【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 DAC0832 管腳圖 該 D/A 轉(zhuǎn)換器為 20 引腳雙列直插式封裝，各引腳含義如下： (1)D7～ D0——轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入。s， CMOS 工藝，低功耗 20mA。 . DAC0832 簡介 DAC0832 是一個 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器芯片，單電源供電，從 +5V～ +15V均可正常工作，基準電壓的范圍為177。因此，可以通過分壓的方法來擴大它的量程 。該電路采用標準的 位顯示電路進行顯示，其中最高位可以顯示千位的 “ 1”和顯示負號。數(shù)碼顯示模塊如圖所示。 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 41 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ U2L A M PTD4C10 .1 uC42 2 0 0 uC30 .1 uC22 2 0 0 uV i n1GND2V o u t 3U47 8 1 2C90 .1 uC 1 02 2 0 0 uV i n2GND1V o u t 3U57 9 0 XU3T R A N SC60 .1 uC82 2 0 0 uV i n1GND2V o u t 3U67 8 0 5C 1 10 .1 uC 1 22 2 0 0 u+55Q1N P NC5 0 .1 uC72 2 0 0 u 圖 電源原理圖 . 電源模塊 PCB 設(shè)計 電源模塊為整個電路提供電源，具有電流大，發(fā)熱高的特點，所以在 pcb 設(shè)計時采用的較粗的導(dǎo)線，并在大電流的地方渡錫處理。由于要求 輸出的電流最大值為 2021mA，而且取樣電阻為 1歐所以要求 AD0832 輸出的電壓至少為 2 伏，通過計算5伏的電壓足夠?qū)崿F(xiàn)上述要求。 結(jié)論： 作為試驗儀器，在一般情況下對儀器的體積要求相對小于對儀器性能的要求，而“干凈”的電源對于電流源來說非常重要，所以在設(shè)計中采用線性電流源方案，并在其基礎(chǔ)上加入有源慮波，使得電源更為“干凈”所以采用方案二。 方案二：采用開關(guān)恒流方式進行電流控制，由于功率管只 工作于打開或者關(guān)閉狀態(tài)，功率管損耗較低。 提供的 12V 的電源用于 LM358 和 VCC . 由于為了保證電路的性能采用線性穩(wěn)壓、濾波方式，從電路的可靠性以及性價比考慮采用標準的 7812 擴流輸出方案。 5V +5V +12V. +5V 其中 +5 V 給 AD0832 供電以及單片機（ AT89C52）、數(shù)碼顯示（包括74LS595,CC7107）、鍵盤； 5V 為 AD0832 參考電壓。 b 穩(wěn) 壓電路：由于得到的輸出電壓 U4 受負載、輸入電 壓 和 溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓 U0。 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 41 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3. 數(shù)控電流源硬件模塊設(shè)計 . 電源模塊 . 電源原理 穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成，如圖 圖 電源方框及波形圖 a 整流和濾波電路：整流作用是將交流電壓 U2變換成脈動電壓 U3。 其電路方框圖如圖 所示： D/A變換 緩沖 電壓 /電流變換 放大電路 A/D 變換 MCU 鍵盤 LED 顯示器 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 41 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 方案二 方框圖 . 電流源的軟件系統(tǒng)組成 相對來說本設(shè)計的軟件系統(tǒng)較為簡單，主流程圖如圖 所示 開始發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)初始化讀鍵盤 延時再讀鍵盤相同嗎？鍵盤處理修改緩沖區(qū)發(fā)送 5 9 5 數(shù)據(jù)更新信號是否 圖 軟件主流程圖 . 本系統(tǒng)的特點 在系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮了系統(tǒng)的性價比，在電源模塊采用了有源慮波，并且使用兩個 8 位 D/A 來提高其分辨率，使得系統(tǒng)可以輸出五萬多個 電流值，通過軟件修正后可以非常準確的輸出相應(yīng)電流值，較以往的數(shù)控電流源大大提高。其電路方框圖如圖 ： 圖 方案一方框圖 方案二：采用以 89C52 為核心的單片 機系統(tǒng)來控制 D/A 的數(shù)據(jù)的輸入并將其轉(zhuǎn)換成模擬量輸出 同時單片機 把輸入的預(yù)值電流送數(shù)碼管顯示， 再改變輸出的電壓量來控制電流的變化，此方案的優(yōu)點是成本低，電路簡單，可升級性強。 基準電壓源 電 位 器 電壓 /電流變換 電流表 放大電路 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 41 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 數(shù)控電流源原理圖 . 數(shù)控電流源的方案比較 方案一：通過編碼開關(guān)來控制存儲器的地址；根據(jù)地址輸出對應(yīng)的數(shù)字量送數(shù)模（ D/A）進行轉(zhuǎn)換；再根據(jù)輸出的電壓量來控制電流的變化；同時；通過四個編碼開關(guān)的 BCD 碼送給 4511 及數(shù)碼管顯示。另外單片機具有可編程性，可以進行更為復(fù)雜的控制，如輸出特定的波形，和電腦通訊，實現(xiàn)智能化控制等，這些功能都是傳統(tǒng)電流源難于實現(xiàn)的。