【正文】 rly at a wide range. The design is posed of two basic modules:①The highpower voltagecontrolled current source module。此外，還實現(xiàn)了變增益測量，提高了電流的測量精度。本設計由兩大模塊組成：① 大功率壓控電流源模塊；② 單片機應用系統(tǒng)模塊。五、參考資料參考文獻： 　　《第三屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編（1997）》 　　《SPCE061A單片機原理與應用》 　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎》凌陽大學計劃網(wǎng)站 數(shù)控直流電流源作者：李高望 陸樨 張江松`賽前輔導老師及文稿整理老師：尹仕 摘 要利用單片機所具有的智能測控特點，設計制作了基于單片機的“數(shù)控直流電流源”。同時也因為開發(fā)環(huán)境友好，易用，方便 同時配有語音播放函數(shù)，這些大大加快系統(tǒng)開發(fā)設計。3．測試結(jié)果設定溫度由40攝氏度到60攝氏度標定溫差= 調(diào)節(jié)時間 350秒靜態(tài)誤差= 最大超調(diào)量 如果加入模糊控制會使調(diào)節(jié)時間縮短，增強PID控制的效果。此外，微分反應的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用輸出為微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時間。微分調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢。因為有誤差，積分調(diào)節(jié)就進行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定?；酒畹南鄬ζ睿篹(t) – e(t1)，用本次的基本偏差減去上一次的基本偏差，用于考察當前控制的對象的趨勢，作為快速反應的重要依據(jù)，這是面向微分項的一個變動數(shù)據(jù)。這是面向比例項用的變動數(shù)據(jù)。 　　公式：Pout(t1) = Kp*(e(t) – e(t1) + Ki e(t) + Kd(e(t) –2*e(t1) + e(t2))?！　」剑篜out = Kp * e(t) + Ki * ∑e(t) + Kd (e(t) – e(t1))。數(shù)據(jù)5秒傳輸一次。由于SPCE061A串行口為TTL電平，PC串行口為RS232電平，使用一片MAX232為電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動。基本滿足SPCE061A數(shù)模轉(zhuǎn)換。因為Pt電阻中電流基本為1—2mA,則Pt電阻電壓就在0—380mV波動。因為Pt電阻在0攝氏度時，阻值為1千歐姆，在100攝氏度時，阻值為1380歐姆，則表示阻值變換從0—380歐姆。熱電爐控制電路 通過三極管控制繼電器的開關(guān)。音頻輸出電路通過SPY0030功率放大器，驅(qū)動喇叭。 鍵盤設置電路IOA0接KEY1,IOA1接KEY2,IOA2接KEY3。　各部分電路設計CPU　　本系統(tǒng)采用SPCE061A芯片作為核心部件，SPCE061A內(nèi)部帶有8路ADC和2路的DAC,32個IO口，內(nèi)置32K字閃存和2K字的靜態(tài)存儲器。串行口傳輸：將采樣溫度值，上傳至PC機，描繪曲線并打印。數(shù)據(jù)采樣：將電壓信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，換算成溫度值，用于播報和顯示。按KEY3后，系統(tǒng)開始測溫，開關(guān)電爐。系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管全部顯示為零，根據(jù)按KEY1次數(shù),十位的數(shù)碼管順序增加。共三個按鍵。二、系統(tǒng)硬件電路設計　電路方框圖及說明 語音播放：語音播放水溫設置溫度，并播報整數(shù)溫度變化。方案二:　　此方案采用SPCE061A單片機實現(xiàn)，此單片機內(nèi)置8路ADC,2路DAC,且集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播放函數(shù)，用SPCE061A實現(xiàn)語音播放極為方便。如果系統(tǒng)增加語音播放功能，還需外接語音芯片，對外圍電路來說，比較復雜，且軟件實現(xiàn)也較麻煩。驅(qū)動控制部分方案一：　　此方案采用89C51單片機實現(xiàn)，單片機軟件編程自由度大，可用編程實現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。鉑熱電阻與溫度關(guān)系是，Rt = R0(1+At+Bt*t)。鉑熱電阻的物理化學性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫元件，且此元件線性較好。測量部分方案一：　　采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復性、可靠性較差，對于檢測小于1攝氏度的信號是不適用的。要求能在40攝氏度至90攝氏度范圍內(nèi)設定控制水溫。目前有兩種封裝形式：84引腳的PLCC84封裝和80引腳的LQFP80貼片封裝。同時，具有溫度數(shù)字語音播報和顯示。 