基于—atmega8(AVR)数控恒流源论文
基于单片机的高稳定数控恒流源的设计与实现
１系统原理介绍
设 计 的高精 度数 控恒流 源 ，由 电流 源模 块 、测量模块 、电源模块和数控模块构成 ，以 压控恒流源 为核 心，用 单片机控 制高精 度 Ｄ／ Ａ 输 出 的 电压 值 送 入 电流 源 模 块 ，可 完 成 对 输 出 电流 的精密控制 ，其 中电流源模块采用运算放 大器和大功率管构成 的自举反馈式 电路 ，稳定
出 电流 ， 形 成 一 个 闭 环 形 式 的 控 制 系统 ， 使 输 出 电 流 更 加 稳 定 ， 本 系统 已用于 恒流驱 动 的 “ 高性 能 数 控 安 培 力 教 学 演 示 仪 ” ， 取 得 了很 好 的预 期 效 果 。
回
三极管 Ｉ 。 Ｉ 。 ，所 以 电
位 串行模式的 Ａ／ Ｄ芯片 ，内置有 ２ ． ５ Ｖ基准源 ， 有效 的减少 了外 围电路及控制 引脚 ，提 高了系 统 的稳定性 。
输 出电流和增大输 出电阻，改进 了恒流特性 ，
实现高精度 的恒流输出 。
２硬件设计
２ ． １单 片机 系统 单 片机系统是该恒 流源 的核 心控制模块 ，
运 算 放 大 器 Ｕ１的 ６脚 与 三极 管 Ｏｌ的基 极 相 连， ２脚 与 Ｑｌ的 发 射 极 和 Ｒ５ 相 连 ，形 成 了一 个 小 电 流 恒 流 电 路， 电 流 Ｉ 。 ＝ Ｕ。 ｃ ／
，
时采 集输 出 电流模 拟量 ，经单 片 机 分析 处理 ， 实时动 态控 制其输
恒流 源是 能够 向 负载提供 恒 定 电流 的 电源 ，应 用 十分 广泛 ， 本文 介 绍一款 高稳 定 的数控 恒 流 源 的 设 计 与 实 现 该 恒 流 源 以 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２单 片机 为控 制 器， 通 过 键 盘设 置 恒 流 源 输 出 电 流
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现作者：夏桂书来源：《数字技术与应用》2013年第04期摘要：基于高性能恒流源在现代智能检测领域的广泛应用，论文设计了一种具有高精度和高稳定性的数控恒流源。
通过键盘输入设定输出电流值，由AT89C51编程实现控制和显示，利用DAC转换输出模拟电压，再由运放OPA340控制达林顿管TIP132输出电流。
反馈电阻上的电压值由A/D转换送至单片机处理，单片机再对输出电流进行实时调整，使电流更加稳定。
实测结果表明：本系统在输出电流为10mA～2000mA的范围内，绝对误差为1mA，在50mA以上输出时偏差小于1%，负载调整率优于0.1%。
关键词：数控恒流源单片机 OPA340 TIP132 DAC7512中图分类号：TM932 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0002-02电源技术作为一门工程技术，有着极强的实践性与广阔的应用领域[1]。
当今，电子设备被广泛应用于生活与工作中，而其供电电源质量也直接影响着电子设备的运行质量。
其中恒流源是指为负载提供恒定电流的电源，它被广泛用于精密测量、半导体器件性能测试、传感器供电、产生稳定磁场等，有着较为广阔的发展前景[2]。
本文使用AT89C51作为控制核心，使用软、硬件两种反馈调节方式，使其输出电流具有较高的准确性和稳定性。
1 系统原理介绍本设计可分为单片机系统部分、A/D转换电路、D/A转换电路、恒流电路等几部分组成。
AT89C51通过D/A转换芯片输出设置电流值对应的电压值[3]，经运放OPA340控制达林顿管TIP132输出电流。
电流反馈电阻上的电压值由A/D转换芯片交至单片机分析处理，单片机再对输出电流进行实时调整，使电流更加稳定[4]。
系统原理框图如图1所示。
2 硬件设计2.1 单片机系统单片机系统是该恒流源的核心模块，包括AT89C51单片机、振荡电路、复位电路等[5]。
主要负责读取键盘输入、电流值设设定、控制输出电流、控制LCD显示内容等。
基于单片机的数控直流恒流源的设计
插图清单
图2-1系统框图........................................................................................................................5
The 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.
