高精度数控恒流源设计与实验
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
一种高精度数控双极性恒流源电路的设计
一种高精度数控双极性恒流源电路的设计引言近年来，随着计算机使用的普及，在实际的测量和控制中，特别是由计算机参与的测控过程中，数控恒流源往往是电路中不可缺少的组成部分。
随着大规模集成电路的发展，测控技术在精度方面提出了更高要求。
本文设计的高精度数控双极性恒流源电路主要由D/A 芯片AD5542，基准源芯片ADR433，高精度运放OP97 和三极管来实现。
系统硬件设计该高精度数控双极性恒流源的系统框图如图1 所示，它由总线端、数字隔离电路、D/A 转换电路、V/I 转换电路组成。
计算机通过总线传送给D/A 芯片码值，D/A 将码值转换成相应的电压，然后通过V/I 转换电路将电压转换成电流，由于该D/A 输出的电压是双极性的，因此可以获得双极性的电流。
D/A 转换电路数字隔离电路就是用专门的磁隔SI8440 芯片来对计算机输出的数字信号和D/A 输出的模拟信号进行隔离。
D/A 转换电路中的D/A 芯片采用ADI 公司的AD5542，这是一款单通道、16 位、串行输入、电压输出数模转换器，采用5V 单电源供电;采用多功能三线式接口，并且与SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP 接口标准兼容;其具有±0.5LSB 的积分非线性典型值，±0.5LSB 的微分非线性为-1.5LSB 的增益误差，±0.1 ppm/℃的增益误差的温度系数，±1 LSB 的双极性零点误差，±0.2 ppm/℃的双极性零点误差的温度系数，-VREF～VREF 的输出电压范围，在常温下无需进行任何调整就可提供16 位性能;其输出不经过缓冲，可。
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。
高精度数控恒流源
摘要本文介绍了一种开环智能数控直流电流源的设计原理和实施方案，该方案采用D/A（MAX531）转换器、运算放大器等器件来控制场效应管导通状态的原理，达到了输出恒流的目的。
整个系统采用AT89S52单片机作为主控部件，将预置电流值数据送入D/A转换器（MAX531），经硬件电路变换为恒定的直流输出，同时采用基本没有温度漂移的康锰铜电阻丝作为精密采样电阻。
采用性能优于普通晶体管的场效应管作为恒流源的主要部件，大功率晶体管作为扩流电路的主要器件，结合三端稳压管和多层滤波使得整个系统性能提升了一个层次，从而实现了高精度恒流源的目的。
系统还对输出电压进行实时采样，通过A/D转换器采样回单片机与用户给定的限压值进行比较，从而监控了输出电压。
同时通过键盘的控制,实现了输出电流值和限压值可预置，可步进调整、输出的电流信号和电压信号可直接数字显示的功能，并具有输出电压实时监控限压报警并自动降低输出电流等功能。
与以往的直流恒流源相比，此次所设计的恒流源具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点。
关键词：恒流源 AT89S52单片机 MAX531 MAX187AbstractThis paper introduces a smart NC open-loop DC current source design principle and the implementation of the programme, using the D / A (MAX531) converters, op amp, and other devices to control FET on-state principle, the output reached constant current purposes. AT89S52 the entire system uses a single-chip microcomputer control components, preferences current value data will be sent to the D / A converters (MAX531), the hardware circuit for the constant transformation of DC output, but not using the basic temperature drift Concord Manganin resistor Silk as a sophisticated sampling resistor. Performance is better than the ordinary use of the FET transistor as a constant current source of major components, high-power transistors as expanding the main circuit device, the combination of three-terminal regulators and the multi-filter makes the whole system a performance boost levels to achieve a high-precision constant current source purposes. Output voltage