幾乎不存在什么升級的可能 . 數(shù)控電流源方案 隨著單片機的日益成熟，其穩(wěn)定性不斷提高，價格不斷下降使得數(shù)控電流源成為可能，從原理圖來看，數(shù)控電流源和傳統(tǒng)電流源相似。早期的電流源輸出電流僅僅靠標在電位器或者指針表的讀數(shù)讀出，不僅讀取很不方 便 .度數(shù)誤差比較大 ,從實用的角度考慮 ,現(xiàn)在有些模擬電流源也使用了數(shù)字電流表作為電流顯示 ,提高了其精確性 .但是在可操作性方面依然存在一定的不足 . 另外用電位器產(chǎn)生參考電位的方法是不恰當?shù)?,在電子元件中電位器是最容易產(chǎn)生噪聲的 ,對干擾也最為敏感 ,而且在使用一段時間以后 ,電位器作為機械元件會出現(xiàn)磨損的情況 ,此時該電流源的輸出電流將變得不穩(wěn)定 ,噪聲大幅度提高 ,如不更換電位器該電流源將無法正常使用。另外， SMT 技術(shù)也是飛速發(fā)展，使得數(shù)控電源體積和重量都大大減小，為其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的實驗電源亟待改進電源。首先從精度上來看傳統(tǒng)電流源的調(diào)整大多采用旋轉(zhuǎn)電位器的方式，在調(diào)整時電流值主要從電位器的刻度讀出，容易產(chǎn) 生讀數(shù)誤差。（只能接近，不可能完全達到） . 數(shù)控電流源的研究意義 作為常用的電子儀器在學(xué)校和研發(fā)和檢測部門都有者相當廣泛的應(yīng)用，特別在電路原理實驗和電子元件老化測試中都離不開電流源。衡量 “ 接近 ” 程度的指標就是輸 出電阻 R遠大于零 。發(fā)現(xiàn)小了，就設(shè)法使之增大，發(fā)現(xiàn)大了，就設(shè)法使之減小。 在一般恒流電路中大多采用電流負反饋來恒定電流 負 反饋的作用就是 “使之穩(wěn)定 ”。所以理想恒流源都不允許輸出開路。從外部看，就是 Ro=∞。為了保證電流不變，輸出電壓必須始終符合 V=I*R。t pare to of advantage. This design in making reference to the foundation that the traditional electric current source and mon number control the electric current source, at the full consideration price pare of in the meantime raised a number to control the accuracy of the electric current source biggest, pass the software correction hereafter while use the circumstance of the mon ponent the number controls the electric current source of the function also es to a higher level. Key words: High accuracy； D/A converter； current resource； Software correction III 目錄 摘 要 ................................................................................................................................... I 1. 緒論 ............................................................................................................................. 5 . 電流源簡介 ..................................................................................................... 5 . 數(shù)控電流源的研究意義 .................................................................................... 5 . 數(shù)控電流源技術(shù)的發(fā)展 .................................................................................... 5 2. 數(shù)控電流源硬件系統(tǒng)總體設(shè)計 ........................................................................................ 6 . 傳統(tǒng)電流源的設(shè)計方案 .................................................................................... 6 . 數(shù)控電流源方案 .............................................................................................. 6 . 數(shù)控 電流源的方案比較 .................................................................................... 7 . 電流源的軟件系統(tǒng)組成 .................................................................................... 8 . 本系統(tǒng)的特點 ...........................................................................................