【正文】 各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。 方案二：采 用單片機作為 整個系統(tǒng) 的控制單元，通過改變 DAC0832 的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電流的大小。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 3 第 2章 系統(tǒng)方案設計 系統(tǒng)總方案設計 系統(tǒng)總 方案選擇 方案一： 采用恒流二極管或者恒流三極管，進行整流，輸出穩(wěn)定電流。5mA，輸出電流可在 20mA~2021mA 范圍內任意設定 ， 因而可實際應用于需要高穩(wěn)定度小功率恒流源的領域。 當今社會，數(shù)控恒壓技術已經很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術才剛剛起步有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開發(fā)和應用存在巨大的發(fā) 展空間，本文正是應社會發(fā)展的要求，研制出一種高性能的數(shù)控直流恒流源。性能好的電子設備，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設備和外圍條件越優(yōu)越，那么設備的壽命更長。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單 、 不 好控制、可靠性低 、 干擾大、精度低且體積大、復雜度高。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 2 選題目的及意義 數(shù)控直流源是電子技術常用的儀器設備 ， 廣泛的應用于教學、工業(yè)和科研等領域，是電子實驗員 、 電子設計人員及電路開發(fā)部門進行實驗作和科學研究所不可缺少的電子儀器。 西安奧科公司生產的直流恒流源輸出功率在 30W 至 200KW 之間，電流值為3A5000A。如北京億良科技有限公司的 YL4001A 系列的精密數(shù)控直流電流源，電流輸出范圍可達 050mA，最大有效輸出電壓為 ，步進分辨率為 ,輸出電流準確度很高，為+/%即 +/100nA。而且和傳統(tǒng)可控硅電源相比 有 節(jié)電 20%30%的 節(jié)能優(yōu)勢，奠定了它將是未來大功率直流電源的首選。智能模塊電源采用電流型控制模式，集中式散熱技術， 實時多任務監(jiān)控，具有高效、高可靠、超低輻射，維護快捷等優(yōu)點，機箱結構緊湊，防腐與散熱也作了多方面的加強。并且，在當今科技快速發(fā)展過程中，模塊化是直流電源的發(fā)展趨勢，并聯(lián)運行是電源產品大容量化的一個有效手段，可以通過設計 N+1 冗余電源系統(tǒng)， 實現(xiàn)容量擴展，提高電源系統(tǒng)的可靠性、可用性，縮短維修、維護時間 ， 從而使企業(yè)產生更大的效益。 34 附錄 1 32 致謝 27 數(shù)據(jù)分析 27 系統(tǒng)調試 25 第 5 章 系統(tǒng) 測 試 及數(shù)據(jù)分析 23 鍵盤掃描程序設計 21 系統(tǒng)總程序設計 21 系統(tǒng)總程序設計 20 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 19 誤差 來源 分析 14 顯示模塊 11 A/D 轉換 原理 11 D/A 轉換 原理 10 A/D 及 D/A 轉換原理 10 鍵盤硬件設計 10 鍵盤 原理 7 單片機 小系統(tǒng) 3 恒流源方案選擇與設計 3 系統(tǒng) 總結構框圖 3 系統(tǒng)總方案選擇 3 系統(tǒng)總方案設計 2 主要研究內容 1 選題目的及意義 1 國內外研究現(xiàn)狀 1 概述 關鍵詞： 恒流源 ； 單片機 ； 穩(wěn)壓電源； A/D 轉換器； D/A 轉換器 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 II Design of Numerical Control Constant Current Source Abstract： The design is based on voltagecontrolled current source as the core, STC89C52 MCUbased controller, numerical control constant current source. The constant current source can set the output current value of the keyboard to automatically adjust the constant current output, maximum current up to 2021mA, the current step up to 10mA, and the set value and actual test values can be displayed in the digital control. System from the power supply to provide the required voltage and current values set keyboard。 系統(tǒng)由穩(wěn)壓電源提供 所需 電壓 和 鍵盤設定 的 電流值 ；系統(tǒng)具有實時反饋的功能， 其工作過程如下：采樣電阻的輸出電壓，經 A/D 轉換器轉換為數(shù)字信號，輸入單片機進行處理調控，單片機 處理后的 數(shù)字信號， 再 經 D/A 轉換器輸出模擬信號， 并由 信號放大器隔離放大，控制功率三極管基極電壓，從而輸 出 較 穩(wěn)定的電流。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 I 數(shù)控恒流源的設計 摘要： 本 設計 是 以壓控恒流源為核心， STC89C52 單片機為主控制器 的數(shù)控恒流源。該恒流源 可通過鍵盤設定輸出電流值 ， 自動調整恒流輸出， 最大電流可達 2021mA，步進 電流 可達 10mA，并且 設定值和實際測試值能夠在數(shù)碼管上顯示 。本系統(tǒng)適用于需要 穩(wěn)定性較高的小功率恒流源領域。 