of the system to conduct real-time sampling, through the A / D converters with sampling to MCU users to set limit values to compare pressure to control the output voltage. At the same time, the keyboard control and realized the value of output current and voltage-limiting values can be preset, stepping adjustment, the current signal and the output voltage signal can be directly figures show that the function, and real-time monitoring of the output voltage, such as over-voltage alarm function. In the past compared to DC current source, the design of a high-precision constant current source, simple structure and work stability, and easy to operate, low cost, with a payload capacity, and other advantages.Key words: Current source AT89S52MCU MAX531 MAX187目录摘要 (I)前言 (1)第一章系统结构及功能介绍 (2)1.1系统工作原理概述 (2)1.2系统的特点和使用 (2)1.2.1 系统的特点 (2)1.2.2 系统的使用说明 (3)第二章设计方案 (4)2.1方案比较 (4)2.1.1整体方案 (4)2.1.1.1 方案一 (4)2.1.1.2 方案二 (5)2.1.1.3 方案三 (5)2.1.2恒流源方案 (6)2.1.2.1 方案一 (6)2.1.2.2 方案二 (6)2.1.2.3 方案三 (7)2.2最终选用方案 (7)第三章硬件系统设计 (8)3.1系统硬件基本组成 (8)3.2各模块单元电路设计 (8)3.2.1 电源电路 (8)3.2.2 扩流电路 (9)3.2.2.1 电路的优点. (9)3.2.2.2 电路工作原理 (10)3.2.3 恒流电路 (10)3.2.4 采样电路 (11)3.3系统主要芯片介绍 (12)3.3.1 AT89S52单片机 (12)3.3.2 MAX531 (12)3.3.3 MAX187 (13)3.3.4 AT24C16 (14)第四章软件设计 (18)4.1概述 (18)4.2主程序结构 (18)4.3各模块子程序设计原理 (20)4.3.1 MAX531工作原理 (20)4.3.2 MAX187工作原理 (20)4.3.2 键盘扫描原理 (21)4.3.3 LCD 12864显示 (22)第五章系统调试 (23)5.1硬件设计要点 (23)5.1.1 共地问题 (23)5.1.2 采样电阻选择 (23)5.1.3 D/A及A/D电路处理 (24)第六章数据测试及分析 (25)6.1输出电流测试 (25)6.2步进电流测试 (26)6.3 工作时间测试 (27)6.4 负载阻值变化测试 (28)6.5 输出电压值测试 (29)第七章结束语 (31)参考文献 (32)附录 (33)一、系统电路原理图： (33)图1.1 系统电源原理图 (33)图1.2 系统恒流源电路原理图 (33)图1.3 系统单片机最小系统原理图 (34)图1.4 系统D/A、A/D原理图 (34)图1.5 系统显示电路及存储电路 (35)二、系统部分程序设计 (35)2．1 MAX531子程序 (35)2．2 MAX187子程序 (36)2．3 键盘扫描子程序 (37)2．4 AT24C16子程序 (38)2．5 LCD12864子程序 (42)致谢 (44)前言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。
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。
新型高精度数控交流恒流源的设计
１ 引
ａ ｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ，ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ，ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ，ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ，ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｌ ｏ ｗｅ ｒ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ — ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ （ ＡＣＣＳ ），ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｗ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ
中 圈分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ 国 家 标 准 学 科 分 类 代 码 ：５ １ ０ ． ８ ０ ４ ０
Ｔｈｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ｅ ｗ ｈｉ ｇ ｈ — ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｎｇ
ｎｏｉ ｓ ｅ ．
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。
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。
高精度数控直流恒流源的设计与实现_黄天辰.pdf
2013 年 仪 表 技 术 与 传 感 器2013 第 6 期Instrument Techniqueand SensorNo. 6高精度数控直流恒流源的设计与实现黄天辰，贾 嵩，余建华，郎 宾( 军械工程学院，河北石家庄 050003)摘要: 设计并实现了一种基于单片机的高精度数控直流恒流源。
该电源以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基 础，以 AT89S51 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，采用 12 位高精度 D /A 转换器TLV5616 控制压控恒流源的输出电流，并利用 12 位高精度 A /D 转换器 TLC2543 测量输出电流; 为方便数字化控制，采用 矩阵式键盘作为电流输出设定装置; 为达到更好的人机交互及低功耗要求，采用 LCD1602 型液晶显示屏显示设定的电流 和实际输出电流。
实践表明: 所设计的数控直流恒流源具有纹波小、精度高、稳定度强等优点，而且操作简单、价格低廉、扩展性强，具有较高的实用价值。
关键词: 数控; 直流恒流源; 单片机; 数模转换器; 模数转换器中图分类号: TM911; TP391 文献标识码: A 文章编号: 1002 － 1841( 2013) 06 － 0027 － 03Design and Realization of Digital Controlled DC Current Sourcewith High-precisionHUANG Tian-chen ，JIA Song ，YU Jian-hua ，LANG Bin ( Ordnance Engineering College ，Shijiazhuang 050003，China )Abstract : A digital controlled DC current source with high-precision based on MCU was designed and realized ． The voltage-controlled constant current source based on the current- current feedback was the foundation ，and the AT89S51 MCU was the con-trol core of digital control ． For high precision ，the output current was acquired by 12-bit digital-to-analog converter TLV5616 and measured by 12-bit analog-to-digital converter TLC2543． For the convenience of operation and the low power waste ，the matrix key-board was acted as operating equipment and LCD1602 display the current of setting and actual output ． It is proved this current source has the character of low ripple ，high precision ，output constant ，easy control ，low cost ，powerful extensibility and highpracti-cal value ．Key words : digital control ; DC current source ; MCU ; DAC ; ADC0 引言低纹波、高精度直流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。
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
高精度数控恒流源
高精度数控恒流源简介高精度数控恒流源是一种用于驱动和控制直流电机的装置，可以根据设定的电流值精确地输出恒定的电流。
它具有高精度、可调节范围广、稳定性好等特点，适用于各种需要恒定电流的应用场合。
工作原理高精度数控恒流源的工作原理基于反馈控制系统。
