基于51单片机恒压恒流源的设计

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基于单片机的数控恒流源电路的设计

基于单片机的数控恒流源电路的设计

基于单片机的数控恒流源电路的设计

方式,一种是根据工业应用的需求,通过A/D 采样获取控制信号,根据在

汇编程序中多次的数据实测,将固定的表格设计好,把控制数据通过查表给

D/A 输出,使恒流源单元所产生的对应稳定电流得到控制。利用手动输入的方式,对用户输入的理想电流值进行判断,然后根据查表,由D/A 来实现控制数据的输出,以此获得相应大小的电流,该功能还可以让电流的初值用户进行

预设。以上两种控制方法是不能同时起作用的,通过程序可以实现自动采样

和键盘这两种不同控制方式进行自动切换。在同时使用LED 交互显示时,为

A/D 采样控制时,输出电流的大小要实时显示;为键盘控制时,用户的输入状况则要显示。

参照输入电压和恒流源输出电流的关系来制表,而且可以将一些非线性问题在指标过程与予以修正。在制表的过程中由于还需要分写考虑到A/D

的应用情况和键盘输入初值有差别所造成的情况。以键盘初值为例来考虑:若

10ma 是用户输入的电流,1v 为其所对应的控制电压,(00110010)2=(50)10 为间接对应的8 位二进制数,那么(00110010)2 则为软件表中所对应的值。

A/D 采样控制与键盘方式基本一致,只是多了一个对采样值的判断。

5 软件程序的设计

首先对包括:8297 工作状态的初始化;自动采样控制标志位和标识键盘手动操作的初始化;中断初始化;一些用到的寄存器的初始化,整个系统进

行初始化。规定F0=1 时为A/D 采样控制,F0=0 时为键盘控制,初始写初始设定状态,此处为键盘的状态,LED 数码管显示为P,也是表示键盘状态,启动D/A 进行转换。并等待键盘按下,开始循环等待。当中还加入了一些如:

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

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。

基于单片机的数控恒流源设计

基于单片机的数控恒流源设计

基于单片机的数控恒流源设计

本文以基于单片机的数控恒流源设计为研究对象,针对数控恒流源设计中存在的问题,提出一种单片机控制的数控恒流源,以解决普通恒流源模块对负载变动敏感、性能稳定性较差的问题。先,本文分析了数控恒流源设计中产生的问题,并讨论了现有的解决方案,以推导出设计的可行性。其次,本文介绍了实施该设计的方法,包括单片机选择、负载检测以及恒流控制算法等。最后,本文对该设计进行了仿真,结果表明,该设计在反应时间、负载变化范围和控制精度方面具有较高的性能。

在当今的数控电路中,数控恒流源的应用越来越广泛,它的功能是提供恒定的电流,以保证整个电路的正常工作。然而,传统的数控恒流源模块存在一些问题,比如对负载变动的敏感性较高,性能稳定性较差,因此,如何有效解决这些问题,提高恒流源性能,成为当前研究的一个热点课题。针对这一问题,本文提出一种基于单片机的数控恒流源,以提高精度和稳定性,并简化设计过程。

首先,本文从数控恒流源设计的角度出发,分析了引起数控恒流源失效的因素,从而推导出设计的可行性。其次,本文介绍了实施该设计的方法,并详细描述了单片机选择、负载检测以及恒流控制算法等步骤。本文选用单片机AT89C52作为主控芯片,结合PID算法实现恒流控制,并采用数字采样手段实现负载检测。此外,本文还给出了恒流控制算法的完整流程,以便用户了解该设计的具体运行状况。最后,本文利用Simulink进行仿真,结果表明,该设计的最大反应时

间为1ms,负载变化范围是0-2A,控制精度达到1%,实现了数控恒流源的高效控制。

C8051FF330D单片机程控恒流源设计

C8051FF330D单片机程控恒流源设计

C8051FF330D单片机程控恒流源设计

设计概述:

C8051FF330D单片机程控恒流源是一种通过单片机控制的电流源,用

于对电路进行恒流驱动。该设计采用C8051FF330D单片机作为控制主控芯片,通过主控芯片控制外部电路的电流输出。设计中包括电流采样电路、

恒流驱动电路和主控芯片控制电路。

一、电流采样电路设计

电流采样电路用于采集被控电路的电流值,并将电流值转换为电压信号,供后续的主控芯片进行处理。电流采样电路的设计要求采集准确度高、波动小。一种常用的电流采样电路设计方案是使用电流互感器和运算放大器。电流互感器将被控电路的电流传感变为电压变化,运算放大器将电压

