【正文】 D/A 轉(zhuǎn)換 芯片 DAC0832，是采用 CMOS 工藝制 造的 8 位 單 片 D/A 轉(zhuǎn)換 器。如并口芯片 ADC0809 和 DAC0832,但并口芯片所占的端口 資 源 較 多， 對 埠的利用率低，其優(yōu) 點(diǎn) 是 轉(zhuǎn)換 速度快。同 時(shí) 利用 D/A 轉(zhuǎn)換 器 TLV5638 作為電壓輸 入控制。 圖 三極管 組 成的 鏡 像 電 流源典 型電 路 （ 3） 運(yùn) 算放大器加 達(dá) 林 頓 管 組 成的恒流源 運(yùn) 算放大器加 達(dá) 林 頓 管 組 成 的恒流源的典 型電 路如 圖 所示。 （ 1） 運(yùn) 算放大器 組 成的恒流源 運(yùn) 算放大器 組 成的恒流源主要是利用了 運(yùn) 算放大器 兩個(gè) 基本特性： 虛 短和 虛斷 ，其典型原 理圖 如 圖 所示。 在系 統(tǒng) 中， 主電 源采用凌特（ Linear）公司的 LT3724， 第二 級開關(guān)穩(wěn)壓 器采用LM25765 來實(shí)現(xiàn)為單 片機(jī)系 統(tǒng) 的 供 電 。 隨著開關(guān)電 源技 術(shù) 的 飛 速 發(fā) 展， 開關(guān)電 源的工作效率越 來 越高，同 時(shí) 能提供高功率大 電 流的 輸 出。 在數(shù) 控直流恒源源中， 對供電電 源的要求很高，需要大功率的 電 源 來供電 。 方案二：采用 開關(guān) 恒流方式 進(jìn) 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。 此 單 片機(jī)的 運(yùn) 算能力 強(qiáng) ， 軟 件 編 程 靈 活，自由度大，能 夠?qū)崿F(xiàn)對 外 圍電 路的智能控制。而 51 系列 單 片機(jī)具有成本低， 穩(wěn)定性好，且 運(yùn) 行速度基本能 滿 足 該 系 統(tǒng) 的要求。本文 主控器采用 51 系列 單 片機(jī)， 負(fù)責(zé) 控制與 協(xié)調(diào) 其它各 個(gè) 模 塊 工作，并 進(jìn) 行 簡單 的 數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 字信 號(hào)處 理。下面 將 介 紹 各 個(gè) 部分的 總 體 設(shè)計(jì) 與 選 型方案 論證 。 系 統(tǒng)總 體 設(shè)計(jì) 數(shù) 控直流恒流源的 總 體原 理框圖 如 圖 所示。 經(jīng) D/A 輸 出 電壓 控制恒流源 電 路 輸 出相 應(yīng) 的 電 流值。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第二章 方案 論證 系 統(tǒng)簡 介 本系 統(tǒng) 包括 電 源交 換處 理及分配模 塊 、恒流源模板、 單 片機(jī)主控模板、 鍵盤輸 入模塊 、 LCD 顯 示模 塊 、模 數(shù)轉(zhuǎn)換 （ A/D）模 塊 、 數(shù)模轉(zhuǎn)換 （ D/A）模 塊 、 語 音模 塊和實(shí)時(shí)時(shí)鐘 模 塊 9 個(gè) 部分。 第四部分主 要闡 述了 數(shù) 控直流恒流源的 軟 件系 統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 思路和 軟 件 設(shè)計(jì) 流程，以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 顯 示部分、 鍵盤 部分 軟 件 設(shè)計(jì) 流程 設(shè)計(jì) 。 第二部分提出了 數(shù) 控直流恒流源的 總 體 設(shè)計(jì) 思路和 幾種實(shí)現(xiàn) 方案 論證 ，以及相 關(guān) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 的功能， 對這 些方案的可行性 進(jìn) 行比 較 分析， 選擇 了一種基于 51 單 片機(jī)系 統(tǒng) 的數(shù) 控直流恒流源的方案，并 對該 方案 運(yùn) 用的基 礎(chǔ) 知 識(shí) 和使用的器件作出扼要的介 紹 。 （ 7） 輸 出 電壓 范 圍為 0～ 24V。 （ 5） 紋 波小 ， 紋 波 電 流 ≤ 。 （ 3） 輸 出 電 流恒定，改 變負(fù)載電阻 ， 輸 出 電壓 在 24V 以 內(nèi)變 化 時(shí) ， 輸 出 電 流 變 化的 絕對 值 ≤ 輸 出 電 流值的 %=1mA。 數(shù) 控恒流源 實(shí)現(xiàn) 以下功能 ： （ 1） 可手 動(dòng)設(shè) 定 輸 入 電 流值（范 圍為 20mA～ 2A）。 