它通过测量电路中的电压和电流，并与设定的目标电流进行比较，然后通过调节输出电压或电流的方式来实现恒定电流输出。
具体来说，高精度数控恒流源一般由以下几个部分组成：1.控制电路：控制电路担负着整个系统的控制任务。
它可以根据用户设定的目标电流值，通过反馈控制算法计算出合适的控制信号，并将其发送给功率电路。
2.反馈电路：反馈电路用于测量实际电流和电压，将测量结果用作控制电路的输入。
常见的反馈方式包括电压放大器、电阻和电压表等。
3.功率电路：功率电路根据控制电路发送的控制信号，控制输出电流或电压。
它通常由功率放大器、开关元件和滤波电路等组成。
特点与优势高精度数控恒流源具有以下特点与优势：1.高精度：采用先进的控制算法和精确的测量技术，实现恒定电流的高精度输出。
通常，其精度可达到0.1%或更高。
2.宽范围调节：可以根据实际需求，设定不同的电流值，满足不同工作条件下的要求。
调节范围通常为输出电流的10%到100%。
3.稳定性好：通过反馈控制系统的稳定性设计，使高精度数控恒流源具有较好的输出稳定性。
输出电流的波动范围一般在0.1%以内。
4.高效率：采用高效的功率放大器和滤波电路，最大程度地减少功率损耗，并提高能源利用效率。
5.多种保护功能：内置多种保护功能，如过流保护、过温保护、短路保护等，保证设备的安全运行。
6.易操作性：采用直观的用户界面和易于操作的控制方式，使用户可以方便地进行设定和调节。
应用领域由于高精度数控恒流源的特点和优势，它被广泛应用于各个领域，包括但不限于：1.工业自动化：用于驱动和控制直流电机，如机床、工业机器人等，实现恒定电流驱动和精确控制。
2.实验研究：在科学研究和实验中，高精度数控恒流源可以提供稳定的电流源，满足实验和研究对电流的需求。
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。
高精度数控恒流源设计与实验
50 引言在仪器仪表中常需要用到高精度数字控制恒流源,主要表现在输出电流范围大,步进电流分辨力高[1]。
本文的目标是以200～240V、50Hz交流电源为输入,设计输出电流20mA～2000mA,步进1mA,电压≤10V的恒流源电路。
为此,基于集成运放和调整管构成的负反馈恒流源电路,合理计算电路参数,并设计由控制器、键盘、显示器和数模、模数转换器构成的控制、测量方案,达到给定电流值即能数字化控制输出需要的电流并进行测量的目的,同时满足测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字的要求。
1 系统方案设计系统组成如图1所示,采用单片机作为控制器,接收用户从键盘输入的电流预置值,控制D/A转换器输出电压信号Ui,作为恒流源电路的控制电压,实现数控输出恒定电流到负载。
电流通过采样电阻转化为电压,经A/D转换送回控制器,计算处理后由LCD显示实际电流值。
1.1 控制电路设计控制器选用AT89C52型号单片机,通过P0口驱动键盘,P3.5～P3.7和P2驱动LCD显示器,P1口驱动A/D转换和D/A转换电路,如图2所示。
其中LCD1602可模块显示汉字、数字、字母符号,4*4矩阵式键盘通过行、列扫描识别按键动作从而设置电流值,16个按键定义为0～9数字、+、-、确定、取消以及光标左移、右移功能键,支持随机输入和步进调整电流给定值。
单片机接收到电流给定值时经D/A转换器输出控制电压,控制恒流源电路输出电流,对采样电阻的电压进行A/D转换,显示电流实测值。
1.2 恒流源电路的组成原理利用集成运放和调整管组成恒流源电路,如图3所示。
其中集成运放采用TL082,具有低功耗、共模和差分电源范围宽、低输入偏置电流等特点[2]。
调整管采用型号为IRF640的N沟道增强型金属氧化物场效应管(MOSFET),开关速度快、导通阻抗小(不大于180m欧)及低热阻、低成本、坚固耐用等优点,常温下输出10V电压时漏极电流16A,功耗50W以下,适应于离线开关模式的电力供电,显示器电源、马达控制电路及通用开关应用[3]。
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。
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。
数控直流恒流源
数控直流恒流源 Last updated on the afternoon of January 3, 2021数控恒流源设计与总结报告摘要：本设计以89C52为主控器件，采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器OP07和大功率场效应管IRF640构成恒流源，通过12位A/D、D/A转换芯片，完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能，人机接口采用4*4键盘及LCD液晶显示器。
该系统电流输出范围为20mA～2000mA的数控直流电流源。
该电流源具有电流可预置，1mA步进，同时显示给定值和实测值等功能。
关键词： 89C52 恒流源 AD DA1 系统设计设计并制作数控直流电流源。
输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。
其原理示意图如下所示。
图数控直流电流源原理示意图设计要求题目要求设计并制作数控直流电流源。
输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。