放大并转化为适合单片机ADC输入的电压范围。

二、恒流驱动电路设计

恒流驱动电路用于将主控芯片输出的数字信号转换成恒定的电流驱动

被控电路。设计中,可以使用二极管和电阻串联的方式实现电流的恒定驱动。通过改变电流采样电路采集到的电流值,主控芯片可以根据设计要求

来调整电阻的电压,进而变化电流。

三、主控芯片控制电路设计

主控芯片控制电路设计中,C8051FF330D单片机作为主控芯片,通过

控制IO口来实现对恒流驱动电路的控制。设计中,单片机需要采集电流值,并通过内部定时器,进行控制算法的运算,然后控制IO口输出相应

的数字信号,以实现对恒流驱动电路的控制。

四、软件设计

在主控芯片控制电路设计中,软件设计起到了至关重要的作用。主要

包括控制算法的设计、定时器的设置和IO口的控制。控制算法的设计中,可以根据实际需求采用PID控制或者其他的控制算法,根据电流采集到的

基于恒流源的测温电路设计

基于恒流源的测温电路设计

基于恒流源的测温电路设计

摘要

本文简要介绍了温度传感器测量温度的方法以及铂电阻Pt100的特性,在此基础上阐述了基于Pt100的温度测量系统设计。在本设计中,是以铂电阻Pt100作为温度传感器,采用恒流源测温的方法,通过单片机进行控制,用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。本设计采用了四线制铂电阻温度测量电路,通过对电路的设计,减小了测量电路及Pt100自身的误差,使测温精度在0℃~100℃范围内达到±0.1℃。本设计采用A T89S51单片机,ADC0801模数转换器,OP07运算放大器,铂电阻Pt100以及恒流源产生电路和4个数码管组成系统,通过Keil C51软件编写了相应的软件程序,并在Protues软件上绘制电路原理图并仿真,使其实现温度的测量并显示。该系统的特点是:使用简便、测量精确、稳定、可靠、测量范围大、使用对象广。

关键词:Pt100,温度测量,单片机

Design of temperature measuring circuit based on constant current

source

Electronic information science and technology 11-2 ZhangYu-Ming

Supervisor HuoHu

Abstract

This paper describes the method for measuring temperature based on temperature characteristics and characteristic of a Pt100 platinum resistance sensors. it elaborated temperature measurement system design based on Pt100. In this design, we using a Pt100 platinum resistance temperature sensor, using a constant current source method,controlled by the microcontroller, collect temperature signal acquisition by amplifier, A / D converter.This design adopts four wire platinum resistance temperature measurement circuit, through the design of the circuit, reduces the measuring circuit and Pt100’s own error, the temperature measurement accuracy within the range of 0 ℃ ~ 100 ℃ to + / - 0.1 ℃ .This design USES A T89S51, ADC0801 AD converter, OP07 amplifier, Pt100 platinum resistance and constant current source circuit and four digital compose system,the software program is written by Keil C51, and the schematic diagram of the circuit is drawn on the Protues, the realization of temperature measurement and display. The characteristics of the system is: use of simple, measuring accuracy, stable and reliable, large measuring range, wide using field.

基于单片机的数控恒流源设计

基于单片机的数控恒流源设计

基于单片机的数控恒流源设计

基于单片机的数控恒流源设计是指利用单片机控制程序实现数字恒流源。可以用于研究实验室中的电路测试,工厂自动化测试,航空电子测量,通讯等各种设备中对电流源做准确测量。数控恒流源有效控制了输出电流大小,从而使电路中恒流保持在规定的电流值。

基于单片机的数控恒流源的设计,首先要选择单片机,单片机的功能越强大,能控制的电流越精确,相应的性能越好,如常用的均为大功率晶体管 MOS6553,MOSFET等。然后确定电路,它拥有使能、放大两个部分,使能部分实现电流控制,当控制信号为高电平时,使能部分的电源开启,否则保持在空闲状态;放大部分实现电流的分配和调整,以此来调节输出的电流大小。完成电路设计之后,根据电路原理编写单片机控制程序,使之可以按照所要求的电流进行调节,最后实现电路的连接,做好容错措施,便可以完成数控恒流源的设计。

