)程控設(shè)定數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器。基極電壓的變化而輸出不同的電流。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對(duì)恒流源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，定，這樣構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電流源。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)能有效應(yīng)用于需要。高穩(wěn)定度的小功率恒流源的領(lǐng)域。

　　

【正文】 查。錯(cuò)誤會(huì)議對(duì)話框提示信息的形式給出，便于修改。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [8] 軟件設(shè) 計(jì)采用 C 語言 ,對(duì) 89S52 進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)各種功能。 軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì) A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器的控制。 軟件實(shí)現(xiàn)的功能是： ① 電流給定值的設(shè)置 ； ② 測(cè)量輸出電流值 ； ③ 控制 TLC5615 工作 ； ④ 控制 TLC2543 工作 ； ⑤ 對(duì)反饋回單片機(jī)的電流值進(jìn)行補(bǔ)償處理 ； ⑥ 驅(qū)動(dòng)液晶顯示器顯示電流設(shè)置值與測(cè)量值 。 系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu) 數(shù)控直流恒流源的軟件結(jié)構(gòu)如圖 ，包括頂層文件、鍵盤管理、 D/A轉(zhuǎn)換處理、 A/D轉(zhuǎn)換處理、 LCD 顯示管理 5個(gè)部分。 頂 層 C 語 言 文 件鍵盤掃描D/A轉(zhuǎn)換處理LCD顯示處理A/D轉(zhuǎn)換處理 圖 數(shù)控直流恒流源的軟件結(jié)構(gòu) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 總體流程 C語言是一種高 級(jí)程序設(shè)計(jì)語言 , 它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此采用 C51語言設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí) ,要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法 ,這樣可使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰 ,易于調(diào)試和維護(hù)。在程序設(shè)計(jì)過程中 ,開機(jī)后先初始化 ,然后從 EEPROM中讀取前次關(guān)機(jī)時(shí)存入的各項(xiàng)數(shù)據(jù) ,并按要求 出。接著單片機(jī)的 CPU就開始不斷對(duì) 鍵盤輸入 程序掃描 ,有按鍵 響應(yīng)后就進(jìn)入相應(yīng)的子程序更新輸出與顯示 ， 單片機(jī)的 CPU不斷掃描 。軟件實(shí)現(xiàn)流程見圖 。 數(shù)控直流恒流源的總體流程如圖 。 初 始 化設(shè) 定 電 流改 變 D A C 輸出比 較 設(shè) 定 電 流 和 實(shí) 際 輸 出 電 流檢 測(cè) 實(shí) 際 電 流通 過 控 制D A C 補(bǔ) 償不 相 等需 要 重 新 設(shè) 定 電 流 值 嗎 ？相 等需 要不 需 要 圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試結(jié)果 表 23 數(shù)控直流恒流源 的數(shù)據(jù)誤差分析 輸入（ ma） 輸出（ ma） 絕對(duì)誤（ ma） 相對(duì)誤差 20 21 1 % 110 111 1 % 215 216 1 % 255 255 0 % 456 456 0 % 499 499 0 % 584 585 1 % 655 655 0 % 798 798 0 % 1000 1001 1 % 1254 1255 1 % 1365 1364 1 % 1467 1466 1 % 1556 1556 0 % 1678 1678 0 % 圖 TLC2543在 keil軟件仿真 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 圖 Keil調(diào)試數(shù)據(jù) Buf為輸出電流值 圖 TLC5615的數(shù)字輸入和對(duì)應(yīng)輸出模擬電壓 由 TLC5615 的性質(zhì)有 122out re fV V C ode? ? ? 式（ ） Code 是對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制輸入。 由上公式的得到 12( 2 ) / 2 *o u t re fCo de V V?? 式 () refV =。根據(jù)電壓電流轉(zhuǎn)換 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 / 10/ I Up RUp??電路的三虛原理得到 outV 等于放大器的正端和負(fù)端電壓 outUn=Up=V 式 () 得到 = 1 * OU n V R I? 采 式 () 由設(shè)計(jì)要求可以假設(shè) iIOI ? ，所以 i= 1 * IUn V R? 采 式（ ） 所以可以得到 1212ii( 2 ) / 2 * = ( I 2 ) / ( 2) = I 51 2o u t r e fCo d e V V??? ? ?? 式（ ） 注意 iI 單位是安培 A。 圖 電壓電流轉(zhuǎn)換電路 (負(fù)載最大 18) 假設(shè) TL084 的正端為 Up ，負(fù)端為 Un ，由放大器的三虛原理，可以的得到 Un=Up 。如 上圖 電壓電流轉(zhuǎn)換電路 ，得到 R10上的電壓為 Un=Up ，又因?yàn)??R10= ，所以得到的 電流值為下公式值 式（ ） 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 27 電流的輸出電流和負(fù)載電阻 R12 無關(guān)，實(shí)現(xiàn)的電壓電流的轉(zhuǎn)化同負(fù)載無關(guān)的要求。同時(shí)這個(gè)電路也可以實(shí)現(xiàn) 20~2021MA 電流值。 