其要求如下:1.1.1 基本要求（1）输出电流范围：200mA～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％+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；（6）自制电源。
1.1.2 发挥部分（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的％+3个字；（3）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 mA；（4）纹波电流≤；（5）其他。
总体设计方案本设计要设计的基于单片机控制的直流恒流源，以直流稳压电源和稳流电源为核心,结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。
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。
高精度恒流源的设计与制作
6
。好很是不能性流恒�时化变生发 ECV 或 CCV 当是点缺路电源流恒种这
�法方种一的源流恒成构管体晶由种一了明表 5-2 图
电的源流恒极基定固种这了出画别分 )c()b()a(4-2 图�源流恒个一为效等就间之 E-C 则�BI 流电极基定固�区大放在置偏 TJB 让�现发以可�b�4-2 图察观 源流恒流基定固 4-2 图
提 了 到 得率 效 产生 , 低 降 度 强 动劳 使 而从 , 压 电 出输 其 整 调必 不 以可 就 后 电 充 会就流电电充 ,高升渐逐的压电端池电蓄着随 ,时电充池电蓄对器电充的常通用 �如例。要重为尤得显造制和计设的源流恒得使�用应泛广的域领等术技器感传 和讯通代近、导超、光激及以量测体导半、源光电、学化电、子电在源流恒 源流恒用采但 ,压电出输的器电充高提时随须必 ,电充流恒证保了为�少减应相
LRoI+RU=pU
中其
�NU=pU 有应器大放算运成集的想理于对。示所 6-2 如源流恒地接的单简最 。种两源流恒载负地接和源流 恒载负置浮为分地接否是载负其据根常通�多很由式形体具�大很压电出输和流 电出输者后。V01�Am01 于大不般一�制限值限极出输放运成集受压电出输和流 电出输其但�单简常非路电者前。源流恒型馈反的器大放较比作放运成集用及以 远利 亨的成 构性 特环闭 器大放 算预成 集用 利接直 括包源 流恒 型放运 成集㈠ 源流恒路电成集.4
。型模和线曲性特安伏、路
路电源流恒的成构管体晶型极双.2 到达可�oiΔ/oUΔ=iR�阻电态动�定恒 oI 流电持保可内围范压电的宽当相在则 。件器流恒流电小压高为作来用利可上则原�此因。级量数欧兆
�化变的 fU 压电丝灯随 �oI/oU=DR� 阻电流直其用利 �时定一 aU 压电极阳当 路电源流恒管极二和性特极阳的 P2D1 3-2 图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高精度数控恒流源设计与实验作者：余金栋
来源：《数字技术与应用》2020年第03期
摘要：采用TL082集成运放和IRF640大功率场效应管构成恒流源主电路，以AT89C51单片机、4*4键盘、液晶显示器和12位A/D、D/A转换器构成数字控制系统，合理计算反馈电路的参数，实现高精度控制输出电流并进行测量。
试验表明，电流在20mA～2000mA范围内可1mA步进或随机预置，控制和测量误差达到0.1%+3个字。
关键词：恒流源;数字控制;场效应管;A/D;D/A
中图分类号：TN709 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0005-02
0 引言
在仪器仪表中常需要用到高精度数字控制恒流源，主要表现在输出电流范围大，步进电流分辨力高[1]。
本文的目标是以200～240V、50Hz交流电源为输入，设计输出电流20mA～2000mA，步进1mA，电压≤10V的恒流源电路。
为此，基于集成运放和调整管构成的负反馈恒流源电路，合理计算电路参数，并设计由控制器、键盘、显示器和数模、模数转换器构成的控制、测量方案，达到给定电流值即能数字化控制输出需要的电流并进行测量的目的，同时满足测量误差的绝对值≤测量值的0.1%+3个字的要求。
1 系统方案设计
系统组成如图1所示，采用单片机作为控制器，接收用户从键盘输入的电流预置值，控制D/A转换器输出电压信号Ui，作为恒流源电路的控制电压，实现数控输出恒定电流到负载。
电流通过采样电阻转化为电压，经A/D转换送回控制器，计算处理后由LCD显示实际电流值。
1.1 控制电路设计
控制器选用AT89C52型号单片机，通过P0口驱动键盘，P3.5～P3.7和P2驱动LCD显示器，P1口驱动A/D转换和D/A转换电路，如图2所示。
其中LCD1602可模块显示汉字、数字、字母符号，4*4矩阵式键盘通过行、列扫描识别按键动作从而设置电流值，16个按键定义为0～9数字、+、-、确定、取消以及光标左移、右移功能键，支持随机输入和步进调整电流给定值。
单片机接收到电流给定值时经D/A转换器输出控制电压，控制恒流源电路输出电流，对采样电阻的电压进行A/D转换，显示电流实测值。
1.2 恒流源电路的组成原理
利用集成运放和调整管组成恒流源电路，如图3所示。
其中集成运放采用TL082，具有低功耗、共模和差分电源范围宽、低输入偏置电流等特点[2]。