基于单片机的数控恒流源设计不仅易于操作,而且可以精确控制输出电流,具备稳定可靠的特性,是我们在实际应用中的绝对优势之一。

基于AT89C51单片机电池性能检测电路的设计

基于AT89C51单片机电池性能检测电路的设计

基于AT89C51单片机电池性能检测电路的设计

刘彦甲

【摘要】以AT89C51单片机为系统控制核心,采用恒流源和恒压源的控制电路对电池提供标准检测参数,并通过显示器和计时器显示的检测系统.该检测系统能检测智能手机电池的容量和充放电特性等,并直观显示所需数据和分析结果.

【期刊名称】《通信电源技术》

【年(卷),期】2019(036)004

【总页数】2页(P206-207)

【关键词】智能手机电池;充放电特性;单片机检测

【作者】刘彦甲

【作者单位】商丘工学院,河南商丘 476000

【正文语种】中文

1 智能手机电池特性参数

1.1 电池的分类

常用电池大致可分为6 V镍镉电池、6 V镍氢电池及3.6 V/7.2 V的锂离子电池。其中,锂离子电池因能量密度高、寿命长、放电能力弱及适应能力强等优势而广泛应用于智能手机。本文电路设计的检测对象为锂离子电池(锂电池)。电池容量是判断电池性能的重要指标,通常用C也就是电流对时间的积分表示,单位为mAh 或Ah。电池容量包括实际容量、额定容量和理论容量[1]。

智能手机电池一般采用恒电流放电,以电池放电时的工作电压为纵坐标,放电时间为横坐标,可反映出一条电压随时间变化的曲线,就是放电曲线。放电曲线充分反映了电池放电过程中电压变化快慢和容量变化。离子电池的内阻是电流流过电池内部时受到的电阻。电池在进行过放电保护测试、过充电保护测试及短路保护测试时,不产生爆炸、起烟及着火等现象。电池内阻是判断电池性能的重要根据。

1.2 电池的充放电性能

充电方式a:在温度为20±5 ℃的情况下,以0.2C恒流充电,当两端电压达到充

基于51单片机的电流测量系统设计[1]

基于51单片机的电流测量系统设计[1]

目录

1 前言 (1)

2 电流测量系统总体设计 (1)

3 电流测量系统硬件设计 (2)

3.1 转换电路设计 (2)

3.2 数据采集电路设计 (2)

3.3 数据显示电路设计 (4)

4 电流测量系统子程序设计 (6)

4.1 AD转换和数据采集程序设计 (6)

4.2 16进制转换为BCD码程序设计 (8)

4.3 字形查表程序设计 (10)

I2通信程序设计 (11)

4.4 C

5 电流测量系统性能分析及调试 (13)

6 设计心得 (14)

参考文献 (15)

附录一电流测量系统总体电路设计 (15)

附录二电流测量系统设计总程序 (17)

1 前言

单片机微型计算机简称单片机,又称为微控制器(MCU),它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色,在各种嵌入式应用领域独占鳌头。51系列单片机是目前国内应用最广泛的一种8位单片机之一。

作为一位工科信息类专业的学生,在学过51单片机原理之后很有必要用实践来巩固理论知识的学习。通过理解51单片机原理、焊接51单片机硬件、弄懂与之相匹配的外围连接芯片和电路、熟悉使用Keil uVision3编程器和STC_ISP_V3.1下载器、编程调试实现任务要求、撰写设计报告等一系列工作的完成锻炼实际动手能力。

STC89C51开发板使用通用异步串口、USB供电线;支持串口下载和单步调试;带有ZLG7290B,IIC总线通信的键盘扫描和数码管显示芯片,自带8M晶振,最多可扫描64个键盘和8个数码管;8位LED灯接P1口;TLC549,8位串行A/D;TLC5615,10位串行D/A。可做中断、定时、串口通信、流水灯、数码显示等单片机基本实验,也可以进行数据采集、制作波形发生器、制作电子钟等多项扩展实验。

