数控直流

合集下载

数控直流电源--开题报告毕业设计

浙江师范大学本科毕业设计(论文)开题报告三、研究的内容及可行性分析课题研究内容：1．设计一款稳定性好、精度高、输出可预置的直流电流源。

2. 数控直流电流源设计的具体参数要求：（1）输出电流范围：20mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值小于等于给定值的1％+10 mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；（5）纹波电流≤2mA；课题可行性分析本课题准备采用AT89C52作为数控直流电流源的控制核心, 为了实现电流设置、控制、输出、测量和显示。

该数控直流电流源由电流源模块、测量模块、数控模块、显示模块构成。

电流源模准备块采用集成运放和大功率复合管构成的闭环电压深度负反馈电路。

测量模块准备由双积分型高精度A/D来测量取样电阻上的电压值进而转化为电流值来完成。

数控模块准备以单片机为核心控制高精度D/A的输出电压送入电流源模块，可完成对输出电流的小步进控制。

通过键盘输入给定值，由D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，经D/A输出电压作为恒流源的参考电压，用中文液晶显示输出。

本设计的系统原理框图如图1所示。

图1 系统原理框图采用AT89C52单片机作为整机的控制单元，通过改变D/A的输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电流的大小。

为了能够使系统具备检测实际输出电流值的大小，可以将电流通过取样电阻转换成电压，并经过A/D 转换器(MAX197)进行模/数转换，间接用单片机对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。

1. 键盘与显示电路使用单片机作为这一控制的核心，单片机与键盘相连，采用查询方式，由键盘控制输入电流，同时也由键盘进行控制其步进调整功能。

显示器LCD 选用1602B ，具有体积小、质量轻、功耗低等优点，单片机四条数据线与其相连，数据分两次传送；两条控制线E 、R/S 控制LCD 的显示。

基于单片机的数控直流稳压电源设计

基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展，电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。

这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。

在各种电源类型中，直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点，被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。

传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计，但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。

本设计采用单片机作为控制核心，通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。

相比于传统的模拟电路设计，基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点：单片机具有强大的计算和处理能力，能够实现复杂的控制算法，从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能，具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计，降低成本，提高系统的可靠性。

本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。

我们将介绍电源的设计原理和基本组成，包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现，包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现，包括主程序、控制算法、显示程序等。

1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展，电力电子技术广泛应用于各个行业和领域，直流稳压电源作为其中的关键组成部分，其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。

传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现，其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低，难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。

开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。

数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术，实现了对电源输出电压和电流的精确控制。

它可以根据实际需求，通过编程灵活调整输出电压和电流的大小，提高了电源的适应性和灵活性。

同时，数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能，有效提高了电源的安全性和可靠性。

数控直流电压源的设计

数控直流电压源的设计、制作与调试范小虎一、引言：数控直流电压源是与普通直流电压源相比，具有输出电压不连续变化的特点并且能由数码管显示，可以由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减输出电压。

本例设计的电压源输出电压的范围：0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV，除具有以上显示控制功能外还能实现输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变），以及通过接入单稳态电路，可以克服按键抖动引起的误动作，运用计数器的反馈清零接法，起到防止误操作的作用。

二、设计任务及要求:基本原理框图：1、基本要求：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。

2．发挥部分：（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）三、方案的设计与选择数控部分的设计:将“＋”、“－”信号接入CD4013单稳态电路，克服按键抖动引起的误操作，方波信号可用CD4060产生,利用CD4011及4069实现对CD192“＋”、“－”计数的选通，然后通过CD4511译码后送入数码管显示。

（数控部分也可用单片机实现）D/A转换的设计：方案一：采用7805构成直流电源采用7805构成直流电源的电路如图所示，改变RP阻值使7805的公共端的电压在-5V到4.9V之间可调，则7805的输出端电压就可实现-0V－+9.9V之间可调了。

这种方案是利用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。

但存在不好数控的问题。

方案二：采用7805与运放结合构成直流电源将2位BCD码的数字信号变换为模拟电压，可以采用集成D/A转换器(如DAC0832),也可采用分立的变形权电阻及运算放大器构成D/A。

