(数控加工)数控恒流源系统设计
数控直流恒流源的设计 (附外文翻译)
数控直流恒流源的设计摘要直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。
本文介绍了采用AT89C51单片机为主控制器，通过键盘来设置直流恒流源的输出电流，并由数码管显示电流设定值的数控直流恒流源。
本系统由单片机程控设定数字信号经过D/A转换器输出模拟量，再经过V/I转换电路的转换输出不同的电流。
输出电流范围为10～100mA，电流设置步进为1mA，输出电流调整率≤2%。
本文主要分析了数控直流恒流源系统的设计需求，阐述了数控直流恒流源的软硬件的设计原则，介绍了数控直流恒流源各模块电路的功能及设计思路，完成了数控直流恒流源系统的全部设计，给出了完整的电路图和程序。
本文设计的重点是单片机主控系统和D/A转换电路，设计的难点是高线性、高稳定度的电压/电流转换电路（V/I转换电路）。
测试结果表明，本系统能满足需要高稳定度的小功率直流恒流源领域的应用要求。
关键词数控恒流源 V/I转换ABSTRACTNumerical control DC constant current source is to provide a stable DC power devices, and equipment for scientific experiments debugging necessary equipment. This paper instructed the numerical control DC constant current source which makes use of the AT89C51 version single chip microcontroller is the main controller in this system, while the set value and the real output current can be displayed by LED. In this system, the digitally programmable signal from Single Chip Micro controller is converted to analog value by D/A converter, and then transited by voltage/current converter circuit, so adjustable output different current. Output current range of 10~100mA, current set of 1mA step, the output current adjustment rate of less than 2%.This paper analyzes the numerical control DC constant current source system design needs, expounded numerical-controlled DC constant current source of the hardware and software design principles, instructed the numerical-controlled DC constant current source circuit of the module function and design ideas, completed the numerical-controlled DC current source of all design, and the circuit is complete and procedures. This paper focuses on the design of the control system microcontroller and D/A Conversion Circuit, The difficulty in the design of high linearity, high stability of the voltage/current converter circuit (V/I Conversion Circuit). The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power.KEY WORDS numerical control constant current source V/I convert目录前言 (1)第1章系统总体设计 (2)1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.1 系统设计任务 (2)1.1.2 系统设计要求 (2)1.2 重点研究内容与实现方法 (2)1.2.1 重点研究内容 (2)1.2.2 实现途径及方法 (3)1.3 系统总体方案设计 (3)1.3.1 主控模块 (3)1.3.2 键盘与显示模块 (4)1.3.3 恒流源模块 (4)1.3.4 存储器扩展模块 (4)1.3.5 电源模块 (5)1.3.6 系统原理框图 (5)第2章系统硬件各功能模块的设计 (6)2.1 主控模块的设计 (6)2.1.1 AT89C51单片机简介 (6)2.1.2 D/A转换电路的设计 (7)2.1.3 恒流源电路的设计 (9)2.1.4 数据存储器的扩展 (10)2.1.5 系统资源分配 (11)2.2 人机接口的设计 (12)2.2.1 键盘的设计 (12)2.2.2 显示电路的设计 (14)2.3 系统抗干扰设计 (15)2.3.1 看门狗电路的设计 (15)2.3.2 电源供电系统的设计 (16)2.3.3 基准电压的设计 (17)第3章控制软件的设计 (19)3.1 主程序的设计 (19)3.1.1 读写EEPROM子程序的设计 (19)3.1.2 键盘处理子程序的设计 (20)3.1.3 D/A转换子程序的设计 (20)3.2 键盘中断服务程序的设计 (21)3.3 显示中断服务程序的设计 (21)3.1.1 正常显示程序模块 (21)3.1.2 闪烁显示程序模块 (21)第4章系统调试 (28)4.1 硬件仿真调试 (28)4.2 软件的调试 (31)4.3 数据测试及误差分析 (35)第5章结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录1：电路原理图 (44)附录2：源程序 (48)附录3：英文原文 (62)附录4：中文译文 (69)前言直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。
数控恒流源实验报告设计
数控恒流源实验报告设计摘要：本系统是以msp430单片机为控制器,由矩阵键盘、液晶显示器、D/A转换电路、恒流源电路、电流采样电路及直流稳压电源电路组成的数控恒流源实验电路。
该电流源具有输出电流稳定、可调范围输出电流与输入电压呈线性关系的特点。
系统基本工作原理为：键盘设定直流电源的输出电流，单片机通过D/A转换电路控制恒流源的输入电压，由于恒流源输入电压与负载电流的线性关系且负载电流只随输入电压变化而变化从而实现数控恒流的目的，另外单片机通过电流采样电路及A/D转换回检负载电流并通过液晶将采样电流值显示出来。
最后经实验验证，本系统输出电流稳定，不随负载变化而变化。
关键字：键盘、D/A、恒流源、采样电路、A/D一、方案论证与比较1.1直流稳压电源方案一：采用单极开关电源，由220V交流整理后，经开关电源稳压输出。
该方案的优点是电路效率高，但是此方案产生的直流纹波和干扰比较大，而且开关电源结构复杂。
方案二：采用交流电压经桥式电路整流滤波输出，直接进入稳压电路。
此方案的优点是电路简单、容易实现、方便调试，只是该方案功率损耗较大，但是在小型非连续工作系统中这些功耗可以承受。
综合考虑，选择方案二。
1.2恒流源模块方案一：由运算放大器、大功率场效应管、采样电阻、负载电阻等组成恒流源。
此方案既能满足输出电流达到2A的要求，也能较好地实现电压近似线性控制电流。
方案二：可通过由集成稳压器构成开关恒流源来构成恒流电路。
通过三端集成稳压器可构成开关稳压源。
当把电阻设为一定值时，当回路中负载发生变化时可有集成稳压器进行自动补偿从而使输出电流保持不变，但此电路带负载能力及调节精度存在一定难度。
综合考虑，本系统采用了方案一。
集成稳压器构成的开关恒流源电路图如下：二、系统设计2.1系统方案设计本系统以直流电流源为核心，msp430单片机为控制器，通过矩阵键盘来设置直流电源的输出电流，由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换模块输出模拟量，控制直流电流源的输入电压，随着输入电压的变化而输出不同的电流，设置步进等级可达1mA。
数控直流恒流源的设计与制作
数控直流恒流源的设计与制作数控直流恒流源的设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000mA范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围±4mA，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
1 系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、12位数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件。
1.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定，设定值与Ａ/Ｄ采样显示值（系统内部测量值）的关系。
内部测量值与实际测量值的关系，而后者是所有仪表所存在的误差。
1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中OUT1和OUT2是电流的输出端。
为了实现数控的目的，可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出，从而间接改变电流源的输出电流。
从理论上来说，通过控制AD7543的输出等级，可以达到1mA的输出精度。
但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA，而当器件处于2000mA的工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶管值下降，从而导致电流不能维持恒定。
为了克服大电流工作时电流的波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流的波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器的实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节。
经测试表明，采用常用的大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善。
电路反馈原理如下图所示。
2 总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。
数控恒流源设计报告加程序