圖21 系統(tǒng)總體方案框圖 具有語音播報功能的水溫控制系統(tǒng)文章來源：凌陽大學計劃網(wǎng)站作者：凌陽大學計劃網(wǎng)站 發(fā)布時間：2003109 9:30:35摘要關(guān)鍵詞： SPCE061A單片機 Pt1000 PID 　　　　本系統(tǒng)采用凌陽十六位單片機SPCE061A實現(xiàn)溫度控制，溫度信號由PT1000和電壓放大電路提供。占用過多的I/O。本方案采用LCD1602，它具有兩行顯示，每行顯示16個字符，采用單+5V供電，外圍電路簡單，價格便宜，具有很高的性價比。 方案一:使用數(shù)碼管顯示 使用多位數(shù)碼管顯示，顯示不靈活。 方案二:使用運算放大器對電壓的比較放大 由于運算放大器具有很大的電源電壓抑制比，可以大大減小輸出端的紋波電壓。在方案二中采用單片機完成整個數(shù)控部分的功能，也便于系統(tǒng)功能的擴展[5]。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預置以及電壓的大小控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電壓值的大小，可以將輸出電壓經(jīng)過DAC0832進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及送LCD1602顯示。本方案電路復雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴展，對信號處理比較困難。 系統(tǒng)總體方案框圖如圖21所示。而數(shù)碼管雖然便宜，但顯示單調(diào)。 方案二:使用LCD1602液晶顯示 液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點。在方案一中輸出的電壓很難跟蹤電壓的快速變化，而方案二中的輸出電壓波形與 DAC0832的輸出波形相同，不僅可以輸出直流電平，而且只要預先生成產(chǎn)生波形的量化數(shù)據(jù)，便可以輸出多種波形，使系統(tǒng)產(chǎn)生的信號源有一定的驅(qū)動能力。 方案一:采用線性調(diào)壓電源 以改變其基準電壓的方式使輸出不僅增加/減少， 這樣不能不考慮整流濾波后的紋波對輸出的影響。 比較以上兩種方案的優(yōu)缺點，方案一采用中、小規(guī)模器件實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的芯片很多，造成控制電路內(nèi)部接口信號繁瑣，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差。顯示的電壓值便是輸出的電壓大小。 方案二：采用STC89C52單片機作為這個系統(tǒng)的控制單元，可以通過DAC0832的數(shù)據(jù)采樣和LM324的電壓調(diào)整可以改變系統(tǒng)輸出電壓的大小。 控制方案比較 方案一:采用各類數(shù)字電路來組成鍵盤控制系統(tǒng)，進行信號處理，如選用CPLD等可編程邏輯器件。 3. 提高控制系統(tǒng)的可靠性，更容易實現(xiàn)標準化，可以針對不同的系統(tǒng)(或不同型號的產(chǎn)品)，采用相同的控制板，而只需對軟件控制部分做一些調(diào)整便可。電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點： ，體現(xiàn)出電源模塊的高程度智能化，更加完美性能。 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設計研究的意義 基于單片機的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，與傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源相比，具有新穎性、獨創(chuàng)性和先進性。利用D/ A 轉(zhuǎn)換器的高分辨率和單片機的自動檢測技術(shù)設計數(shù)控電源更顯示出其優(yōu)越性。本設計將單片機控制系統(tǒng)應用于直流穩(wěn)壓電源的方法和原理，實現(xiàn)了穩(wěn)壓電源的數(shù)控調(diào)節(jié)。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應用，到90年代，功率密度達到每立方英寸50W的數(shù)控電源[2]。因此穩(wěn)壓電源以后主要的主要發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷的進行改善。在以后的電力電子發(fā)展中，數(shù)控電源技術(shù)的發(fā)展得到了長足的進步。數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，系統(tǒng)的一些電力電子理論基礎在那期間剛剛建立。供給電子設備的電壓源的不穩(wěn)定,會使設備產(chǎn)生很多問題。目前使用的直流穩(wěn)壓電源大部分是線性電源，利用分立元件組成，體積大，效率低，可靠性差，操作使用不便，自我保護功能不完善，故障率高（長期工作在大電流和大電壓下,電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電源中，通過整流、濾波電路所獲得的直流電源的電壓往往是不穩(wěn)定的[1]。 【【【【關(guān)鍵字關(guān)鍵字關(guān)鍵字關(guān)鍵字】】】】直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源；；；；單片機單片機單片機單片機；