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路是一种常用的电子电路设计,用于控制电流的稳定输出。它在各种电子设备中广泛应用,例如LED照明、电动车充电器等。本文将介绍单片机恒流源电路的工作原理、设计方法和应用领域。

一、工作原理

单片机恒流源电路的主要原理是通过单片机控制电流源的输出电流,使其保持恒定。具体来说,它通过对电流源的电流进行反馈控制,实现对输出电流的精确调节。一般情况下,单片机通过比较输入电流和设定电流的大小,控制电流源的导通和截止,从而实现电流的稳定输出。

二、设计方法

设计单片机恒流源电路时,需要考虑以下几个方面:电流源的选择、反馈电路的设计和单片机程序的编写。

1. 电流源的选择:常见的电流源包括二极管、晶体管和集成电路等。选择合适的电流源需要考虑到输出电流的范围和精度要求。

2. 反馈电路的设计:反馈电路主要用于检测输出电流并将其反馈到单片机。常用的反馈电路包括电流采样电阻、差动放大器和比较器等。设计反馈电路时需要考虑电流采样的准确性和响应速度。

3. 单片机程序的编写:编写单片机程序需要根据具体的芯片型号和开发环境。主要包括对输入电流的采样、与设定电流进行比较和控制电流源的开关等。

三、应用领域

单片机恒流源电路在各种电子设备中都有广泛应用。以下是几个常见的应用领域:

1. LED照明:LED是一种常见的照明光源,但它的亮度和寿命很大程度上取决于电流的稳定性。通过使用单片机恒流源电路可以实现对LED驱动电流的精确控制,从而提高LED的亮度和寿命。

2. 电动车充电器:电动车充电器需要提供稳定的充电电流,以保证电池的安全充电。单片机恒流源电路可以实现对充电电流的精确控制,从而提高电池的充电效率和寿命。

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路是一种常见的电子电路,用于控制电流的大小保持恒定。它在许多应用中都扮演着重要的角色,比如电池充电、发光二极管(LED)驱动和电阻等。本文将介绍单片机恒流源电路的原理、设计和应用。

一、原理

单片机恒流源电路的原理是通过负反馈控制电流的大小。它由一个电流传感器、一个运算放大器和一个功率放大器组成。电流传感器用于检测电流的大小,运算放大器用于比较检测到的电流与设定的目标电流,功率放大器用于根据比较结果来调节输出电流。

二、设计

单片机恒流源电路的设计需要考虑多个因素,包括电流范围、精度要求和稳定性。首先,确定所需的电流范围,即电流的最大和最小值。然后,选择适当的电流传感器和运算放大器,以满足所需的精度要求。最后,设计功率放大器的控制电路,使其能够根据比较结果来调节输出电流。

三、应用

单片机恒流源电路在许多应用中都有广泛的应用。以下是一些常见的应用示例:

1. 电池充电:单片机恒流源电路可以用于控制电池的充电电流,以

避免过充或过放。通过监测电池电流并根据需要调节充电电流,可以保证电池的安全充电。

2. LED驱动:单片机恒流源电路可以用于驱动LED,以保持恒定的亮度。通过监测LED电流并根据需要调节驱动电流,可以确保LED 的稳定亮度。

3. 电阻:单片机恒流源电路可以用于测试电阻的阻值。通过控制电流的大小并测量电压,可以计算出电阻的阻值。

四、总结

单片机恒流源电路是一种常见的电子电路,广泛应用于电池充电、LED驱动和电阻测试等领域。它通过负反馈控制电流的大小,使其能够保持恒定。设计单片机恒流源电路需要考虑电流范围、精度要求和稳定性等因素。通过合理设计和应用,单片机恒流源电路能够实现各种电流控制和测量需求。

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路

单片机恒流源电路是一种常用的电子电路,用于实现对电路中负载电流的精确控制。它广泛应用于各种电子设备中,如LED照明、电池充电等领域。本文将详细介绍单片机恒流源电路的原理、设计和应用。

一、原理

单片机恒流源电路的原理基于负反馈控制,通过对负载电流进行精确测量和比较,实现对电流的精确控制。其基本原理如下:

1.1 电流传感器

恒流源电路中,需要使用电流传感器来实时测量电路中的负载电流。常用的电流传感器有电流互感器和电流传感器芯片。电流互感器通过电感耦合的方式,将电流转化为电压信号进行测量;而电流传感器芯片则通过霍尔效应或电阻分压等原理进行测量。根据应用需求选择合适的电流传感器是恒流源电路设计的重要一步。

1.2 参考电压源

恒流源电路中,需要使用稳定的参考电压源作为电流控制的基准。常见的参考电压源有基准电压源芯片、电阻分压电路等。参考电压源的稳定性和精确度直接影响到恒流源电路的性能。

1.3 控制回路

恒流源电路的控制回路是实现电流控制的核心。通常使用单片机来

实现对电流的精确控制。单片机通过采样电流传感器输出的电压信号,与参考电压进行比较,然后根据比较结果调整PWM信号的占空比,从而控制功率放大器的输出电压和电流。

二、设计

单片机恒流源电路的设计需要考虑以下几个方面:

2.1 电流传感器的选择

根据实际应用需求选择合适的电流传感器,考虑其测量范围、精确度和响应时间等参数。

2.2 参考电压源的设计

选择合适的参考电压源芯片或设计合理的电阻分压电路,以提供稳定、精确的参考电压。

2.3 控制回路的设计

基于单片机的数控恒流源设计

基于单片机的数控恒流源设计

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a

(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

Abstract

Constant current source is a kind of common power source with high precision with fast response, high precision of constant current. It can also work stably for a long time and has various properties of the load. So now it is used more and more widely. This paper mainly discusses the design and implementation of a digital constant current source based on

基于51单片机的恒流源

基于51单片机的恒流源

数字显示恒流源设计

1.实验要求:

输出电流0~0.5A可调,开关或按键控制,能调整输出5种不同的电流值并显示。用2个或更多的LED显示电流值。要求带50欧姆的负载测量。

2.实验仿真图:

3.实验程序:

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar code tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

uchar code tab1[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};

sbit OE = P1^0;

sbit EOC = P1^1;

sbit ST = P1^2;

sbit CLK = P1^3;

void delay1(void)

{

int k;

for(k=0;k<500 ;k++);

}

void display(int k)

{

P3=0xf7;

P2=~tab1[k/100];

delay1();

// P3=0XFF;

P3=0xfb;

P2=tab[k%100/10];

delay1();

// P3=0XFF;

P3=0xfd;

P2=tab[k%10];

delay1();

// P3=0XFF;

}

void init_adc0809(void) {

TMOD = 0x02;

TH0 = 0x14;

TL0 = 0x00;

IE = 0x82;

TR0 = 1;

P0=0XFF;

}

void main()

基于单片机控制的恒流源的设计

基于单片机控制的恒流源的设计

基于单片机控制的恒流源的设计

一、恒流源的原理

恒流源是一种能够输出稳定电流的电路,其原理是通过控制电路中的元件使电路输出的电流保持恒定。在恒流源电路中,通常会采用反馈控制的方式来实现恒流输出。

二、恒流源的设计步骤

1. 选择合适的电源:首先需要选择一个合适的电源,根据实际需求选择直流电源或交流电源,并确定所需的电流范围。

2. 选择恒流源控制器:根据所需的电流范围和控制精度,选择合适的单片机作为恒流源的控制器。常见的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等。

3. 设计反馈控制电路:根据所选的单片机,设计反馈控制电路来实现恒流输出。反馈控制电路通常包括电流传感器、运算放大器、比较器等元件。

4. 编写控制程序:根据所选的单片机,编写控制程序来实现恒流源的控制功能。控制程序需要读取电流传感器的信号并与设定的目标电流进行比较,根据比较结果控制输出电路的开关状态。

5. 调试和优化:完成控制程序的编写后,需要进行调试和优化,确保恒流源能够稳定输出所需的恒定电流。可以通过调整反馈控制电路的参数、增加滤波电路等方式来优化恒流源的性能。

三、恒流源的应用范围

恒流源广泛应用于各种需要稳定电流的场合,例如LED照明、电化学实验、电池充放电测试等。在LED照明中,恒流源可以提供稳定的电流驱动LED,确保LED的亮度和颜色一致;在电化学实验中,恒流源可以提供恒定的电流用于电解过程;在电池充放电测试中,恒流源可以模拟负载,对电池进行充放电性能测试。