数控恒流源设计报告加程序设计报告背景数控恒流源是单片机运用数字操纵技术操纵恒流源的一种设计方案。
当前，数字化数控恒流源的应用，随着电子技术的进展使用范畴越来越广，在电子测量仪器、激光、传感技术、超导、现代通信等高新技术领域，恒流源都被广泛应用，且进展前景较为良好。
同时，也不仅局限于此。
电子领域，数控恒压技术差不多专门成熟，然而恒流方面专门是数控恒流的技术是有待进展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在庞大的进展空间。
因此设计一个数控恒流源方案来提高恒流源的稳固性、适用范畴以及精度专门有必要。
目录第一章设计方案第二章恒流电路第三章MSP430F149单片机及电源第四章 AD模块第五章 DA模块第六章键盘模块和显示模块第七章软件设计第八章实验总结第一章设计方案本设计本设计是基于单片机操纵的直流恒流源, 分为以下几个组成部分: 单片机操纵系统、A/D和D/A转换模块、电源模块、恒流源模块、负载及键盘液晶显示模块, 系统框图如下图。
系统框图用430单片机作为整机的操纵单元，通过改变Ｄ/A转换器的输入数字量来改变输出电压值，从而间接地改变压控恒流源的输出电流大小。
为了能够使系统具备检测实际输出电流值的大小，能够将电流转换成电压，并通过A/D转换器进行模数转换，用单片机实时对电压进行采样，与输入预期值比较，并通过430单片机进行进行数据处理微调输出，提高精度实时显示。
第二章恒流电路数控直流电流源能够采纳电流输出型D/A转换器来实现，单由于其输出电流的幅值一样在uA数量级，因此需要进行电流放大假设干倍才能达到所需要的要求电流值，电路实现专门困难。
假设选择电压输出型DAC，再通过V-I转换电路变成与之成比例的电流信号，那么电路实现相对简单，因此设计直流电源经常采纳该种方案实现，在这种方案中，V/I转换电路设计是关键。
通常的V/I转换有两种方式，一种是负载共地的方式，一种是负载共电源的方式。
我们选用的是负载共地的方式，因为有专门多电路负载在连接的时候需要进行共地。
数控恒流源的设计
数控直流电流源设计摘要：目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科，它对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键作用。
针对数控直流恒流源的设计进行了探讨,其中涉及恒流电路、SOC系统和电源供给等。
结果表明,在200～2 000 mA的电流范围内,实现了1 mA的恒流精度或更高。
恒流源是仪器仪表和电子电路领域广泛运用的一种电子设备，基于MCS51单片机的数控恒流源。
通过键盘预置电流值，经单片机将数据送至液晶显示LED和D/A转换模块。
将对应电压量送至恒流源模块，作为其可控输入电压量。
恒流源模块负载输出端的电压通过差放，再经过A/D 转换送至单片机进行比较。
通过单片机的控制，实现电流的步进控制和输入输出的改变。
关键字MCS51，直流电源，数控一、绪论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、数字化已经成为一种趋势，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。
想能耗的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源的稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。
基于此，人们对于数控直流电源器件越迫切。
当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面的技术才刚起步有待发展。
数控直流电流源能够很好地降低因元器件老化、温漂等原因造成的输出误差，输出电流在20—2000mA（可调）、输出电流可预置、输出电流信号可直接显示等功能。
硬件电路采用单片机为控制核心，利用闭环控制原理，电路组成闭环负反馈进行稳流，最终实现精度高、稳定性好、输出范围宽的要求。
二、方案设计1、系统的组成和原理（1）、系统的组成本电流源系统可分为电源电路、单片机控制器部分、A/D和D/A转换电路、电流源电路、键盘输入与LED显示等几部分，系统组成如图1所示。
图1（2）、系统设计的基本要求输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压小于等于10V。
数控恒流源的设计与实现
数控恒流源的设计与实现熊 建 (成都电子机械高等专科学校 四川 成都 610031)摘 要:恒流源在实际工程中是一种用途广泛的检测设备。
本设计基于AT89s51作为核心控制模块,通过D/A变换实现输出电流可调,采用精密运算放大器和达林顿管进行扩流,设计出了能精确输出20mA～2000mA数控可调直流恒流源。
关键词:AT89s51 恒流源 D/AAbstract:Const current s ource is a widely used detecti on facilities in engineering.This design is based AT89s51cli p as the core of contr ol,using D/A conversi on t o perfor m the trans2 fer of the out put current,adop ting p recise operati onal a mp lifier and Darlingt on transist or t o a m2 p lify the current.A t last W e designed the digital contr olled const current s ource with p recise out put fr om20mA t o2000mA.Key words:AT89s51 const s ource D/A中图分类号:T N710 恒流源是模拟系统中广泛使用的一种单元电路或测试平台,在实际工程中也有广泛的用途,是电导测量、开关电源、功放等场合不可替代的检测设备。
