基于单片机的数控恒流源设计-----硬件设计
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。
综上所述，本文针对数控恒流源设计中存在的问题提出了一种单片机控制的数控恒流源，提高了恒流源的结构精度和控制性能，在电路设计过程中具有重要意义。
未来研究将针对该设计进一步优化和开发，以改善控制技术性能。
2021年基于单片机数控恒流源设计
基于单片机数控恒流源设计海南大学嵌入式系统课程设计报告题目：基于单片机的数控恒流源设计学号： xx7402320007 姓名：陈竹梅班级： 1班专业：电子科学与技术指导教师：黄建清完成日期： 2020 年6 月 18 日基于单片机的数控恒流源设计摘要该数控直流恒流源采用模块化，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。
通过开关和按钮的设置，配合AT ___S52单片机的编程实现数字控制及数字显示，同时用DAC0832实现D/A转换，实时把采样电路上的模拟___转换成数字 ___，形成反馈，输出模拟控制电压，再用运算放大器组成电流负反馈系统来完成输出电流控制及恒定。
整个系统由单片机控制,输出部分使用运算放大器和功率放大器组成深度电流负反馈减少了输出端的电流波动，实现输出电流的恒定。
显示出实际的输出电流。
关键词单片机;数控恒流源;模块化; Abstract The NC DC constant current sour ___ adopts modularization, which is ___inly posed of six parts: SCM control module, keyboard input module, a / D conversion module, constant current sour ___ module, D / a conversion module and display module. Through the setting of switch and button, with the programming of AT ___S52 single chip microputer, digitalcontrol and digital display are realized. At the same time, DAC0832 is used to realize d / a conversion. The ___og signal on the sampling circuit is converted into digital signal in real time to form feedback and output ___og control voltage. The current negative feedback system is posed of operational amplifier to plete the output current control and constant. The whole system is controlled by single-chip microputer. The output part is posed of operational amplifier and power amplifier. The deep current negative feedback redu ___s the current fluctuation at the output end and realizes the constant output current. Shows the actual output current. Keywords single chip microputer; NC constant current sour ___; modularization; 目录 1前言 5 1.1研究目的及意义 5 1.2国内外研究现状 5 2章节概述 6 2.1设计方案分析 6 2.1.1两种设计方案分析 6 2.2系统工作原理 7 2.3系统模块概述 7 2.3.1系统组成框图 7 3电路硬件设计 8 3.1单片机功能介绍 8 3.1.1器件选择和作用 8 4模块单元设计 13 4.1设计原理分析 13 4.1.1 运算放大部分 14 4.1.2 晶振部分 144.1.3 复位电路 14 4.1.4 按键部分 15 4.1.5 数码管显示部分 15 4.1.6 A/D转换部分 15 4.1.7 D/A转换部分 16 4.1.8 存储部分16 5电路软件设计 17 5.1 系统设计思路 17 5.2 具体分步流程18 5.2.1键盘键入流程 19 5.2.2 A/D转换流程 19 5.2.3 D/A转换流程 20 5.2.4 小号共阳数码管显示流程 20 6系统调试分析 21 7实验及测试结果分析 22 8结论及未来展望 24 9致谢 26 10 ___ 27 附录1 28 附录2 29 附录3 29 附录4 30 1前言 1.1研究目的及意义本课程设计基于单片机数控直流恒流源设计，由运算放大器组成的恒流源电路，系统在利用A/D转换器对恒流源模块的输出釆样，根据采样值，通过单片机控制D/A转换器，使恒流源电路达到稳流的目的。
基于单片机的数控电流源设计
基于单片机的数控电流源设计摘要文中设计一种基于单片机控制的数控电流源。
核心部件是单片机,实现量程可选、输出可调、步进精确、纹波电流极小的功能,而且可将输出电流预置值、实测值在LED上同时显示。
经实验测试证明,此设计具有较高的控制精度。
关键词单片机;数控本文所设计的数控电流源采用PIC16F877A单片机为核心部件,键盘、显示、D/A、开关电源等模块为外围电路。
1设计要求和总体设计思路1.1设计要求本设计要求:输入220V,输出最高12V;通过键盘控制输出电流,步长为0.01A;采用LED显示输出电流,精度为0.02A;电流源稳流范围为(0.2-1)A。