调整管采用型号为IRF640的N沟道增强型金属氧化物场效应管（MOSFET），开关速度快、导通阻抗小（不大于180m欧）及
低热阻、低成本、坚固耐用等优点，常温下输出10V电压时漏极电流16A，功耗50W以下，适应于离线开关模式的电力供电，显示器电源、马达控制电路及通用開关应用[3]。
MOSFET是单极型晶体管，属于电压控制电流型器件，漏极电压不变时流过的漏极电流是栅、源极所加电压的线性函数，且控制性能好。
本设计中采用热稳定性好的康铜丝绕制成取样电阻R6与MOSFET串联，取其两端电压经集成运放与输入信号构成电压并联负反馈电路。
TL082_B构成电压跟随器反馈变动的负载电压，TL082_A作为比较器产生脉冲控制调整管的通断。
依据理想运放虚短、虚断原理，列写TL082_A的同相端、反相端电流、电压方程如式（1）、式（3），其中反馈电压Uf表示为式（2）：
由式（4）可见，负载电流由输入电压决定，与负载的大小无关，即负载电阻在一定范围内变化时输出电流保持不变，构成恒流源电路。
1.3 D/A转换电路设计
系统需要输出电流范围为20mA～2000mA，考虑输出上限时对应的二进制数11111010000B以及1mA的步进值，选用12位的TLV5618作为D/A转换器[4]，单片机通过3线串行总线驱动，可编程其输出电压范围为基准电压的两倍，输出电压如式（5）所示：
（5）
其中Vref为输入参考电压，data是由单片机输出的0×0000～ 0×0fff之间的数字量，若采用2.56V参考电压，输出电压可达5V，最小步进电流为0.5mA，最大输出恒流电流可达2048mA，符合设计需要。
1.4 A/D转换电路设计
采用12位逐次逼近型A/D转换器MAX187，三线串行接口，转换速率快，功耗低[5]。
MAX187内部参考电压Vref为4.095V，范围为0～4095（0×000～0×0FFF），假设MAX187输入电压为为AD_in伏特，则输出的数字量如式（6）所示：
× ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; （6）
可见，A/D的输入电压范围为0～4.095V，分辨力为1mV，采用1Ω的采样电阻可分辨
1mA电流，符合需要。
1.5 系统供电电源设计
系统最高输出电流为2000mA采用2.5V参考电压即可，由于单片机、A/D、D/A的电压等级为5V，集成运放需要±15V电源，因此采用三端集成稳压器78H05、78H15、79H15提供所需电压，确保系统稳定可靠工作。
2 系统控制软件设计
单片机的控制软件流程设计如图4所示，在系统初始化之后按顺序实现A/D转换、显示、扫描按键、D/A转换等任务。
编程时需要注意协调好各个任务之间的关系，例如为了确保快速响应按键，可通过定时器中断方式驱动按键扫描任务，而将A/D、D/A转换和显示等任务放在主循环中。
同时也要注意界面友好设计，例如在给定值为20～2000mA之间时显示“SET OK”，超过范围时显示“ERROR”。
3 测试实验
实验采用精度为0.1%的数字式万用表进行测试，按键步进1mA或在20～2000mA范围内随机设置给定值，记录实测电流和显示值见表1。
分析数据可见，显示误差和控制输出误差均小于5mA，符合0.1%+3个字的目标。
4 結语
用AT89C51单片机控制12位A/D、D/A转换器，采用MOSFET、高精度采样电阻配合集成运放构成负反馈放大电路，采用2.56V基准电压可实现输出20mA～2000mA电流，步进分辨力可达到0.5mA，满足1mA步进要求，控制输出和测量精度不大于5mA满足0.1%+3个字的要求。
参考文献
[1] 曲学基，王增福，曲敬铠.稳定电源实用电路选编[M].北京：电子工业出版社，2003.
[2] TI公司.TL082手册[Z].
[3] IR公司.IRF640手册[Z].
[4] TI公司.TLV5618手册[Z].
[5] 美信公司.MAX187手册[Z].
Abstract：The integrated operational amplifier TL082 and high power FET IRF640 are used to form the main circuit of constant current source. Microcontroller AT89C51， 4 * 4 keyboard，LCD， 12 bit A/D and D/A converter are used to form the digital control system. By reasonably
designing the parameters of the feedback circuit， the output current is controlled and measured the output current with high precision. The experiment shows that the current can be changed by 1mA step or preset random in the range of 20mA-2000mA， Output and measuring error reaches 0.1% plus 3 words.
Key words：constant current source （CCS）;numerical control（NC）;MOSFET;A/D;D/A。