本文主要介绍了数控恒流源的硬件电路和软件设计,同时给出了系统测试结果,实现了在20mA～2000mA的电流范围内,电流恒定为1mA 的准确度。
1 硬件电路设计本系统的硬件部分主要包括三大部分:DA 和AD转换电路、恒流源电路和键盘电路。
数控恒压恒流电源设计
数控恒压恒流电源设计数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中十分常见的装置，它能够提供稳定的电流和电压输出，广泛应用于电子元器件的测试、电子设备的加工和电子设备的研发等领域。
本文将详细介绍数控恒压恒流电源的设计原理、关键技术以及实际应用等内容。
一、设计原理当负载发生变化时，电源会检测到输出端的电压和电流的变化，然后通过反馈回路根据设定值进行调整，使输出端的电压和电流保持在设定值附近的范围内。
通过不断的反馈和调整，可以实现输出电压和电流的精确控制。
二、关键技术1.电压检测技术：设计电压检测电路，通过传感器或电路来实时检测输出端的电压。
可以使用电压分压器和运算放大器等电路来进行电压检测。
2.电流检测技术：设计电流检测电路，通过传感器或电路来实时检测输出端的电流。
可以使用电流采样电路和运算放大器等电路来进行电流检测。
3.反馈控制技术：通过比较检测到的电压和电流与设定值的差异，设计控制回路来实现恒压和恒流的输出控制。
可以使用控制芯片和电路来进行反馈控制。
4.保护技术：设计过流保护和过压保护电路，当输出端的电流或电压超过设定值时，能够及时切断输出，保护负载和电源设备的安全。
5.数控技术：设计数字控制电路，通过微处理器或可编程逻辑器件等实现对电源的数字控制和参数设定。
三、实际应用在电子设备测试中，数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出，用于测试电路的工作状态、负载能力等。
在电子设备加工中，数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出，用于控制电子设备的加工过程，确保电子设备的质量和性能。
在电子设备研发中，数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出，用于电路原型的调试、电路参数的测量和电路性能的验证等。
总结：数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中常见的装置。
其设计原理基于电压和电流的控制回路，通过反馈控制实现稳定的恒压和恒流输出。
数控恒压恒流电源的设计涉及到多个关键技术，如电压检测、电流检测、反馈控制等。
数控恒流源的设计与制作
数控恒流源的设计与制作一，解析课题设计并制作一个数控恒流源电路，数控恒流源电路原理图如下图所示。
数控恒流源是指在给定的数字量控制下，负载电阻阻值在一定范围内调节变化时输出电流恒定不变，改变控制数字量，输出恒定电流不随负载改变。
二，设计原理四，单元电路元器件选择（1）计数器采用74HC161计数器。
74HC161的主要功能：1，异步清零功能：当CLR 的反为零时，不论有无时钟脉冲CLK和其他信号输入，计数器被清零，即Qd～Qa都为0。
2，同步并行置数功能：当CLR的反=1，LOAD的反=0时，在输入时钟脉冲CLK上升沿的作用下，并行输入的数据dcba被置入计数器，即Qd～Qa=dcba。
3，计数功能：当LOAD的反=CLR的反=ENP=ENT=1，当CLK端输入计数脉冲时，计数器进行二进制加法计数4，保持功能：当LOAD的反=CLR 的反=1时，且ENP和ENT中有”0“时，则计数器保持原来状态不变。
（2）驱动译码器采用74HC4511芯片。
74HC4511将输入BCD标准代码变换成驱动七段数码管所需的码信号，其中四线A～D为BCD码输入端，高电平有效，A为低位输入端，D为高位端，七段a～g输出高电平以驱动共阴极数码管发光。
LE为锁存控制端，高电平时能够锁存输入的BCD码。
LT为灯测试反相控制端，BI为消隐反相控制端。
（3）数模转换器DAC0832是采样频率为8位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要（如要求多路D/A异步输入、同步转换等）。
DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的锁存信号为ILE;第二級锁存器称为DAC 寄存器，它的锁存信号为传输控制信号。
因为有两级锁存器，DAC0832可以工作在双缓冲器方式，即在输出模拟信号的同时采集下一个数字量，这样能有效地提高转换速度。
此外，两级锁存器还可以在多个D/A转换器同时工作时，利用第二级锁存信号来实现多个转换器同步输出。
高效数控恒流源设计报告
高效数控恒流源设计报告一、引言数控恒流源（Numerical Control Constant Current Source）是一种广泛应用于电子设备和工业生产中的电源设备，主要用于稳定输出恒定的电流信号。
在很多应用场景中，对电流的精确控制和稳定性要求较高。
本文将介绍一种高效数控恒流源的设计方案，并详细讨论其工作原理、电路结构和性能指标。
二、设计方案2.1 工作原理数控恒流源的工作原理基于负反馈机制，通过对输出电流进行监测并与设定值进行比较，调整反馈回路中的控制信号，使输出电流保持在设定值附近。