图3-11键盘与单片机的接口电路........................................................................................20
数控恒流源的设计与制作毕业论文
编号题目：数控恒流源的设计与制作学院：物理与机电工程学院专业：电子信息科学与技术作者姓名：指导教师：职称：完成日期：2013 年月日二〇一三年六月目录河西学院本科生毕业论文（设计）诚信声明 ........................................................................................ 河西学院本科生毕业论文（设计）开题报告 ........................................................................................ 摘要 .................................................................................................................................................. Abstract..............................................................................................................................................1 绪论...............................................................................................................................................1.1恒流源的意义及研究价值....................................................................................................................1.2恒流源的发展历程................................................................................................................................1.2.1 电真空器件恒流源的诞生......................................................................................................1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类..................................................................................................1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类..............................................................................................1.3数控恒流源的研究现状和发展趋势....................................................................................................2 系统设计 .........................................................................................................................................2.1设计要求............................................................................................. 错误!未定义书签。
基于AVR单片机PWM功能的数控恒流源
随着电子技术的深入发展，各种智能仪器越...基于AVR单片机PWM功能的数控恒流源研制854减小字体增大字体作者：桂林电子科技大学梁坤胡鸿志来源：今日电子发布时间：2007-10-19 10:50:33随着电子技术的深入发展，各种智能仪器越来越多，涉及领域越来越广，而仪器对电源的要求也越来越高。
现今，电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。
然而绝大多数数控电源设计是通过高位数的A/D和D/A芯片来实现的，这虽然能获得较高的精度，但也使得成本大为增加。
本文介绍一种基于AVR单片机PWM功能的低成本高精度数控恒流源，能够精确实现0～2A恒流。
系统框图图1为系统的总体框图。
本系统通过小键盘和LCD实现人机交流，小键盘负责接收要实现的电流值，LCD 12864负责显示。
AVR单片机根据输入的电流值产生对应的PWM波，经过滤波和功放电路后对压控恒流元件进行控制，产生电流，电流再经过采样电阻到达负载。
同时，对采样电阻两端信号进行差分和放大，送入ADC。
单片机根据采集到的值调整PWM 输出，从而调整了输出电流。
如此反复，直到电流达到设定要求。
图1 数控恒流源系统框图模块介绍1 人机接口模块本模块包括小键盘电路和液晶显示电路。
键盘设计为3×4键盘，由数字键0～9，功能键“删除”及“确认”组成，采用反转法实现键值识别。
显示电路由带中文字库的LCD 12864构成，该液晶可以每行8个汉字显示4行。
由于这部分电路比较简单，在此不详述。
2 核心控制模块系统的核心控制模块为AVR单片机（ATMEGA 16L）。
主要使用了AVR的PWM功能和A/D功能。
AVR单片机片内有一个具有16位PWM功能的定时/计数器。
在普通模式下，计数器不停地累加，计到最大值（TOP=0xffff）后溢出，返回到最小值0x0000重新开始。