system with realtime feedback function, and its working process is as follows: sampling resistor output voltage, after A / D converter is converted to digital signals, input single chip processor control, microcontroller processed digital signal, and then the D / A converter output analog signals, amplified by the isolation signal amplifier, control the power transistor base voltage, and thus a more stable output current. This system is suitable for small power needs of high stability constant current source in the field. Key words: constant current source, SCM, regulated power supply, A / D converter, D / A Converter 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 III 目 錄 第 1 章 緒 論 2 第 2 章 系統(tǒng) 方案 設計 4 恒流源方案選擇 4 供電電源方案選擇 4 控制單元方案選擇 5 反饋系統(tǒng)方案選擇 5 性能 分析 及預期 效 果 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 7 單片機原理概述 7 單片機基本系統(tǒng) 8 單片機串口通信 9 鍵盤掃描 16 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 IV 供電 電源設計 18 恒 流源設計 18 恒流原理與電路設計 18 運算放大器電路 21 系統(tǒng) I/O 接口分配 21 系統(tǒng)子程序設計 23 D/A 轉換子程序 24 A/D 轉換子程序 24 顯示子程序設計 27 儀器儀表 27 軟硬件調 試 28 電壓測試 28 輸出電流測試 29 工作時間測試 29 負載測試 30 紋波電流測試 31 結論 33 參考文獻 35 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 1 第 1章 緒 論 概述 國內外 研究 現(xiàn)狀 早在 90 年代中，半導體產商就開發(fā)出了數(shù)控電源管理技術，如今隨著直流電源技術的飛速發(fā)展，整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機控制 ， 從而使直流電源智能化 ， 具有遙測、遙信、遙控 的三遙功能 , 基本實現(xiàn)了直流電源的無人值守。如：揚州鼎華公司近年來結合美國 Sorensen Amrel 等公司的先進技術，成功開發(fā)了單機最大功率 120KW 智能模塊電源，可以并聯(lián) 32 臺（可擴展到 64 臺），使最大輸出功率可以達到 7600kW 以上。它的應用將會克服大功率電源的制造、運輸及維修等困難。 國內的一些公司在數(shù)控恒流源研究和生產方面取得了很大的成就。輸出端高阻狀態(tài)下負載樣品兩端內部放電 ,避免樣品靜電損傷，內部輸出補償網絡 ， 可用于強電感性負載， 420mA 工業(yè)接口電流范圍位于同一量程 ,提高測量連續(xù)性， 4 位數(shù)碼管顯示 ,提供任何光照條件下的良好可讀性，前面板鍵盤操作 ,實現(xiàn)輸出電流的精確控制，小型機架安裝式設計 ,可組合為多路電流源系統(tǒng)。采用懸浮預穩(wěn)技術，具有穩(wěn)壓 CV和恒流 CC 等功能，有著固定電壓輸出、電流連續(xù)可調、可靠性高、穩(wěn)定性好、紋波小等優(yōu)點，不僅體 積小重量輕，而且效率高、外型美觀，工藝很先進。恒流源是模擬系統(tǒng)中廣泛使用的一種單元電路或測試平臺 ， 在實際工程中也有廣泛的用途 ， 是電導測量 、 開關電源 、 功放等場合不可替代的檢測設備。而整個穩(wěn)壓過程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四部 分組成。 隨著電子技術的發(fā)展，數(shù)字電路應用領域的擴展，現(xiàn)今社會，產品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢，設備的性能，價格，發(fā)展空間等備受人們的關注，尤其對電子設備的精密度和穩(wěn)定度最為關注。基于此，人們對數(shù)控恒定電流器 件的需求越來越迫切 。本數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，不隨負載和環(huán)境溫度變化，并具有很高的精度，輸出電流誤差范圍 177。 主要 設計 內容 (1) 利用單片機作為整個恒流源的控制單元，采用 C 語言實現(xiàn)程序設計； (2) 利用鍵盤輸入電流值，采用 LED 數(shù)碼管顯示電流值； (3) 輸出電流范圍 0~2021mA； (4) 完成硬件電路的設計和焊板，通過本次設計加深 對單片機課程和仿真工具的掌握及對仿真軟件的應用； (5) 實現(xiàn)與軟件聯(lián)調功能，通過本次設計將單片機軟硬件結合起來對程序進行編輯、校驗，鍛煉理論了聯(lián)系實際的能力； (6) 對輸出電流、步進電流及不同的負載電流進行相應的測試，并分析數(shù)據(jù)結果，對恒流源性能數(shù)據(jù)及誤差做出相應的結論 。這種方法精度比較高，但電路能實現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達到十幾毫安， 輸出電流過小 。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電流值的大小，可以將電流轉換成電壓，并經過 ADC0832 進行模數(shù)轉換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及顯示。 比較以上兩種方案的優(yōu)缺點，方案二簡潔、靈活、可擴展性好，能達到