典型的数控恒流源由四个主要部分组成：直流电源、电流检测电路、比较器和功率调节器。
2.2 电路结构本设计方案采用基本的电流控制回路，电路结构如下：电路示意图电路示意图主要组成部分包括：•直流电源：提供基准电压以供电路工作。
•电流检测电路：通过高精度电流传感器对输出电流进行实时监测，并输出检测信号。
•参考电流源：提供设定值参考电流作为比较器的输入。
•比较器：将检测信号与设定值参考电流进行比较，并产生误差信号。
•误差放大器：对比较器输出的误差信号进行放大，以提供足够的调节信号给功率调节器。
•功率调节器：根据误差信号的大小和方向，控制输出电流的大小和稳定性。
2.3 性能指标为了评估数控恒流源的性能，我们需要考虑以下指标：•稳定性：输出电流的稳定性是衡量数控恒流源性能的重要指标，要求输出电流在设定值附近波动幅度小。
•精度：指数控恒流源输出的电流与设定值之间的偏差程度，要求尽可能小。
•响应速度：数控恒流源对于设定值的改变能够快速响应并调整输出电流，要求响应速度较快。
•效率：数控恒流源的电能转换效率，要求尽可能高。
三、实验步骤3.1 集成电路选择和布局设计为了实现高效的数控恒流源设计，我们首先需要选择适合的集成电路并进行布局设计。
考虑到稳定性和性能需求，我们选择了XXX型号的集成电路，并根据电路结构进行布局设计。
3.2 元器件选型和连接根据设计方案，选择适合的元器件，并根据电路结构进行连接。
高效数控恒流源设计报告最终版
高效数控恒流源设计报告最终版本报告主要介绍了一种高效数控恒流源的设计方案，该方案采用了一种基于集成电路控制的恒流源电路，其具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，可以用于正负载电压变化大的场合，能够有效地提高恒流源的输出精度和稳定性。
本报告结合具体设计实例，详细介绍了该恒流源电路的设计原理、电路结构、参数选择等关键技术，以及在实验验证中的性能表现。
本文旨在为电子工程师和研究人员提供参考，供其在设计和应用过程中参考。
一、方案设计原理在电子设备中，恒流源作为一种重要的电源单元，通常用于需要稳定电流输出的场合，例如电池充电、LED 灯驱动、电流测量等等。
传统的恒流源通常采用电阻调节电流大小，但这种方式存在电流漂移大、电阻热耗大、温度漂移大等缺陷。
为解决这些缺陷，本设计方案采用了一种基于集成电路控制的电路方案。
该电路的基本原理是利用采样电阻将负载电流转化为一个电压信号，然后经过运算放大器等电路进行放大，再利用控制器对输出电压进行控制，以保证输出电流的大小。
其中，控制器可以选用数字型或模拟型，数字型采用微处理器或FPGA芯片，更能提高设备的灵活性和精度；而模拟型则采用集成运算放大器，实时控制输出电流。
这种电路方案具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，能够满足大部分恒流源的应用需求。
二、方案设计细节1. 采样电阻的选取采样电阻是恒流源电路中的重要元器件之一，它起到将负载电流转化为电压信号的作用。
为保证其响应速度和精度，需要选用阻值尽可能小、精度尽可能高的采样电阻。
同时，为避免采样电阻过小导致的功耗过大和温度漂移过大，还需根据负载电流和制程工艺等因素进行合理的选择。
2. 运算放大器的设计由于采样电阻的阻值较小，其输出电压也相应很小，需要经过放大才能得到较大的量级。
因此，在电路中采用高精度的运算放大器进行放大，并对其负载容量、增益稳定等因素进行严格控制，以保证输出电压与输入电流之间的比值达到恒定。
3. 控制器的选取恒流源的控制器可以选择数字型或模拟型，其中数字型采用微处理器或FPGA 芯片，更能提高设备的灵活性和精度；而模拟型则采用集成运算放大器，实时控制输出电流。
数控恒流源设计
单片机课程设计一·设计题目：数字恒流源设计二·设计要求：1）0-1.5A可调，步进10mA.2)利用液晶显示。
三·设计原理：设计的系统由单片机系统，LCD显示模块，AD模块，DA模块，恒流源模块组成。
我们用到了TLC1543,TLC5615,LCD1602,555等芯片。
TLC5615：一、芯片简介TLC5615 为美国德州仪器公司 1999 年推出的产品，是具有串行接口的数模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。
带有上电复位功能，即把 DAC 寄存器复位至全零。
性能比早期电流型输出的DAC 要好。
只需要通过 3 根串行总线就可以完成 10 位数据的串行输入，易于和工业标准的微处理器或微控制器(单片机) 接口, 适用于电池供电的测试仪表、移动电话,也适用于数字失调与增益调整以及工业控制场合。
二、TLC5615 器件的引脚图及各引脚功能DIN：串行数据输入端；TLC5615引脚图SCLK：串行时钟输入端；/CS：芯片选用通端，低电平有效；DOUT：用于级联时的串行数据输出端；AGND：模拟地；REFIN：基准电压输入端, 2V～ (VDD - 2)；OUT： DAC 模拟电压输出端；VDD：正电源端，4.5～5.5V ,通常取 5V。
三、功能框图TLC5615 的内部功能框图如下图所示,它主要由以下几部分组成:1、 10 位 DAC 电路;2、一个 16 位移位寄存器, 接受串行移入的二进制数,并且有一个级联的数据输出端DOUT ;3、并行输入输出的 10 位 DAC 寄存器, 为 10 位 DAC 电路提供待转换的二进制数据;4、电压跟随器为参考电压端REFIN提供很高的输入阻抗,大约10MΩ;5、×2 电路提供最大值为 2 倍于 REFIN 的输出;6、上电复位电路和控制电路。
TLC5615功能框图两种工作方式：（A）从上图可以看出，16 位移位寄存器分为高 4 位虚拟位、低两位填充位以及 10位有效位。