数控直流电源设计

数控直流电源设计(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数控直流稳压电源 1)输出电压：范围0~+，步进，纹波不大于8mV。

2）输出电流：500mA。

3）输出电压值用数码管LED显示。

4）用+、—两键分别控制输出电压的步进增减。

5）为实现上述几个部件工作，自制一台稳压直流电源，输出+ 、-15V、+5V。

发挥部分：1）输出电压可预置在0~之间的任何一个值。

2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进不变）。

3）扩展输出电压种类（如三角波等）。

#include <>#include <>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DataPort P2sbit LCM_RS=P1^5;sbit LCM_RW=P1^6;sbit LCM_EN=P1^7;sbit K1=P3^4;sbit K2=P3^2;sbit K3=P3^0;sfr P1ASF=0x9D;sfr ADC_CONTR = 0xbc;sfr ADC_RES = 0xbd;sfr ADC_RESL= 0xbe;void GET_AD_Result();void AD_init( );extern void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);extern void InitLcd();extern void DisplayoneChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char DData); extern void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar code *DData);unsigned char codedispcode[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39};unsigned char dispbuf[8]={0,0,16,0,0,16,0,0};uchar AD_value,key,Vd=60;unsigned char i,j,temp8,temp9,temp10,temp11;float tt=;uchar tt1=0,tt2=0,tt3=0,m=0;uchar code str0[]={"by "};0CK2K2K2设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。

数控直流稳压电源课程设计

绪论电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。

电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。

只有满足产品标准，才能够进入市场。

随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。

数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。

这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。

在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。

电源采用数字控制，具有以下明显优点:1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。

2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。

数控直流电压源的设计毕业设计好

数控直流电压源的设计摘要直流稳压电源的应用非常的广泛，质量优良的直流稳压电源才能满足电子现在的要求。

所以，直流稳压电源的设计颇为重要，特别是数控直流电压源。

本文主要介绍数控直流电压源的设计，将单片机数字控制技术，有机的融入直流稳压电源的设计中，就能设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源。

本文论述了一种基于基于A VR16单片机为核心控制的数控直流电压源的设计原理和实现方法，该电源具有电压可预置、可调整、输出的电压信号和预设电压信号可同时显示。

本系统主要包含LCD1602显示模块、4*4矩阵键盘模块、功率放大电路（推挽输出），和辅助电源+15V , -15V , +5V。

本文所设计的数控直流电压源与传统稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示。

数控直流电压源在研究单位、实验室、工业生产线等实际应用中有诸多优势，值得进一步学习和研究。

关键词：单片机数控LCD1602IAbstractThe application of dc voltage stabilizer very extensive, quality excellent dc voltage stabilizer can meet the requirements of electronic now, so, dc voltage stabilizer design are important, especially the numerical control dc voltage source this paper mainly introduces the numerical control dc voltage source design, be single chip microcomputer control technology digital, organic integration into the dc voltage stabilizer design, can design a high ratio of performance multi-function digital general dc voltage stabilizer This paper discusses the AVR16 based on single chip microcomputer as the core control based on the numerical control dc voltage source design principle and method, the power supply voltage preset with adjustable output voltage signal and the voltage signal can also shows that this system mainly include LCD1602 display module 4 * 4 matrix keyboard module power amplifier circuit (the push-pull output), and auxiliary power + 15V,-15 V, + 5 VThe design of the CNC dc voltage source and the traditional manostat, it is characterized by easy operation voltage stability high characteristic, the output voltage size using digital display numerical control dc voltage source research unit in laboratory of industrial production line, in practice, there are many advantages, deserves further study and researchKeywords: a single-chip microcomputer, numerical control, LCD1602目录摘要 .................................................................................................................I Abstrac t.........................................................................................................II 目录 .............................................................................................................. III 1 前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3课题研究方法 (2)2 数控直流电压源的方案介绍 (4)2.1数控直流电压源的方案论证 (4)2.2方案比较 (6)3 数控直流电压源的工作原理 (7)3.1整体电路框图 (7)3.2工作原理 (7)3.2.1内部A/D转换电路工作原理 (7)3.2.2电源电路 (9)3.3推挽输出电路工作电路图 (10)4 单元电路工作原理 (12)4.1时钟电路 (12)4.1.1时钟振荡电路图 (12)4.1.2时钟信号的产生 (12)4.2 复位电路 (13)4.3键盘接口电路 (14)4.3.1键盘电路 (14)4.3.2键盘电路工作原理 (14)4.4显示接口电路 (15)4.4.1 LCD1602引脚 (15)4.4.2显示电路原理图 (16)4.5 A/D转换前端电路 (16)4.6主要芯片介绍 (17)4.6.1单片机A Tmega16 (17)4.6.2 LM358 (23)4.6.3 LF356 (24)5 数控直流电压源的软件系统 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录1：元器件清单 (29)附录2：源程序清单 (33)1 前言1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。