課題的 主要 內(nèi) 容 該 系 統(tǒng) 以直 流穩(wěn)壓電 源和 穩(wěn)流電 源 為 核心， 結(jié)合單 片 機(jī)最小控制系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對輸 出 電流在量程范 圍內(nèi) 步 進(jìn)可調(diào) ，精度要求高。 本文正是 應(yīng) 社 會(huì)發(fā) 展的需求，研制出一種基于 單 片機(jī)的高性能的 數(shù) 控直流恒流源。 20 年 來 未有突破性 進(jìn) 展，如 現(xiàn) 在仍使用的 YJ27， YJ10 等 YJ 系列恒流源 ，屬 70 年代 產(chǎn) 品，甚至硬件上是 “ 分立器件 ” 而 無 集成 電 路器件，近年 來 一 些國內(nèi)產(chǎn) 家 開發(fā)的 新 產(chǎn) 品其性能指針 也 無實(shí)質(zhì) 性突破。目前 國內(nèi) 所能 見 到的恒流源大豆只有一個(gè) 源，而 無較 高準(zhǔn)確度 輸 出指示， 給 使用 帶來 不便，特 別 是用于 計(jì) 量 領(lǐng) 域，比如校 驗(yàn)電流表， 較 理想的方案是能 帶有標(biāo) 準(zhǔn) 顯 示的恒流源。 目前，我 國電 源 產(chǎn)業(yè) 與 發(fā)達(dá)國 家相比，存在 著 很大的差距和不足：在 電 源 產(chǎn) 品的 質(zhì)量、可靠性 、 開發(fā) 投入、生 產(chǎn)規(guī) 模、 工藝 水平、先 進(jìn)檢測設(shè)備、 智能化、網(wǎng) 絡(luò) 化、持 續(xù)創(chuàng) 新能力等方面的差距 為 1015 年，尤其是 實(shí)現(xiàn) 直流恒流源的智能化、網(wǎng) 絡(luò) 化方面的研究不是很多。它既可以 為 各種放大 電 路提供偏置 電 流以 穩(wěn) 定其 靜態(tài) 工作點(diǎn) ，又可以作 為 其有 源負(fù)載 ，以提高放大倍 數(shù) 。 恒流源是一種能 夠 向 負(fù)載 提供恒定 電 流的 電 源。例如 電阻 器阻 值的測 量和分 級 ， 電纜電阻的測 量等，且 電 流越 穩(wěn) 定，測 量就越準(zhǔn)確。如在通用的充 電 器 對 蓄 電 池充 電時(shí) ， 隨著 蓄 電 池端 電壓 的 逐漸 升高，充 電電 源就 會(huì) 相 應(yīng) 的 減 少， 為 了保 證 恒流充 電 ，必 須隨時(shí) 提高充 電 器的 輸 出 電壓 ，但采用恒流源充 電 后就可以不必 調(diào) 整期 輸 出 電壓 ， 從 而使 勞動(dòng)強(qiáng) 度降低，生 產(chǎn) 效率得到提高。 恒流源、交流恒流源、直流恒流源、 電 流 發(fā) 生器、 大 電 流 發(fā) 生器 又 叫電 流源 、穩(wěn)流源，是一種 寬帶譜， 高精度交 流穩(wěn)流電 源，具有 響應(yīng) 速度快，恒流精度高、能 長期穩(wěn) 定工作，適合各種性 質(zhì)負(fù)載 （阻性、感性、容性）等優(yōu) 點(diǎn) 。在各種恒流源 電 路中，集成 電 路恒流源的性能堪 稱 最佳。 集成 電 路恒流源的出 現(xiàn) 和 種類 到了 70 年代，半 導(dǎo) 體集成技 術(shù)的發(fā) 展，使得恒流源的研制 進(jìn) 入了一 個(gè) 新的 階 段。但晶體管恒流源的恒流源的 電流穩(wěn) 定度一般不高，且最大 輸 出電 流也不活幾安培。 晶體管恒流源 電 路可封 裝 在同一外 殼內(nèi) ，成 為 一 個(gè) 具有 橫 流功能的 獨(dú) 立器件，用它畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 可構(gòu)成直接 調(diào) 整型恒流源。由于 電 子管是高雅小 電 流器件，因此用 簡單 的晶體管 電 路 難 于 獲 得高雅小 電 流恒流源，用 電 子管 電 路卻 容易 實(shí)現(xiàn) ，并且性能相 當(dāng) 好。 當(dāng)時(shí) 采用的 電 真空器件是鎮(zhèn) 流管，優(yōu)于 鎮(zhèn)流管有穩(wěn) 定 電 流的功能，所以有用于交流 電 路，常被用 來穩(wěn) 定 電 子管的燈絲 電 流。以 滿 足技 術(shù)發(fā) 展的 實(shí)際 需要。 數(shù) 控直流恒流源與 傳統(tǒng)穩(wěn)壓電 流源相比，具有操作方便、 輸 出 電流穩(wěn)定度高的特 點(diǎn) 。 隨著 技 術(shù)的發(fā) 展， 對 恒流 電 流源的 穩(wěn) 定性、精度等要求越 來 越高，而 傳統(tǒng) 的模 擬 恒流源由于模 擬電 路的復(fù) 雜 性， 將 越 來 越 難滿 足高 穩(wěn) 定性的 應(yīng) 用 場 合。 