总结:基于单片机控制的恒流源的设计,通过选择合适的电源、单片机和设计反馈控制电路来实现稳定的电流输出。恒流源广泛应用于LED照明、电化学实验、电池充放电测试等领域,为这些应用提供稳定可靠的电流驱动或负载。设计恒流源需要注意选择适合的元件和参数,并进行调试和优化,以确保恒流源的性能达到设计要求。

基于51单片机的程控恒流源设计

基于51单片机的程控恒流源设计

基于51单片机的程控恒流源设计

0 引言

在飞速发展的电子和电信技术系统中,电源的优劣在一定程度上决定着电信设备的性能和寿命。因此,人们对程控恒流器件的需求也日益迫切。虽然目前市场上的数控恒压技术已经比较成熟,数控电压源产品也已朝着智能化和小型化的趋势发展,且价格也越来越便宜。但是,在恒流源方面,尤其是数字控制的恒流技术则由于起步较晚,高性能的数控恒流器件的开发和应用存在着巨大的发展空间。为此,本文以C8051FF330D 单片机为控制核心,并利用C8051FF330D 的I2C 串行总线扩展外围器件,同时以模块化设计方法,设计了一种程控恒流源。而且整个电源还具有功耗低、体积小,电流纹波小、控制精度高和运行稳定等特点。

1 系统总体结构

该程控恒流源设计主要采用C8051FF330D 单片机内部的10 位电流型数模转换器和电流/电压转换电路来输出0~4 V 的模拟量,然后用这个电压信号来控制恒流源的输出电流,以使其按照给定值变化。由于本系统扩展了I2C 串行总线接口,以及以ZLG7290 为核心的键盘和LED 数码管显示器电路,因而可用键盘进行电流值和时间间隔的设定,其电流值设定范围为0~10 A,时间间隔为0~10 小时。另外,系统还具有掉电保护功能,故当其恢复用电后,可使电流源从断点处恢复运行。

图1 所示是本系统的硬件组成结构。其中,时钟电路采用外部晶体振荡器来提高时钟精度,JTAG 接口电路则为系统提供全速、非侵入式的在线系统

调试接口,而外部复位电路可用于强制MCU 进入复位状态。

基于单片机控制的恒流源的设计

基于单片机控制的恒流源的设计

图 5 单一基准和多基准时每个数字 的变化产生磁感应强度变化曲线
基准时提高了低端输出磁感应强度的精度 , 其中 0 ~ 5000mA 范围内提高了约 50 % , 5000 ~
7500mA 范围内提高了约 25 % ,7500mA 以上没有变化 。
4 软件设计
根据硬件电路 ,软件主程序框图和给 D/ A 送数的子程序分别如图 6 和图 7 所示 。 程序运行后 ,开始检测是否有键按下 ,若有则进入设定磁感应强度值操作 ,设定完成后按确 认键 。此时 ,系统和当前的磁感应强度值比较 ,确定是上升还是下降 ,然后调用给 D/ A 送数子程 序开始给 D/ A 一步一步地送入数据 。每送一个数检测一次磁感应强度值 ,这样循环至磁感应强 度达到要求的值 。 给 D/ A 送数是一个数一个数增加或减少的 ,而不是一次到位 ,这样做有两个原因 :一是因为 感性负载的电流不能急剧变化 ;二是因为磁滞现象 ,使得磁感应强度和电流值不是一一对应的 , 不能根据给顶的磁感应强度值计算出准确的电流值 。为了适应感性负载的这个特性 ,每给 D/ A 送一个数后要经过一定时间的延时 ,然后再送下一个数 。另外由前文可知 ,D/ A 变换器采用了 多个基准 ,所以在电流上升或下降的过程中还要检测是否需要更换基准 。
3609 3500 0194528 10000 7400 0105569
它的导数 :
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恒压、恒流源的设计

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第一章前言 (3)

第二章方案论证 (4)

第三章整体设计思路 (5)

1)、整体主电路框图

2)、整体框图

3)、电源主体

4)、控制电路

第四章单元电路 (7)

1)、充电电流取样检测电路

2)、充电电压取样检测电路

3)、检查及保护电路

4)、时钟芯片DS1302辅助电路

5)、1602液晶显示模块

第五章软件设计 (13)