数控直流电流源报告(硬件部分)

这是模电书（P454）上给出的一个电压—电流转换电路，功率器件采用功率集成运放OPA548T。当R1=R2=R3=R4时，流过负载端的电流 I=Uin/R0。图中R0必须采用大功率的电阻，且电阻随温度变化应该很小。 RL和Rs分别为负载电阻和康铜丝采样电阻。
这个电路结构很简单，但它的缺点就是电源的效率较低，有一部分功耗消耗在电阻R0上，这的效率较低，有一部分功耗消耗在电阻R0上，这无形之中就增加了供电电源的负担，特别是在大电流的时候，负载电路的功率几乎都由这1 电流的时候，负载电路的功率几乎都由这1片 OPA548T来提供，芯片发热很快，如果散热及相 OPA548T来提供，芯片发热很快，如果散热及相应的措施没有处理好的话，芯片就无法正常工作，导致负载电流波动较大。由于OPA548T自身就有2mv的偏置电流，这由于OPA548T自身就有2mv的偏置电流，这也给提高电流源的精度带来了一些困难。这个电路在20~200mA的范围内有较好的效这个电路在20~200mA的范围内有较好的效果，也即适用在小电流恒流源的场合，但是当电流大了之后，就很难正常工作。
二、系统整体方案论证：
1、压控恒流源模块
电压控制的电流源模块，可采用的方案有以下三种： ① 功率集成运放，如OPA501、OPA541、功率集成运放，如OPA501、OPA541、 OPA548、 OPA549等； OPA548、 OPA549等； ②采用电流串联负反馈机理构成恒流源。
③运放＋晶体三极管构成的电流放大；
方案二：采用电流串联负反馈机理构成恒流源。其原理图如下：
T2 !NPN R3 5 V1 15 T1 !NPN R1 300
IOP1 + R2 500m +
C1 10u

毕业设计：数控直流稳压电源设计

数控直流电流源设计摘要AVR 系列的单片机不仅具有良好的集成性能, 而且都具有在线编程接口, 其中的Mega 系列还具有JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、片内Flash、同步串行接口SPI; 多数AVR 单片机还内嵌了A/D 转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM 按时计数器等多种功能; AVR 单片机的I/O 接口具有很强的驱动能力, 灌入电流可直接驱动继电器、LCD 等元件, 从而省去驱动电路, 节约系统本钱。

关键词：直流稳压电源；AVR单片机；液晶显示。

一、前言数控电源是从80年代才真正的进展起来的，期间系统的电力电子理论开始成立。

在以后的一段时刻里，数控电源技术有了长足的进展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、靠得住性较差的缺点。

因此数控电源要紧的进展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的显现为精准数控电源的进展提供了有利的条件。

新的变换技术和操纵理论的不断进展，各类类型专用集成电路、数字信号处置器件的研制应用，到90年代，己显现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W 的数控电源。

从组成上，数控电源可分成器件、主电路与操纵等三部份。

电源采纳数字操纵，具有以下明显优势:1)易于采纳先进的操纵方式和智能操纵策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。