當(dāng) 今社 會(huì) ， 數(shù) 控恒 壓 技 術(shù) 已 經(jīng) 很成熟，但是恒流方面特 別是 數(shù) 控恒流的技 術(shù) 才 剛剛 起步有待 發(fā) 展，高性能的 數(shù) 控恒流器件的 開發(fā)和應(yīng) 用存在巨大的發(fā) 展空 間 。性能好的 電 子 設(shè)備 ，首先離不 開穩(wěn) 定的 電 源， 電 源穩(wěn) 定度越高， 設(shè)備 和外 圍條 件越優(yōu)越，那么 設(shè)備 的 壽命 更 長 。 致 謝 ...................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iv 第五章 總結(jié) .......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 按鍵部分流程圖 ....................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu) .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 鍵盤電路設(shè)計(jì) .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電流檢測電路設(shè)計(jì) .................................................................................................... 20 電流檢測原理介紹 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 恒流源電路設(shè)計(jì) .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 主電源 ....................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................................................... 11 主控電路設(shè)計(jì) .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 鍵盤 ........................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 D/A 和 A/D 轉(zhuǎn)換器的選取 ....................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 主控器 ................................................................................................................... 5 供電電源 ................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第二章 方案論證 ................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 課題的主要內(nèi)容 .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 集成電路恒流源的出現(xiàn)和種類 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電真空器件恒流源的誕生 ..................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞 ：直流 電 流源； 單 片機(jī)； 壓 控 電 流源 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ii ABSTRACT In this system the DC source is center and 89S52 version single chip microputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard which step level reaches 1mA, while the real output current and the set value can be displayed by LCD.