第七章结论 (14)

附页

前言

铅酸蓄电池是目前世界上广泛使用的一种化学电源,该产品具有良好的可逆性,电压特性平稳,使用寿命长,适用范围广,原材料丰富(且可再生使用)及造价低廉等优点而得到了广泛的使用。是社会生产经营活动中不可缺少的产品。但是,若使用不当,其寿命将大大缩短。影响铅酸蓄电池寿命的因素很多,而采用正确的充电方式,能有效延长蓄电池的使用寿命。研究发现:电池充电过程

对电池寿命影响最大,放电过程的影响较少。也就是说,绝大多数的蓄电池不是用坏的,而是“充坏”的。由此可见,一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。而且,传统充电器的充电策略比较单一,只能进行简单的恒压或者恒流充电,以致充电时间很长,充电效率降低。另外,充电即将结束时,电池发热量很大,从而造成电池极化,影响电池寿命。针对上述问题,设计了一种智能充电器,尽量延长铅酸蓄电池的使用寿命。

第二章方案论证

一、方案论证与比较

控制器的选择

方案1:采用AT89S52单片机,该单片机做为经典单片机,方便使用,价格便宜,较长使用;但其功能单一,使用中需要外加多个其他电路,增加外围电路的设计及成本;

方案2:选择STC12C5A60S2单片机,此款作为本控制器自身带有AD转换、捕捉、PWM等功能,可减少外围设计且价格适中,开发周期短,编程及调试环境简单,容易实现;

方案3:选择PIC16F1829单片机,本款控制器功能齐全,属于当前高端的8位MCU,其工作速度快,功耗低,可靠性高,但其开发调试环境都需要专门的调试器,不利于任务的完成。

综上所述,选择方案2;

稳压电路选择

方案1:采用集成稳压模块,如LM7805、LM317等。此种拓扑形式的稳压电路可控性较差,控制精度较低;

方案2:采用分离式元件,如大功率达林顿、场效应管等。电路较复杂,但性能指标可通过自己设计其大小,利于根据单片机的需要设置工作环境,如短路保护定值,负载电流的测量等。

综上所述,选择方案2;

第三章整体设计思路

1)整体主电路框图

主电路框图

2)、整体框图

3、电源主体

、辅助电源

直流电源部分的工作原理:交流220V 的市电经变压器TI 降压、桥式整流电路进行整流,然后通过C 1滤波,所得到的电压V=15V 同时提供给BUCK 变换器和7805,7805三端稳压器稳压后的输出为单片机提供5V 的直流工作电源。若电源准就绪,备发光二极管发亮,显示电源正常。 、主电路

交流220V 输入

片 机

降压、整流、滤波

电源主电路

电压采样 电流采样

蓄 电

液晶显示

按键控制

主控电路部分主要由开关型电流控制回路、检测取样电路、液晶显示电路组成。

主电路

4 控制电路

、主控电路

主控电路

第四章单元电路

、充电电流取样检测电路

该电路设置了过流保护,能达到恒流充电目的。电流取样放大电路,是把取样后的电流以电压形式送回到PWM比较器中去比较,从而决定输出的占空比。如图所示:

图电流取样检测电路

、充电电压取样检测电路

当接入电池时,检测到电池两端有电压,充电器开始充电。当检测到电池端电压已经达到最大值时,确定充电已满,调整PWM输出占空比,充电器自动转入浮充电状态,并发出声光报警。如图所示:

图电压取样检测电路

、检查及保护电路

过载检查及短路保护电路

时钟芯片DS1302辅助电路

DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为~。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品,与DS1202兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。[6]

4.4.1引脚功能及结构

在DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源,VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下,也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+时,Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时,DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源,外接晶振。RST是复位/片选线,通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST 输入有两种功能:首先,RST接通控制逻辑,允许地址/命令序列送入移位寄存器;其次,RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时,所有的数据传送被初始化,允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平,则会终止此次数据传送,I/O 引脚变为高阻态。上电运行时,在Vcc≧之前,RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时,才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向),后面有详细说明。SCLK始终是输入端。

4.4.2 DS1302的控制字节

DS1302 的控制字符表示。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1,如果它为0,则不能把数据写入DS1302中,位6如果为0,则表示存取日历时钟数据,为1表示存取RAM数

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