2)操纵灵活，系统升级方便，乃至能够在线修改操纵算法，而没必要改动硬件线路。

3)操纵系统的靠得住性提高，易于标准化，能够针对不同的系统(或不同型号的产品)，采纳统一的操纵板，而只是对操纵软件做一些调整即可。

二、系统功能系统电压调剂范围为0～12V，最大输出电流1A，具有过载和短路爱惜功能。

输出电压可用1602LCD液晶显示。

键盘设有6个键，复位键，步进增减1V两个键，步进增减0.1V两个键和确认键。

复位键用于启动参数设定状态（5V），步进增减键用于设定参数数值，确认键用于确认输出设定值[2,3].电源开机设定电压输出默许值为5V。

数控直流电源设计方案

１设计总体思路
综合考虑模拟和数字系统的优点，本系统在设计中采用单片机预置和运算器比较调整相结合的方法，高了系统的精度和可控性。系统的提原理图如图１所示。
图１数控直流电源系统原理图系统通过变压器将２０２０２ — ４Ｖ，５Ｈ的交流电压转换为１Ｖ０ｚ８左右的电压，通过桥式全波整流，大电容滤波，接人电路。将已知阻值的康铜丝作为负载与负载串联，康铜丝上通过的电流便与输出电流值相同，这样，就可以得到相应的电压值。通过控制这个电压值，就可以达到控制输出电流的目的。具体的控制方法为：经过负载的电流经过康铜丝，得到一个电压值，该电压信号经过电压跟随器到达运算器。另一方面，根据所需电流值，测算出康铜丝两端的电压，单片机控制输出与之相等的正、负步进控制电压信号，／转换电路将数字信号转换为模拟信号接人运算经ＤＡ器。调整信号经过功率放大电路，到达负载。运用这种方法，就可以达到将输出电流稳定在所需值的目的。同时，出的数字量可以通过单片输机推动数码管显示出来。在电路中采用桥式全波整流，而且采用了大电容滤波，减小波纹失真，使电源输出稳定。
Ｊｃ。一ｔｆ
ｃＪＯＲ
ｄ＝一ｔ
“ｄｉｔ
上式表示，该电路的输出电压是输入电压的积分。因此，电路具有积分器的功能。
ｃ２一
４直流电源正负输出稳压电路
线性电源虽然简单，但是在整个系统中有非常重要的作用，电源的稳定性决定着整个系统的稳定性，所以要求电源输出稳定，波纹小。本电源采用桥式全波整流，大电容滤波，三端稳压器件稳压的方法，产生各种直流电源。

数控直流稳压电源原理

数控直流稳压电源原理
数控直流稳压电源是通过控制电流和电压的大小来稳定输出电流和电压的电源。

其主要原理包括：
1. 反馈控制原理：数控直流稳压电源中的反馈回路可以实时检测到输出电压和电流的变化，并将其反馈给控制电路，从而调节控制电路的输出。

这样就能保证输出电压和电流的稳定性。

2. 电压稳定原理：数控直流稳压电源中的电压稳定器通过采用电容和稳压管等电子元器件来将输入电压转换为稳定的直流输出电压。

3. 电流稳压原理：数控直流稳压电源中的电流稳压器采用二极管、晶体管、场效应管等元器件来实现对输出电流的稳定控制。

具体来说，当输出电流增加时，电流稳压器会减小输出电流，反之当输出电流降低时，则会增加输出电流。

4. 计算机控制原理：数控直流稳压电源可以通过计算机控制电路来实现更加精准和智能的稳压与调节功能，可以实现对电池充电、电子元器件测试、电机驱动等多种应用场景。

数控直流电源课程设计

简易数控直流电源摘要：随着时代的快速发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，本文将介绍一种数控直流稳压电源，本电源由模拟电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、放大电路四部分组成.准确说就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路用于显示电源输出电压的大小。