当启用PWM 功能即在单片机的快速PWM模式下，通过调整OCR1A的值可实现输出PWM波的占空比变化。
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现数控恒流源是一种功能比较强大的电子元器件。
它能够为其他电子元器件提供稳定的电流输出，这对很多电子设备的正常运行起到了重要的保障作用。
在工业生产领域，尤其是半导体、电路板等领域，数控恒流源的应用相当广泛。
在本文中，我将介绍一种基于单片机的高性能数控恒流源，让我们一起来看看吧。
一、设计原理该数控恒流源主要由单片机、操作界面、甄别功放和恒流稳压器四部分组成。
单片机和操作界面相连，利用程序控制电流的大小，同时可以显示电流大小和一些操作信息。
甄别功放是用来放大输出电流的，而恒流稳压器则是保证输出电流的稳定性。
二、具体实现1. 单片机电路在本设计中，我们选择了AVR单片机，主要是因为其性价比高以及易于编程的特点。
使用单片机所需的周边电路如晶振、电源电路等，这里就不再赘述。
2. 操作界面我们选择了一个12864的液晶显示器，以及四个按键，分别为上、下、左、右。
通过这些按键来选择电流大小和操作模式等。
3. 甄别功放甄别功放主要是用来放大输出电流的，我们选择了OPA548T 作为甄别功放。
其最大音量及输出功率分别为24V和200W，应该足够满足在工业生产领域的需求。
4. 恒流稳压器稳压芯片使用的是LM317，它可以输出1.2V至37V的电压，并可以有一个电流稳定的输出。
在本设计中，我们将其设置为输出1A的电流。
并用一个调节电阻来实现输出电流的调节。
三、总结本文介绍了一种基于单片机的高性能数控恒流源。
它具有功能强大、精度高、控制方便等优点。
在工业生产领域中，它有着广泛的应用。
希望本文能够对大家在这一领域里的设计和实现提供一些启示和帮助。
基于单片机的数控恒流源设计精编WORD版
基于单片机的数控恒流源设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】本科毕业论文（设计）题目（中文）基于单片机的数控恒流源设计（英文）Design of constant current voltage source based on SCM 完成日期 2016 年 4 月摘要恒流源是一种高精度的电源，具有响应速度快，恒流精度高，能长期稳定工作，适合各种性质负载等优点，而具有了越来越广泛的应用。
本文主要论述了一种基于51单片机为控制核心的数控直流源的设计与实现。
本电源具有可预设电流，电流步进，显示电流的功能。
主要由单片机控制模块、键盘输入模块、A/D转换模块、恒流源模块、D/A转换模块和显示模块六部分组成。
系统由单片机设定预置电流信号，经过D/A转换器TLC5615输出模拟电压信号，该信号控制达林顿管的基极，使其集电极输出相应的电流。
再通过A/D转换芯片，实时把采样电路上的模拟信号转换成数字信号，形成反馈，显示出实际的输出电流。
关键词：压控恒流源；单片机；数控电源AbstractConstant current source is a kind of common power source with highprecision with fast response, high precision of constant current. It can alsowork stably for a long time and has various properties of the load. So now itis used more and more widely. This paper mainly discusses the design andimplementation of a digital constant current source based on 51 MCU as the control core of the system. The power supply has a preset current, current step, current display function. It has 6 parts: Control module, keyboard input module, A/D transform module, D /A transform module , display module and constant current source module. The current signal set by the SCM. Then it through D / A converter TLC5615 , which output to the voltage analog signal and control the Darlington tube base, and output the corresponding current. Finally through the A/D conversion chip, real-time sampling circuit analog signal is converted into digital quantity, feedback form, show the actual output current.Keywords: voltage controlled constant current source; single chip microcomputer; digital power supply目录上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明 (I)上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表 (II)上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)1 前言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 基本原理与方案对比 (2)2.1 总体框图 (2)2.2 恒流源方案对比 (3)2.2.1 晶体管恒流源 (3)2.2.2 场效应管恒流源 (4)2.2.3 集成电路恒流源 (5)2.2.4 