圖 輸入為 0V時(shí)的電流和電壓圖 圖 輸入為 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 圖 輸入為 如圖下 和實(shí)驗(yàn)過程中得到的數(shù)據(jù)輸入電流和輸出電流的差值為 1mA。 在輸入電流為 1000mA 時(shí) TLC5615 得到的輸出電壓為 V= 和實(shí)際電壓 的差值為。采樣電壓為 V=， R1= ? ，所以 轉(zhuǎn) 換 ；實(shí)際在輸入的為 1000mA，對(duì)應(yīng)的實(shí)際電流誤差為 = 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29 上為電流輸入和下為輸出電流 圖 總體仿真圖一 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 圖 總體仿真圖 二 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 31 圖 總體仿真圖 三 圖 總體仿真圖 四 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 圖 總體仿真圖 五 程序設(shè)計(jì) 見附錄 B 總 結(jié) 33 總 結(jié) 在設(shè)計(jì)制作數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)的過程中，我深切體會(huì)到，實(shí)踐是理論運(yùn)用的最好檢驗(yàn)， 培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能分析和解決本專業(yè)的技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想和工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及培養(yǎng)研發(fā)的能力，進(jìn)而對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐能力的綜合訓(xùn)練，為學(xué)生走向社會(huì)參與工程技術(shù)活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。 在導(dǎo)師劉衍平老師 的細(xì)心指導(dǎo) 下 ， 本系統(tǒng)的采樣 算法的取舍更合理 ，就硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也更能滿足設(shè)計(jì)要求，并 基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì) 的要求 。 本文所設(shè)計(jì)的可控?cái)?shù)據(jù)直流電流源不僅具有開關(guān)電源體積小、輸出精確、簡單易用、損耗低的優(yōu)點(diǎn) ,而且可以通過編程序的方法 ,使電源產(chǎn)生穩(wěn)定輸出的電流 ,并且可以步進(jìn)改變電流源的設(shè)定和輸出。 本系統(tǒng)的研制主要應(yīng)用到了 電子技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、 51 單片機(jī)技術(shù)、 C 語言或匯編語言、電路等知識(shí)和技能 ，所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)程序控制的 恒流源 能 實(shí)現(xiàn)的要求 有 如下 ： ① 可手動(dòng)設(shè)定輸入電流值（范圍為 20mA～ 2A） ； ② 有輸出和采集電流值數(shù)字顯 示，輸出和采集電流范圍為 20mA～ 2A； ③ 直接用 220V 市電供電； ④ 輸出電流恒定，改變負(fù)載電阻 ， 電壓在 24V 內(nèi)時(shí)， 輸出電流變化的絕對(duì)值≤輸出電流值的 %=1mA； ⑤ 紋波小，紋波電流≤ ； ⑥ 步進(jìn)電流值，步進(jìn)的分辨率高 ,步進(jìn) 2mA； ⑦ 輸出電壓范圍為 0～ 24V。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 34 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（第 3版） . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 孫運(yùn)旺．傳感器技術(shù)與應(yīng)用 . 杭州：浙江大學(xué)出版社 , [3] 林敏 .計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及工程應(yīng)用 . 北京：國防工業(yè)出版社， [4] 李群芳，張士軍，黃 建．單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù) . 北京：電子工業(yè)出版社 , [5] 胡漢才 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) . 北京：清華大學(xué)出版社， [6] 王水平 ,史俊杰，田慶安 .開關(guān)穩(wěn)壓電源 原理、設(shè)計(jì)、實(shí)用電路 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社， [7] 張毅，張寶芬，曹麗，彭黎輝 .自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [8] 戴仙金 . 51單片機(jī)及其 C語言程序開發(fā)實(shí)例 . 北京：清華大學(xué)出版社， [9] 謝自美 . 電子線路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試 .武漢：華中科技大學(xué)出版社， [10] 戴仙金 . 51單片機(jī)及其 C語言程序開發(fā)實(shí)例 .北京：清華大學(xué)出版社， [11] 王昊，謝文閣，杜藝 . 線性集成電源應(yīng)用電路設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社， [12] 陳曉忠，黃寧，趙曉霞 . 單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序 .北京：人民郵電出版社， [13] 范立南，謝子殿 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程，北京：北京大學(xué)出版社， [14] 求是科技 .單片機(jī) 典型外圍器件及應(yīng)用實(shí)例［Ｍ］ .北京：人民郵電出版社， 2021. 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