同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。

与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。

一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。

其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。

2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

三、系统组成与原理概述本文所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，原理方框组成图见图１。

它共由六部分组成。

输出电压的大小调节通过“＋”、“－”两键操作，控制可逆计数器分别作加、减计数，可逆计数器的二进制数字输出分两路运行：一路用于驱动数显电路，指示电源输出电压的大小值；另一路进入Ｄ／Ａ转换电路，Ｄ／Ａ转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后经过射极跟随器控制调整输出级输出所需的稳定电压。

为了实现上述几部分电路的正常工作，需另制±１５Ｖ和±５Ｖ的稳压直流电源及一组未经稳压的１２～１７Ｖ的直流电压。

四、分析1、电压输出范围0~9.9V,步长0.1V,共有100种状态,8位字长的D/A转换器具有256种状态,能满足要求。

数控直流稳压电源的设计和制作

数控直流稳压电源的设计与制作
任务书
——数控直流稳压电源
1.基本功能实现：
（1）可输出电压:范围1～５V,步进0.１Ｖ,纹波不大于1０mＶ。

（2）可输出电流: 150mA。

（3）可输出电压值由数码管显示。

（4）由“+”、“－”两键分别控制输出电压步进增减。

（5）为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源，输出输出±１5v,+5v。

2.扩展功能与创新:
（1）输出电压可预置在0~10v之间的任意一值。

（2）用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化。

（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

（4）扩展可输出电流：150ｍA。

（5）在扩展的基础上增加新的功能。

如与其他组雷同则不加分。

3.设计报告:
（1）开题报告:包括可行性分析,方案比较，方案的确定，系统方框图,经费预算,组内分工，进程安排等。

（2）理论方案书：具体的原理图，逻辑分析，理论计算，电路仿真结果等。

（3）验证方案及验证结果：包括验证方案的原理,采取的措施,实际验证的结果等
（4）设计总结:包括实践中出现的问题，解决方法，心得体会等。

（5）参考资料：包括采用的芯片，电路,参考书等。

摘要
随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。

任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。

特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源，以满足小型电子设备的用电需要。

本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开。

数控直流电流源

维普资讯
２００６年ｌ２月增刊
实
验
科学
与
技
术
数控直流电流源
黄开木” ，冯东，覃丽芳
（电子科技大学
成都
６０５）１０４
摘要：采用高性能单片机Ｃ０１００作为数控直流电流源的控制和测量核心，实现了电流８５１２７设置、控制、输出、测量和显示。采用Ｃ０１００内部的两路１８５Ｆ２２位ＤＣ电压输出，通过通道切Ａ换方式实现大电流和小电流的高精度指标要求；采用Ｃ０１００内部的ＡＤ实现负载电流的采８５Ｆ２／样。通过控制继电器选择合适的主电源电压，提高了电源效率。系统还通过保存电流设置值，实
ＡｇｔｌＣｏｔｏｒｃＤｉｉａｎｒｌＤｉｅｔＣｕｒｅｔＳｏｃｒｎｕｒｅ
ＨＵＮａｍ，ＦＮｏｇ，ＩｉａｇＡＧＫｉｕＥＧＤｎＱＮＬ—ｎ — ｆ（ｎｖｒｔｏｌｔｎｃＳｉｃｄＴｃｎｌｙｏＣｉａＣｅｇｕ６０５）Ｕｉｓｙｆｅｒｉｃｅｅａｅｈｏｇｆｈｎｈｎｄ１０４ｅｉＥｃｏｎｎｏＡｂｔａｔｈｓａｅｉｕｓｓｏｅｉｉｉｌｏｔｌｉｃＣｒｎｏｒｅ（ＣＣ）ｂｓｒｃ：ＴｉｐｐｒｓｓｅｗｔｄｓｎａＤｇ￣ｎｒｒｔｕｒｔｕｃＤＤＳｙｄｃｈｏｇＣｏＤｅｅＳ
ｔｅｐｏｅｏｄｖｌｇ，８ａｅｐｗｒｅｉｉｎｙＣｅｉｒｖｄｈｒｐｒｌａｏｔｅ０ｔｔｏｅｆｃｅｃａｂｏｅ．Ｍｏｅｖｒｈｅｓｓｅｃｔｒｅａｈｔｈｎｍｐｒｏｅ，ｔｙｔｍａｓｅｔｎｏｈｓｔｎａｕｆｅｃｒｅｔｅｔｇｖｅｏｕｎ．ｉｌｈｔ