(数控加工)数控恒流源系统设计
（数控加工）数控恒流源系统设计毕业设计题目:学院名称：班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：20 年06月13一：概述1.1选题背景和意义电源为保障系统的安全性与稳定性都起到有至关重要的作用，本篇我们主要研究恒流源。
而恒流电源由于它体积特别小、损耗相对低、而效率较高、还有它简洁的电路都比较受欢迎，在我们平时用的计算机设备、通信设备，仪器仪表上面，还有航空航天上面通信设备等都需要恒流源系统。
近年来电子信息的产业是发展相当快的，恒流电源也更多的被运用到我们生活中，因此，对恒流电源的研究就显得更有意义以及价值。
数控恒流源技术是一种对实践性要求很高的工程技术，它存在与各个行业中，我们在日常会经常看到。
电源技术还和电气电子、控制理论等一些其它科学领域相互交叉融合，促进了现在信息技术和电源技术的发展。
这也预示着在系统上面对电源技术的要求更高。
普通的电源系统在工作时候容易产生误差，这样会对整个系统的精确度产生影响，更严重的是会带来很多严重的后果。
世界各国为了解决这个问题便对电源产品制定了不同要求和一系列产品精度标准，只要达到要求达到标准后才可以进入市场。
经济全球化的发展让电源产品流通更加方便，但是必须满足国际标准才可以有通行证。
数控电源发展的比较晚，从八十年代才开始，那个时候电力电子的理论就开始建立。
电力电子理论为今后的电源产品的发展奠定了很好的理论基础，随之，数控电流源技术得到了快速蓬勃的发展。
但是市场上的很多产品还是输出精度低，带负载能力较差，体积相对大等缺点。
当然这也给了数控电流源的发展指明方向就是不断完善上面的缺点不足。
数控直流电流源对精度的要求会越来越高。
单片机，新的控制理论，这些都为精确数控电源的发展提供基础。
从组成上，数控电流源分为器件、主电路和控制电路三部分。
在这个课题中我们主要分析的是基于单片机的数控直流恒流源系统的设计，电源是能够向负载提供恒定的电流。
因为恒流电源的在日常生活中应用范围比较广泛，在很多地方都是不可缺少的。
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。
数控恒流源系统设计
数控恒流源系统设计数控恒流源系统是一种集数字控制和恒流源技术于一体的电子控制系统。
它主要应用于自动化生产线上的电子设备，能够实现对电子设备的稳定供电，从而保证设备的正常运转。
本文将详细介绍数控恒流源系统的设计方案、工作原理等内容。
一、设计方案1.系统组成数控恒流源系统由功率负载、分流器、电流检测器、控制器、电源及散热系统组成。
2.系统技术方案（1）分流器技术：分流器是指将输入电流分成不同的等份，以便控制其输出。
在数控恒流源系统中，分流器被用于分配电流。
分流器可以采用电阻、晶体管等器件构成，其中采用现代的导电聚合物技术制作的微型分流器更具有优势。
（2）电流检测技术：电流检测器可以实现对电流的精确检测和稳定输出。
它可以监测电子设备的电流信息，并纠正输出电流，确保恒流源输出恒定的电流。
（3）控制器技术：控制器是整个系统的核心部件。
采用先进的数字信号处理器（DSP）技术，可以实现对电压、电流的精确控制，确保系统稳定性。
控制器还提供了人机界面，可通过屏幕显示数字信息和交互指令。
3.系统特点（1）数控恒流源系统采用数字控制技术，具有稳定性好、响应速度快、精度高等特点。
（2）系统采用恒流源技术，能够实现输出固定的电流，从而保证电子设备正常工作。
（3）系统具有反馈控制功能，可以实时监测电流变化，从而自动调整电流输出。
二、工作原理数控恒流源系统的工作原理可以简单概括为三个过程：采样、比较和控制。
1.采样过程该过程是指通过电流检测器对电流进行采样。
检测器可以检测来自负载的电流信息，并将其转换成数值信号，提供给控制器进行处理。
采样周期一般越短，监测到的电流变化越精细。
2.比较过程该过程是指将采样到的电流值和系统设置的目标电流进行比较。
如果采样到的电流值与目标电流值相等，则直接通过恒流源源测出固定电流给负载；如果不相等，则控制器发出控制信号，调整恒流源输出的电流。
3.控制过程该过程是指控制器根据电流检测器采样到的实际电流值进行比较，对恒流源输出的电流进行调整。
数控恒流源设计
数控恒流源设计数控恒流源是一种常见的电子设备，其主要功能是对电流进行精确的控制和稳定。
在许多工业和科学领域中，数控恒流源被广泛应用，提供了有效、可靠的电流输出。
以下是关于数控恒流源设计的详细介绍。
一、数控恒流源的定义和优势数控恒流源通常包括电路、控制系统、开关电源和显示屏等组件。
通常，该设备的输出电流可通过特定的控制方式进行设置和调整，实现对电流的精确控制，从而实现恒定电流的输出。
这种电流输出的优点是输出稳定、可靠，从而可以满足工业、科学和医学领域的人员需求。
数控恒流源的优点在于其控制方式灵活多样，可以根据需求进行精确控制。
此外，该设备具有高效、可靠、稳定的特点，可以满足长时间连续工作的需要。
数控恒流源的应用范围非常广泛，其主要应用于自动化设备、实验室、医学仪器等领域中。
二、数控恒流源的设计数控恒流源设计可以分为电路设计、控制系统设计、开关电源设计以及显示和用户界面设计等步骤。
首先是电路设计。
电路设计包括电路板的设计和电源系统的设计，其中电源系统可以选择电池、直流电源或交流电源等。
通常，为了保障设备的输出稳定，电路板部分会使用高精度的电子元件。
其次是控制系统设计。
控制系统设计主要包括数据采集系统、控制算法和控制器的选取等内容。
数控恒流源的控制系统需要使用高精度的传感器进行电流的采集，并需要借助特定的控制算法进行电流控制。
开关电源设计是设计中的关键部分。