总结………………………………………………………………………5 2.3 单片机简介 (6)2.4 液晶显示屏简介 (8)2.5 数模转换芯片 (9)2.6 模数转换芯片 (9)3 各模块实现 (10)3.1 键盘模块 (10)3.2 液晶显示模块 (11)3.3 D/A转换模块 (12)3.4 A/D转换模块 (12)3.5 恒流源模块 (13)3.6 电路整体工作原理 (14)4 系统软件实现 (15)4.1 综述 (15)4.2 键盘输入流程图 (16)4.3 A/D转换流程图 (17)4.4 D/A转换流程图 (18)4.5 液晶显示流程图 (19)5 整体测试与分析 (20)6 总结与展望 (22)参考文献 (23)附录A 仿真原理图 (24)附录B 程序部分 (25)1 前言1.1 研究背景及意义随着电子技术的发展，我们身边出现了越来越多的智能化数字化的精密电子设备，消费者在关注设备的性能、价格、功能、设计的同时，设备的质量和稳定性越来越成为人们关注的重点。
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
换送至 单片机 处理 ， 单 片机 再对输 出电流进行 实时调整， 使 电流更加稳 定。 实测结果表 明： 本 系统在输 出电流 为１ ０ ｍ Ａ～ ２ ０ ０ ０ ｍＡ 的范 围内， 绝对误 差 为
１ ｎ １ Ａ 。 在５ ０ ｍ Ａｖ Ｒ 上输 出时偏差 小于１ ％ ， 负载调 整率优 于０ ． １ ％。 关键 词 ： 数控 恒流 源 单 片机 ＯＰ Ａ ３ ４ ０ Ｔ Ｉ Ｐ １ ３ ２ Ｄ Ａ Ｃ ７ ５ １ ２ 中图分类 号： Ｔ Ｍ９ ３ ２ 文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ０ ２ — ０ ２
电源技术作为一门工程技术 ， 有着极强的实践性与广阔的应用 领域［ １ 】 。 当今 ， 电子 设 备被 广 泛应 用 于 生 活 与 工 作 中 ， 而其 供 电 电源 质量 也直接影响着 电子设备的运行质量 。 其 中恒流源是指为负载提 供恒定电流的 电源， 它被广泛用于精密测量 、 半导体器件性能测试、
２ ． ２恒 流 电路
本设计采用单 电源供 电的Ｏ Ｐ Ａ３ ４ ０ ＮＡ作为控制端 ， 使反馈端
图 ２ 恒 流 电路
图 ３ 软件 —● ， 女， 硕士 ， 高级 实验师， 主要从 事 电工电子技 术与 计算机应 用技 术教 学研 究工作 。
数控技术
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
夏 桂 书
（ 中国民 用航 空 飞行 学 院航 空工程 学院 四川 广汉 ６ １ ８ ３ ０ ７ ）
摘要 ： 基 于高性 能恒流 源在 现代 智能检 测领域 的广 泛应用 ， 论 文设计 了一种具 有 高精度 和 高稳 定性 的数控 恒流 源。 通过 键盘 输入设 定输 出电 流值。 由Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 编程 实现控制 和显示彳 Ｕ 用Ｄ Ａ Ｃ 转换输 出模拟 电压 ， 再由运放Ｏ Ｐ Ａ ３ ４ ０ 控制达林顿 管Ｔ Ｉ Ｐ １ ３ ２ 输 出电流。 反 馈 电阻上 的 电压值 由Ａ ／ Ｄ转
基于单片机的数控恒流源设计
摘要本系统以直流电流源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达1mA，并由液晶显示（LCD）显示出实际输出电流值和电流设定值。
本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（TLV5638）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，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的回馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。
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。
关键词：直流电流源；单片机；压控电流源ABSTRACTIn this system the DC source is center and 89S52 version single chip microcomputer (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. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (TLV5638), 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 ADC 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, 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. 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.KEY WORDS:DC Current Source；single chip microcomputer(SCM)；V oltage-controlled -current source目录第一章绪论 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的数控恒流源设计-----硬件设计(DOC)
经初步分析设计要求，得出总体电路由以下几部分组成：电源模块，MCI微
控制器、键盘、显示模块、D/A转换模块、恒流源模块、数据采集模块，以下就 各电路模块给出设计方案。
2.1MCU控制方案
采用单片机作为控制模块核心。单片机最小系统简单，容易制作PCB算术
功能强，软件编程灵活、 可以通过ISP方式将程序快速下载到芯片， 方便的实现 程序的更新，自由度大，较好的发挥C语言的灵活性，可用编程实现各种算法和 逻辑控制，同时其具有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。
方案二：采用串行D/A转换芯片