基于单片机的数控直流恒流源的设计

基于单片机的数控直流恒流源的设计摘要恒流源,是一种能够向负载提供恒定电流的电源。

恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。

它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载,以提高放大倍数。

并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用。

本系统以恒流源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置恒流源的输出电流，并由液晶显示LCD( ZLG7289)显示出实际输出电流值和电流设定值。

本系统由单片机控制输出数字信号，经过D/A转换器（MAX532）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。

在通过键盘设定好需要输出电流值后，单片机对设定值按照一定的算法进行处理。

经D/A输出电压控制恒流源电路输出相应的电流值。

单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片AD7715，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源,在软件设计上采用增量式PID控制算法，即数字控制器的输出只是控制量的增量。

实际测试结果表明，本系统与传统稳压电流源相比，具有操作方便、输出电流稳定度高的特点。

该系统已基本达到预期的设计目标，具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单的特点，可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。

关键词：恒流源；单片机；PID控制算法The Design of DC Constant-Current Source NumericalControl Based on SCMABSTRACTThe constant current, is one kind can provide the constant current to the load the power source. Therefore the constant current application scope is widespread, and in many situations is essential. It both may provide the bias for each kind of amplifying circuit by to stabilize its static operating point, and may take its active load, enhances the enlargement factor. And in the differential motion amplifying circuit, the pulse produced in the electric circuit to obtain the widespread application.In this system the constant current source is center and AT89S52 version single chip microcomputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard .while the real output current and the set value can be displayed by LCD( ZLG7289). In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (MAX532), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, , is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. Using the keyboard to set the needed output current value, The SCM based on some specific algorithm to deal the certain settings for processing. Corresponding voltage output by the DAC output voltage-controlled current source circuit. On the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC (AD7715) finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed. This paper adopt incremental PID control algorithm in software design，namely the output of digital controller is just the increment of controlled variable. The test results have showed that this system, compared with the traditional regulated current source, has easy to operate and features high output current stability.This system armed comprehensive functionalities in the following aspects power suit, high credibility, simple circuit design. It can be used flexibly in the domain which in a demand of high-stable constant-current source with small power.Keywords:Constant-current source；SCM ；PID control arithmetic目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1本系统设计的内容和意义 (2)1.2设计研究现状和发展趋势 (2)1.2.1 研究现状 (2)1.2.2 发展趋势 (2)1.3本系统功能介绍 (3)第2章系统的总体设计 (4)2.1 方案比较 (4)2.2系统方案研究 (5)2.2.2 恒流源模块的设计 (5)2.2.2 单片机的主控制系统的设计 (5)2.3 系统总体设计与介绍 (5)2.3.1 单片机 (6)2.3.2 恒流源 (6)2.3.3 键盘 (6)2.3.4 显示 (6)2.3.5 A/D模数转换 (6)2.3.6 D/A数模转化 (7)第3章系统的硬件设计 (8)3.1 单片机功能介绍 (8)3.1.1 复位及时钟电路 (8)3.2恒流源模块的选择与设计 (9)3.2.1 恒流源介绍 (9)3.2.2 恒流源的选择 (11)3.3 键盘设计 (12)3.4显示器设计 (13)3.5 A/D模数转化的设计 (13)3.5.1 AD7715简介 (13)3.5.2 硬件电路设计 (17)3.6.D/A 模块设计 (17)3.6.1 MAX532简介 (17)3.6.2 硬件电路设计 (19)第4章系统的软件设计 (20)4.1 控制算法 (20)4.2 软件流程图 (21)4.2.1 主程序流程图 (21)4.2.2 显示中断子程序 (22)结论与展望 (24)致谢 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。