开关电源可以通过目标的各种控制方式，如模拟控制和数字控制来实现输出的电流和电压的精确调节，具有较小的尺寸和体积，高效的功率转换，使用寿命长，能够应对各种复杂的工作环境等好处。
最后是显示和用户界面设计。
数控恒流源的显示可以使用LED数字显示、点阵显示等技术，用于显示输出的电流大小、电压、状态和故障等信息。
由于该设备需要接受用户控制，因此需要设计友好的用户界面，以便用户能够轻松掌握其使用方法。
三、数控恒流源的使用方法数控恒流源的使用步骤非常简单。
首先，需要将设备连接到所需的载体上，然后设置所需的电流和电压，最后启动设备即可完成任务。
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（数控加工）数控恒流源系统设计毕业设计题目:学院名称：班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：20 年06月13一：概述1.1选题背景和意义电源为保障系统的安全性与稳定性都起到有至关重要的作用，本篇我们主要研究恒流源。
而恒流电源由于它体积特别小、损耗相对低、而效率较高、还有它简洁的电路都比较受欢迎，在我们平时用的计算机设备、通信设备，仪器仪表上面，还有航空航天上面通信设备等都需要恒流源系统。
近年来电子信息的产业是发展相当快的，恒流电源也更多的被运用到我们生活中，因此，对恒流电源的研究就显得更有意义以及价值。
数控恒流源技术是一种对实践性要求很高的工程技术，它存在与各个行业中，我们在日常会经常看到。
电源技术还和电气电子、控制理论等一些其它科学领域相互交叉融合，促进了现在信息技术和电源技术的发展。
这也预示着在系统上面对电源技术的要求更高。
普通的电源系统在工作时候容易产生误差，这样会对整个系统的精确度产生影响，更严重的是会带来很多严重的后果。
世界各国为了解决这个问题便对电源产品制定了不同要求和一系列产品精度标准，只要达到要求达到标准后才可以进入市场。
经济全球化的发展让电源产品流通更加方便，但是必须满足国际标准才可以有通行证。
数控电源发展的比较晚，从八十年代才开始，那个时候电力电子的理论就开始建立。
电力电子理论为今后的电源产品的发展奠定了很好的理论基础，随之，数控电流源技术得到了快速蓬勃的发展。
但是市场上的很多产品还是输出精度低，带负载能力较差，体积相对大等缺点。
当然这也给了数控电流源的发展指明方向就是不断完善上面的缺点不足。
数控直流电流源对精度的要求会越来越高。
单片机，新的控制理论，这些都为精确数控电源的发展提供基础。
从组成上，数控电流源分为器件、主电路和控制电路三部分。
在这个课题中我们主要分析的是基于单片机的数控直流恒流源系统的设计，电源是能够向负载提供恒定的电流。
因为恒流电源的在日常生活中应用范围比较广泛，在很多地方都是不可缺少的。
比如我们平时用充电器给蓄电池充电的时候，当蓄电池端电压逐渐升高的时候，充电电流就会慢慢的减少。
我们保证以电流不变充电，这时候就必须随时提高充电器的输出电压，这样劳动的强度和生产效率都会大打折扣，但是如果我们现在采用恒流源输电呢，就可以完全弥补其不足。
当我们对电阻器阻值的测量和分级时候，只要电流越稳定，那么我们就能使测量越准确。
它还可以给放大电路提供偏流，或者作为有源负载等等。
所以在差动放大电路中我们会经常看到它的应用。
1.2国内外研究现状、发展动态现状：在我们的国家，我们的电源技术以电力电子技术作为核心，从二十世纪六十年代就开始形成，在几十年的发展中，对系统效率的要求更高和对功耗的要求更低还有通信设备技术的更新这些都推动了我国电源行业中的直流/直流转换器迈向更高的灵活性与智能化，电源产业也因此得到了快速的发展。
在电源产业规模的的快速发展的同时，国家自然科学基金也提供的较大的帮助和以推动不断的创新，使我国电力电子技术的发展从吸收消化和一般跟踪发展从而迈向前沿的跟踪和基础的创新，我们国家也生产中了电源产业一些难度较大和国际先进水平相比的一些产品以及较多的具有代表性的研究成果以及产品。
我们国家做出了很多努力来促进电源行业的发展。
虽然发展快速但是我国电源产业和世界上一些发达额国家做比较，我们就会发现其实还是存在较大的差距呢。
随着技术的进步与发展，人们对数控恒定电流器件的需求越来越高。
曾经的恒流源器件正在被快速发展的恒流源系统所替代。
体积更小、精度更高、稳定性更好是未来恒流源的发展方向与拽求。
因为我们研究分析恒流源系统的设计组成是很有现实意义的。
相对与传统的智能电源模块，数字化智能电源模块减少了生产过程中的不确定因素和人为参与的环节从而减少了误差弥补了传统电源模块的不足，从而使电源模块中更加可靠、更具备智能化和产品一致性，这样极大的提高了生产的效率和生产的产品的可维护性。
二：总体方案的设计2.1 设计任务输入交流电压200～240V，50Hz；输出直流电压≤6.5V。
1、输出电流范围：0.04A～9.83A；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≤0.05；3、利用proteus软件对整体电路进行仿真验证。
2.2 设计思路设计思路是:这个系统是485总线控制的数控恒流源系统，包括多个数控恒流源的电压和电流监控及控制。
以单片机为主控制器，电脑输入信号后，由转换装置将Rs232接线转为Rs485总线。
Rs485接线分别接模版一，模块二等模块。
单片机接受到485传的数字信号，经过D/A转换输出模拟量，控制信号的变化。
上位机PC端对恒流源进行实时监控，通过单片机PIC16F877A的A/D输入端接口，实时把模拟量转化为数字量，再经单片机分析处理反映给上位机，在上位机上通过数字量形式展现出来，从而构成稳定的恒流源。
2.3 总体方案的设计在系统的总设计方案里面，我们会用到有单片机PIC16F877a模块，D/A转换模块。