采用串行数/模转换芯片TLC561来构成D/A转换模块。TLC5618是带有缓冲基 准输入的双路12位数模转换器，通过CM0兼容的3线串行总线，可对TLC561釀现 数字控制。器件接收的用于编程的16位字的前4位产生数据的传送模式，后12位 产生模拟输出。输出电压为基准电压的两倍.且单调变化。数字输入端带有斯密
LCD具有轻薄短小，可视面积大，方便的显示汉字数字，分辨率高，抗干扰 能力强，功耗小，且设计简单等特点。但本系统的设计只需要显示电流的数值， 对其他的没有什么要求，故不采用本方案。
方案二：使用LED数码管显示。
由于LED数码管具有显示清晰、亮度高、使用电压低寿命长等特点，因此在 单片机应用系统中，通常使用它显示各种数字和字符。 在本系统的设计中，只需 要显示电流的数值，使用多位LED数码管能够满足要求，故采用LED数码管显示
“0”和“1”，开关的一端（列线）通过电阻接VCC,而接地是通过程序输出数 字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下， 键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。 两个并行口中，一个输 出扫描码，使按键 逐行动态接地，另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和 回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。其电
基于单片机的数控恒流源系统设计
源， 会 影 响 整个 系统 的稳 定 性 ， 因此 采 用 独 立 电源 供 电 ， 该 电
定可靠 的电路及 闭环反馈控制等方法 ， 提高了恒流源输 出的
集电路 、 Ｄ Ａ Ｃ控制 电路 、 键盘 输入 电路 、 液晶显示 电路、 集成运放及 大功 率 ＭＯ Ｓ管等组成 。实验 结果表 明该 方法调 节简单方便 、 稳定可靠。 关键词 ： Ｐ Ｉ Ｃ单 片机 ；Ａ Ｄ Ｃ ；Ｄ Ａ Ｃ ；恒流 源
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ ６ ５ ９ ； Ｔ Ｐ ３ ６ ８ ． １ ２ 文献标识码 ： Ａ
摘 要： 主要介绍 了一种 高稳定性恒流源 系统的设计方案 ， 该 系统在 负载为 １ ｎ ～１ ５ Ｑ时， 恒流输 出可调 范 围 ０ Ａ一１ Ａ， 且恒流源电流可以在 该范围 内任 意设 定 ， 精度为 ４ － ３ ｍ Ａ。该 恒流 源系统主要 由 Ｐ Ｉ Ｃ单片机电路 、 Ａ Ｄ Ｃ采
源采用带 回路端 的 ２ ４ Ｖ 电源 ， 这就使 得控 制 电路 的供 电与
恒流源供 电相互独立 ， 互 不影 响。
有较高 的性 能和较低 的成 本 ， 是首选的小型控制系统核心 控 制 芯片。该系统利 用单片 机将 电流控制 值及设 定值 通过换
算 转换 成 Ｄ Ａ Ｃ的输 出 ， 该 输 出通 过恒 流源驱 动 电路 实现 对 电流控 制。输 出电流经 采集放 大后 ， 送至 Ａ Ｄ Ｃ并反 馈到 单 片机控制系统中 ， 在单片机 中通过补偿运算调整恒流源 电流
稳 定 性 和可 控 性 。
１ 恒 流源 系统 的组成
高精度数控恒流源的设计与实现
高精度数控恒流源的设计与实现宋林桂【摘要】为了满足可调温无纺布热切割机对恒流源的需求,文章阐述了一种基于单片机的高精度数控恒流源的设计和实现方法.该电源以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础,以AT89S52单片机为控制核实现数字化控制.为实现高精度要求,在数控部分中,要采用12位高精度数字模拟转换器(Digital Analog Converter,DAC)芯片TLV5616控制压控恒流源的输出电流,并利用16位高精度模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)芯片ADS1115测量输出电流.文章采用矩阵键盘设定电流输出值,采用LCD12864液晶屏显示设定的电流和负载两端电压值.测试结果表明,本恒流源在20 ～2000mA输出电流时,输出电流与给定值误差小于5mA.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】3页(P59-60,76)【关键词】AT89S52;恒流源;ADS1115;TLV5616【作者】宋林桂【作者单位】苏州健雄职业技术学院电气工程学院,江苏太仓215411【正文语种】中文高精度恒流源是一种非常重要的特种电源，在现代科学研究和医疗、工业生产中得到了越来越广泛的应用。
传统的恒流源往往用电位器调节输出电流，其精度较差，且无法实现精确步进。
目前，恒流源已朝着数字化方向发展，多采用模数和数模转换器实现数字化控制，具有高精度、高稳定性等特点［1］。
该系统主要由电源模块、恒流源电路模块、负载模块、单片机最小系统模块、键盘显示模块、ADC电路模块和DAC电路模块、LCD12864液晶显示电路以及4×4矩阵键盘电路构成，系统结构如图1所示。
2.1 电源电路系统中使用到集成运算放大器，集成运算放大器供电使用正负电源。
如图2所示，为了减少系统输出的纹波系数，系统选用±12V变压器把市电降成低压，变压器变压后经过整流滤波得到正直流电源DC+和负直流电源DC-，正电源DC+和负电源DC-为集成运算放大器提供正负电源。
数控恒流源的设计与实现
数控恒流源的设计与实现数控恒流源是一种电子设备，它可以在恒定的电流范围内自动调节输出电流。
这种设备被广泛应用于电子、机械、光学、医疗等领域。
它具有精度高、效率高、可靠性强等优点。
下面，我们将详细讨论数控恒流源的设计与实现。
一、设计方案1.数控恒流源的工作原理数控恒流源的工作原理是利用电阻、电感和开关管等元件组成一个功率电路，通过对开关管的控制，来调节输出电流。
具体过程如下：①从外部输入一个控制信号。
②控制信号由微控制器或其他控制元件解码。
③解码器将控制信号转换为PWM信号。
④PWM信号控制开关管，使其按照一定的频率开闭。
⑤开关管在闭合瞬间，会将电源的电能存储在电感中。
⑥当开关管打开时，存储在电感中的电能会被释放，形成一定的输出电流。
（注：开关管的频率一般在几十KHz以上，这样可以减小开关管的体积，并提高效率。
）2.电路设计数控恒流源的电路设计需要考虑到以下因素：（1）电路的精度：为保证电路输出的电流精度，需要选择高精度的元件。
（2）电路的效率：在能满足精度要求的前提下，应尽量提高电路的效率，以减小体积和降低成本。
（3）电路的稳定性：电路需要在多种不同的工作条件下稳定地输出电流，因此需要在设计中考虑到各种因素的影响。
（4）电路的控制：为了保证电路的稳定和精度，需要采用数字控制技术，实现对电流的精确控制。
基于以上考虑，我们可以设计出如下电路：（1）控制电路：采用单片机或FPGA等数字控制芯片，实现对电路的精确控制。
（2）功率电路：由电源、电感、开关管、稳压电路等部分组成。
（3）反馈电路：通过反馈电路，实现对输出电流的精确测量和控制。
二、实现方法1.电路的制作电路的制作需要根据电路设计方案进行，选择合适的元件进行制作。
在制作的过程中需要注意以下几点：（1）元件的选取需要严格参照设计方案，要保证元件的精度、效率和稳定性。
（2）焊接需要仔细，避免焊接不牢固或损坏元件。
（3）在调试电路时，需要注意安全，避免电路损坏或对人身安全造成影响。
基于单片机控制的数控恒流源设计
２ ｏ ｌ ３． １ ３
当此压 控恒 流源 电路 的负 载阻值 在２ ９ — １ ０ ０ ０ ８ Ｑ之 间
时 ，我 们 可 以看 出 ：随输入 电压 变化 的 线性 情况 相 对较
好 ，随负载阻值输 出电流的变化非常微小。
图ｌ 双 毪但 况 糸 狁 明 兰 占 框 图
（ ３ ）键盘显示电路的原理 键 盘显示 电路 和单片机 的连接 电路图 ，只需要 读写就
１ 系统的结构 与原理
芯片 。利用 Ａ ／ Ｄ 采样处 理交 由Ｄ ／ Ａ 输 出，可 以在键 盘与电路 之 间进 行通信 ，而８ ２ ７ ９ 管理 键盘与 电路 ，使得处理器 的负
变 压整流 、单 片机控制 部分 、Ｄ ／ Ａ 与Ａ ／ Ｄ 转换 电路 、供 担减轻 ，单 片机 的 口线和时 间被 显示 电路 与键 盘过 多占用 电部分 、显示器 或键盘接 口电路 、恒 流源 电路 等 ，本数 控 的问题 ，也能够得到结局 。系统总体框 图 （ 如图 １ ）。
２ 系统硬 件的电路设计
（ １ ） 供 电和变压整 流
拟输出控制电压 ，然后 由功率三极管与运算其组成的电流反馈 系统实现输 出电流 的恒定 。
关键词 ：单片机 ；数控恒流源 ；模块化 ；运算放大器
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｎｓ ｔ ａ ｎｔ － ｃ ｕｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎｇ ｌ ｅ
１ ● ■ －
Ｃｎｌ ｐ ｍ ｉ ｃｒ ｏｃ ｏｍ Ｄｕｔ ｅｒ
Ｘ ｉ ｅ Ｈａ ｌ ｒ ｕ ｉ
（ Ｔ ｈ ｅ Ｃ ａ ｒ ｅ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ３ ６ ４ ０ ２ １ ）
基于AVR单片机的恒流源设计
0 引言智能阀门定位器以DCS 系统提供的4-20mA 电流信号作为工作电源，实现气动阀门开度控制。
在生产和调试过程中，需要使用高精度的可调恒流源代替DCS 系统给阀门定位器提供控制信号进行功能验证和测试。
为此，本文以压控恒流电路为基础，设计了基于AVR 单片机的低成本、高精度的数控恒流源。
该恒流源输出电流具有“+”、“-”步进调整功能，在0～20mA 范围内精确可调；使用LCD 模组中文显示，人机交互非常友好。
1 系统组成系统结构如图1所示，按照功能可分为V/I 转换模块、数控模块、稳压电源几个部分。
V/I 转换模块基于压控恒流的电路原理将电压基准信号转换成恒定电流输出，是本系统恒定电流的生成部分，决定着整个系统的精确性、稳定性和负载能力。
数控模块包含单片机最小系统、D/A 转换电路和人机交互电路，将设置的输出电流数值经过线性化比例换算后由D/A 转换电路输出对应的基准电压，进而对V/I 电路的输出进行控制，实现输出电流的可调和可视。
稳压电源主要是为V/I 转换、单片机最小系统等各电路模块提供高质量的工作电源。
2 硬件电路设计2.1 V/I 转换电路V/I 转换电路是本设计中的核心模块，如图2所示。
自恢复保险丝F1与TVS 管D1组成输出接口保护电路，防止静电或者用户错接高压而对恒流电路造成损坏。
共模电感L1滤除共模干扰，提高电路工作的可靠性。
运放U1A 组成比较放大电路，根据控制信号Vref 与电流反馈信号的差值，改变输出电压，控制三极管Q1调节输出电流的大小。
从图中可以看到，运放U1A 的输出反馈回路中既有负反馈又有正反馈，二者彼此平衡时，进入稳定工作状态。
为了提高运放高增益回路的稳定性，防止电路发生振荡，在反馈回路适当位置需要增加补偿网络，电容E1和C4便是起到相位补偿的作用。
该电路中，U2A 和U2B 是电压跟随器，起到缓冲和电流隔离的作用；U2A 可防止正反馈电路对输出电流分流而产生误差，U2B 可防止因V/I 转换电路对前级电路的影响而造成控制电压Vref 不稳定。
基于ATmega8的大功率直流电机控制系统设计与实现
基于ATmega8的大功率直流电机控制系统设计与实现
一、前言
直流电动机作为主要的机电能量转换的装置，广泛应用于各行各业。
随着计算机电子技术的迅猛发展，电动机的控制方法也发生了巨大的变化，模拟控制方法已基本被数字控制方法所取代。
本系统采用ATmega8单片机为核心
控制器，通过PWM波来控制H桥中MOSFET器件的导通和关断，把直流电
压变成电压脉冲列，控制电压脉冲的宽度或周期，将26V直流电变为交流电在在通过变压器将升压到180V在整流获得的，其中还将用PWM控制技术来控
制直流电动机的转速。
二、系统硬件设计
（一）系统工作原理
系统控制器主要采用的是ATmega8单片机为控制芯片。
通过霍尔传感
器检测电流，光电编码器对速度进行检测。
在通过单片机产生PWM波来控制
H桥的MOSFET，对MOSFET的驱动我们采用互补式的隔离脉冲变压器驱动。
将直流电逆变为交流电在通过变压器将26V的直流升压到180V的电压。
对电机的控制我们采用的是双闭环调速系统。
（二）主要硬件设计
1、双闭环控制器电路
根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，如果被调量发生偏差，整个系统就会自动产生纠正偏差的作用。