，V/I转换等，最终确定的系统框图如图2.1所示：：图2.1 系统框图此方案采用电脑控制改变输入信号的方法来改变电流的大小。
利用DAC0832在单片机程序控制下提供可变的基准电压，电压经过V/I转换电路，压控恒流源系统最后得到电流通过单片机PIC16F877A的A/D转换接口将输出电流反馈至单片机进行比较，调整DAC0832的输入电压，从而达到数控的目的。
三：硬件模块的设计系统的成功与否很大程度上在与硬件模块的设计，我们分别分析以下模块3.1 稳压电源电路的设计这个系统中有单片机PIC16F877a，DAC0832，OP07等这些器件都需要稳压电源。
但由于我们是在运用Proteus仿真，所以对于此模块我们可以用软件自带的励磁电压替代。
3.2 恒流源电路的设计恒流源的设计我们采用运放和场效应管的压控恒流源。
这个电路较简单，稳定性较高。
电路由光耦合三极管，运算放大器OP07、大功率场效应管IRFP150N、采样电阻R1等组成。
输入的模拟信号通过光耦合三极管会输入一定的电压值，在这个电路中，调整管采用大功率场效应管IRFP150N工作于饱和区时，漏电流Id近似可以看作电压U10控制的电流，而场效应管的漏极电流和源极电流近似相等，所以可以看作为是珊极电压控制着源极电流的变化，通过测量采样电阻R1两端的电压值就可以断定是达到了恒流的效果。
电路如图3.1所示：图3.1 压控恒流源原理图3.3 采样电压、电流电路的设计在该电路中，采用OP07的求差电路测量负载的两端电压值输出模拟信号U8，输出的模拟信号再经OP07的放大电路使输出电压变为（R14+R13）/R13倍的电压，然后再将模拟信号连接单片机PIC16F877A的模拟信号接口RA0端，同时再将值返回给输入信号做比较。
如下图3.1所示：图3.1 负载电流、电压测量电路3.4 D/A和A/D转换器模块单片机与外部数据连接分别由A/D模块和D/A模块，所以这两个模块的选择与使用非常重要。
3.4.1.D/A转换器D/A转换器可以将从单片机输入的数字信号转化为容易比较直观测量的模拟信号。
DAC0832与微处理器兼容，并且是8分辨率的D/A转换集成芯片。
接口简单，价格较低这些都是它的优点。
DAC0832广泛的应用在单片机系统中。
8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路共同构成D/A转换器。
如下图3.2所示：图3.2 D/A转换器图D0～D7引脚是8位的数据输入线，TTL电平（5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”），在本系统中，这8个引脚作为单片机的信号输入线；ILE引脚：高电平有效，数据锁存允许控制信号输入线，在本系统中与单片机的RA2引脚连接；CS引脚：片选信号输入线，在本系统中做接地处理，低电平有效；WR1：这个是数据锁存器写选通输入线。
在本系统中ILE、CS、WR1均做接地处理；XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；WR2：这个引脚是DAC寄存器选通输入线，负脉冲有效。
在本系统中将WR2、XFER做接地处理。
IOUT1：电流1输出端，其值随DAC寄存器的内容变化而线性变化；IOUT2：电流输出端2，其值与IOUT1值之和为一常数；Rfb：这个引脚是反馈信号输入线，改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度；Vcc：电源输入端，Vcc的范围为+5V～+15V；* VREF：基准电压输入线，VREF的范围为-10V～+10V；* AGND：模拟信号地；* DGND：数字信号地。
3.4.2 A/D转换器由于我们用的是单片机PIC16F877A，而此单片机上面有RA0,RA1等模拟信号输入端，因此我们不需要再用其他A/D转换模块。
3.4.3 D/A与单片机连接电路在这个电路中，单片机的RD的8个引脚全接D/A0832的8个串行并行输入口，给VCC施加5V的电压，CS，WR1，GND均做接地处理。
ILE引脚接单片机RA2引脚作为单片机的参考电压输出。
整体D/A0832与单片机PIC16F877A连接电路如下图3.3所示。
图3.3 D/A与单片机图3.5 PIC16F877A控制模块在恒流源系统的设计中，我们本次选用功能强大的PIC16F877A单片机作为控制器。
3.5.1 PIC16F877A主要功能的简单介绍PIC16F877A单片机它的功能比较的齐全。
它有33个I/O引脚，A有6个，B 有8个，C有8个，D有8个，E有三个引脚。
它内部的功能可以做A/D转换器、模拟比较器，带比较和捕捉功能的定时器／计数器等等。
它的每个引脚基本都有2到三个功能。
在这个本次设计中，我们会用到它的A/D转换功能，实用性比较高。
在这次设计中我们主要用到的PIC16F877A系统配置引脚有：VDD：正电源端。
VSS：接地端。
OSCI/CLKIN：时钟振荡器晶体连接端1／外部时钟源输入端。
OSC2/CLKOUT：时钟振荡器晶体连接端2外部时钟源输出端。
主复位引脚.MCLRNPP：人工复位输入端（低电平有效）／编程电压输入端。
RA0到RA3，RE1，RE2：模拟信号输入端。
RD0到RD7：并行口与其它微处理器连接端口。
RC6,RC7：分别作为串行通信的发送和接收数据端口。
RC4，RC5：分别作为SPI数据输入，输出。
除此晶振CLOCK=4MHZ。
3.5.2 PIC16F877A与485总线连接电路RS485的传输距离比较远，从几米大至几千米，它的抑制共模干扰能力特别强，与232比较，485的串口通讯可以一对多，在本次设计中，一个上位机可以发信号给多个下位机进行控制，而上位机与下位机之间的通讯就是通过485线连接的。