在本系统的设计中，采用比例积分调节算法，双闭环负反馈系统，分别为电流PI调节和转速PI调节算法。
通过程序计算出电流环输出电压值，将电枢电压值作为PWM波形占空比的设定值，AVR单片机输出PWM波形，为了防止反馈控制。
基于单片机的数控直流恒流源的设计毕业设计开题报告
基于单片机的数控直流恒流源的
设计毕业设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告
随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，现今社会产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源, 电源稳定度越高，外围条件越优越，那么设备的寿命更长。
基于此，人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切。
当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间，本文正是应社会发展的要求，研制出一种高性能的数控直流恒流源。
二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）
设计思路是：以单片机为主控制器，通过键盘来设定输出电流值，并由LCD显示电流设定值和实际输出值。
本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换输出模拟量，控制电流的变化。
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/电压转换后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数字量，再经单片机分析处理，通过数字量形式的
反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的恒流源。
系统整体框图如下所示：
三、设计（论文）的研究重点及难点: 设计的难点重点是：。
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摘要随着电子技术的深入发展，各种智能仪器越来越多，涉及领域越来越广，而仪器对电源的要求也越来越高。
根据主流应用需求，本文提出一种数控恒流源设计方案。
本设计方案采用AVR 8位高速嵌入式单片机ATmega8作为直流恒流源的控制、显示和输出电流检测核心，实现20mA到2000mA数控可调直流恒流源。
系统的显示部分采用LCD1602液晶显示屏实时显示设定电流值和实测电流值；输出电流控制采用10位串行D/A芯片TLC5615输出模拟量；电流测量采用低温漂大功率的水泥电阻取样电阻，利用ATmega8内部的10位A/D进行电流检测和监控。
硬件电路恒流部分的控制端采用多个精密运算放大器OP07接成闭环反馈控制形式，受控部分采用达林顿管进行扩流、精确输出设定电流。
电源部分采用大功率变压器供电，多级电容滤除纹波干扰；电源输出采用三端稳压芯片进行稳压，并且利用大功率达林顿管进行扩流以满足后级功率需求。
目次摘要 (I)目次 (II)前言 (1)第1章总体方案设计 (1)1.1 总体方案概述 (1)1.2系统设计框图 (2)1.3 ATmega8芯片简介 (2)主要特性 (2)第2章硬件的配置及功能的实现 (3)2.1电源模块的设计方案 (4)2.2恒流源模块的设计方案 (4)2.3电流采样电阻的设计方案 (4)2.4 控制模块的设计方案 (4)2.5 显示模块的设计方案 (5)2.6 详细硬件设计 (5)2.6.1电源电路的硬件设计 (5)2.6.2键盘、显示、D/A模块、控制部分硬件设计 (6)2.6.3恒流及采样电路的硬件设计 (6)第3章软件的配置及功能的实现 (7)主程序设计 (7)第4章系统测试 (11)结论 (11)心得 (11)致谢 (11)参考文献 (12)前言随着电子技术的深入发展，各种智能仪器越来越多，涉及领域越来越广，而仪器对电源的要求也越来越高。
现今，电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。
通常电子设备所使用的电源都是电压源，但是有些电子器件和设备需要电流源才能驱动，通常这些设备都是通信设备。
在工业上为了避免传输线路的电阻和电磁干扰，通常都采用电流源作为通信信号，而这个信号的稳定性直接关系到安全生产和设备的安全。
随着IC制造业的进步，当前的模拟芯片的精度越来越高，功耗却越来越低，在这种背景下，原本较难设计的模拟电路，现在也能很容易地实现，恒流源也是其中的一种。
电流源是当今电子工业上大量使用的一种电源，很多设备和器件需要电流源才能正常工作，比如半导体激光器，大功率LED等。
很多老的电流源电路都采用三极管等元器件搭建而成，采用这种三极管搭建的恒流源电路，精度低，还受到各种各样的干扰信号的影响，因此不可能应用到高精度仪器设备领域。
随着运算放大器设计技术与制造工艺的进步，运算放大器应用于高精度模拟电路成为一种普遍现象。
近几年来，随着单片机技术飞速发展，基于单片机数字控制技术应运而生。
单片机能够实现各种测试和控制功能，通常处于被控系统的核心地位，在控制方面单片机技术已经相当成熟。
在嵌入式微处理器无处不在的今天，仪器设备的数字化改造是一种必然趋势，同样地，各种电源也在朝着数字化、小型化、大功率化方向发展。
因此，本文提出一种将嵌入式微处理器和传统模拟电路相结合的数控电源设计方案。
通过本设计方案设计的数控恒流源预计达到以下技术指标：（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≤给定值的1％+10mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤5mA；（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；第1章总体方案设计1.1 总体方案概述本设计采用atmel公司8位高速嵌入式AVR单片机ATmega8作为恒流源的控制、显示和输出电流检测核心，实现了20mA到2000mA数控可调直流恒流源。
系统的显示部分采用LCD1602液晶显示屏实时显示设定电流值和实测电流值；输出电流控制采用D/A输出模拟量；电流测量采用低温漂大功率的水泥电阻作为取样电阻，利用ATmega8内部的10位A/D进行电流检测和监控。
硬件电路恒流部分的控制端采用多个精密运算放大器OP07接成闭环反馈控制形式，受控部分采用达林顿管进行扩流、精确输出设定电流。
电源部分采用大功率变压器供电，多级电容滤除纹波干扰；电源输出采用三端稳压芯片进行稳压，并且利用大功率达林顿管进行扩流以满足后级功率需求。
1.2系统设计框图1.3ATmega8芯片简介ATmega8 是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高档单片机。
在AVR 家族中，ATmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机MEGE系列的全部性能和特点。
但由于采用了小引脚封装（为DIP 28和TQFP/MLF32），所以其价格仅与低档单片机相当，再加上AVR单片机的系统内可编程特性，使得无需购买昂贵的仿真器和编程器也可进行单片机嵌入式系统的设计和开发，同时也为单片机的初学者提供了非常方便和简捷的学习开发环境。
ATmega8的这些特点，使其成为一款具有极高性能价格比的单片机，深受广大单片机用户的喜爱，在产品应用市场上极具竞争力，被很多家用电器厂商和仪器仪表行业看中，从而使ATmega8迅速进入大批量的应用领域。
ATmega系列单片机属于AVR中的高档产品，它承袭了AT90所具有的特点，并在AT90（如 AT9058515、AT9058535）的基础上，增加了更多的接口功能，而且在省电性能。
稳定性、抗干扰性以及灵活性方面考虑得更加周全和完善。
主要特性内部特点：·高性能、低功耗的8位AVR微处理器。
·先进的RISC 结构。
·130 条指令——大多数指令执行时间为单个时钟周期。
·32个8 位通用工作寄存器。
·全静态工作。
·工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS。
·只需两个时钟周期的硬件乘法器。
·非易失性程序和数据存储器。
·8K 字节的系统内可编程Flash。
·擦写寿命：10,000 次。
·具有独立锁定位的可选Boot代码区。
·通过片上Boot 程序实现系统内编程。
·真正的同时读写操作。
·512字节的EEPROM。
·1K字节的片内SRAM。
·可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密。
外设特点：·2个具有比较模式的带预分频器（ Separate Prescale）的 8位定时/计数器。
·1个带预分频器（SeParatPrescale），具有比较和捕获模式的 16位定时/计数器。
·1个具有独立振荡器的异步实时时钟（RTC）。
·3个PWM通道，可实现任意<16位、相位和频率可调的PWM脉宽调制输出。
·6通道 A/D转换（PDIP封装），4路10位A/D+2路8位A/D。
·1个I2C的串行接口，支持主/从、收/发四种工作方式，支持自动总线仲裁。
·1个可编程的串行USART接口，支持同步、异步以及多机通信自动地址识别。
·1个支持主/从（Master/Slave）、收/发的SPI同步串行接口。
·带片内RC振荡器的可编程看门狗定时器。
特殊的处理器特点·上电复位以及可编程的欠电压检测电路。
·内部集成了可选择频率（l/2/4/8MHZ）、可校准的RC振荡器。
·外部和内部的中断源18个。
·5种睡眠模式: 五种睡眠模式：空闲模式（Idle）、ADC噪声抑制模式（ADC Noise Reduction）、省电模式（Power－save）、掉电模式（Power－down）、待命模式（Standby）。
I/O 和封装·最多32个可编程I/O口，可任意定义I/O的输入/输出方向；输出时为推挽输出，驱动能力强，可直接驱动LED等大电流负载：输入口可定义为三态输入，可以设定带内部上拉电阻，省去外接上拉电阻。
·28脚PDIP封装，32脚TQFP封装和 32脚MLF封装。
第2章硬件的配置及功能的实现硬件设计一共分为三大工作模块：基于达林顿管扩流的电源部分、恒流控制电路部分和基于单片机的显示和控制部分。
电源部分包括大功率变压器、整流桥、滤波和稳压模块等；恒流控制电路部分包括多个精密运算放大器OP07接成闭环反馈控制模块、采样电阻取样电路部分等；单片机的显示和控制部分包括按键模块， D/A模块和液晶显示模块。
2.1电源模块的设计方案方案一：变压器输出，通过简单的整流滤波电路，加上3端稳压芯片，得到所需要工作电压，这种电路低电流时稳压性能比较好，但输出大电流时，管子发烫很严重，而且难以维持线性稳压特点，难以得到大电流的输出。
方案二：在方案一基础上加上达林顿管进行扩流，这种电路既利用了稳压集成块优秀的稳压性能，又能够比较大的电流输出，在一些高精度的线性稳压电源中被广泛采用。
由于本设计需要输出达到2000ma，这个电流已经相当的大，因此选用方案二。
2.2恒流源模块的设计方案方案一：晶体管恒流，这类恒流源以晶体三极管为主要组成器件 ,利用晶体三极管集电极电压变化对电流影响小。
并在电路中采用电流负反馈来提高输出电流之恒定性。
通常，还采用一定的温度补偿和稳压措施方案二：集成运放恒流，这类恒流源是普遍应用的高精度恒流源，使用元件普遍，易于搭建，并且容易调试，也可以通过电压来控制输出电流的大小，通过负反馈，使得电流更加稳定！由于本设计要实现可调的电流，并且要求精度较高，结合自己的知识水平，选用了方案二。
2.3电流采样电阻的设计方案方案一：采用康铜丝作为采样电阻，康锰铜电阻丝是电流测量中很常用取样电阻，其特点在于温度漂移量非常小，而且精度很高方案二：采用水泥电阻作为采样电阻，水泥电阻也是电流检测中常用的电阻，其特点是低温漂，功率大，但是精度不高由于康铜丝在市面上很难买到，并且本设计要求精度也不是特别高，因此选用了容易买到的水泥电阻作为采样电阻2.4控制模块的设计方案方案一：采用51系列单片机作为控制核心，51单片机是常用的单片机，它可以作为很多控制系统的核心，I/O口资源丰富，灵活性比较强，性价比也高，操作起来也简单。
方案二：采用ATmega8单片机作为控制核心，ATmega8单片机是具有有强大功能的8位微控制器，功耗低，它内部集成6路10位ADC，可以直接用于电流测量时的数据采集，以及数字控制输出；I/O口资源丰富，可以直接完成对键盘输入和显示输出的控制；存储空间大，驱动能力强，并且可以使用内部时钟。