1.2总体设计思路本设计采用开关电源,以达到输出范围和精度以及纹波的要求。
根据系统要求,采用D/A转换后,接运算放大器构成的功率放大来控制D/A的输入,从而控制电流值的方法。
本系统主要由数控部分、电源部分和键盘显示电路组成。
系统原理框图如图1所示。
图1数控电流源原理框图2硬件电路设计及软件选择根据数控电流源的设计要求,系统主要由控制模块、电源模块、D/A模块及键盘显示模块构成。
2.1控制模块的选择本设计采用的是PIC16F877A单片机控制。
与AT89C51单片机相比,PIC16F877A采用哈佛结构,能实现指令的单指节化,有精简指令集技术,寻址方式简单,I/O口驱动能力强,具备I2C和SPI串行总线端口,外围电路简洁,不仅便于开发,而且还可节省用户的电路板空间和制造成本。
程序保密性强,有低功耗、宽电压设计,能将相当一部分外围器件结合到一起,使用方便,抗干扰性能提高。
2.2电源模块的选择电源模块一般主要采用全桥整流加电容滤波电路、三端稳压集成电路外接扩流管和开关电源电路。
全桥整流加电容滤波电路广泛应用于一些要求不太高的直流电流源中,其驱动能力和后级的滤波电容有关,该电路显著的特点就是能够比较好的满足电流的瞬态相应,而如果负载要求持续的大电流输出,该电路将无能为力。
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
基于单片机控制的直流恒流源的设计
基于单片机控制的直流恒流源的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。
本文设计了一种基于单片机控制的数控直流恒流源。
该恒流源以 AT89S52 为控制核心，采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器 OP07 和达林顿管TIP122 构成恒流源的主体，配以高精度采样电阻及 12 位 D/A 芯片 MAX532、16 位 A/D 芯片 AD7715，完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制。
人机接口采用 4×4 键盘及 LED 数码管显示器，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能。
本文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。
增量式控制虽然只是算法上作了一点改进，却带来了如下的优点：一是算式中不需要累加，控制增量的确定仅与最近三次的采样值有关，容易通过加权处理获得比较好的控制效果；其次是计算机每次只输出控制增量，即对应执行机构位置的变化量，故机器发生故障时影响范围小、不会严重影响生产过程。
文章最后对该恒流源的主要性能参数进行了测定，测试结果表明：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：单片机，数字控制，恒流源，PID 控制算法目录第一章绪论 (4)§1.1恒流源的应用 (4)1.1.1 在计量领域中的应用 (4)1.1.2 在半导体器件性能侧试中的应用 (4)1.1.3 在传感器中的应用 (5)1.1.4 现代大型仪器中稳定磁场的产生 (5)1.1.5 在其他领域中的应用 (5)§1.2 恒流源的发展历程 (5)1.2.1 电真空器件恒流源的诞生 (5)1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类 (5)1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类 (6)第二章方案选择及论证 (7)§2.1 总体设计方案及性能指标 (7)2.1.1 总体设计方案 (7)2.1.2 性能指标 (7)§2.2 恒流源基本设计原理与实现方法 (7)2.2.1 引起稳定电源输出不稳定的主要原因 (8)2.2.2 恒流源的基本设计原理 (8)2.2.3 器件的参数计算及选择 (10)§2.3 电源的计算机仿真技术 (11)第三章系统的硬件设计 (13)§3.1 单片机功能介绍 (13)§3.2 电源模块的设计 (18)§3.3 A/D 模块设计 (18)3.3.1 AD7715 简介 (18)3.3.2硬件电路设计 (21)§3.4 D/A 模块设计 (22)3.4.1 MAX532 简介 (22)3.4.2 硬件电路设计 (24)§3.5 键盘接口电路设计 (24)3.5.1 键盘的工作方式 (25)3.5.2 接口电路设计 (23)3.5.3 按键抖动及消除 (26)§3.6 显示器接口电路设计 (26)3.6.1数码管驱动芯片 MAX7219 简介 (27)3.6.2 硬件电路设计 (29)§3.7 印刷电路板的制作 (29)3.7.1 元器件的布局 (30)3.7.2 电源线、地线的设计 (30)3.7.3 去耦设计和布线设计 (31)第四章系统的软件设计 (33)§4.1 控制算法 (33)§4.2 软件流程 (34)4.2.1 主程序流程图 (34)4.2.2 键盘中断子程序 (35)4.2.3 显示中断子程序 (36)第五章系统功能测试与分析 (38)§5.1 测试仪器 (38)§5.2 测试数据及结果分析 (38)第六章总结与展望 (42)参考文献 (44)数控恒流源程序 (45)第一章绪论众所周知，许多科学实验都离不开电源，并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、电流大小以及动态指标有着特殊的要求，然而目前实验所用的直流电源大多输出精度和稳定性不高；在测量上，传统的电源一般采用指针式或数码管来显示电压或电流，搭配电位器来调整所要的电压及电流输出值：使用上若要调整精确的电压或者电流输出，须搭配精确的显示仪表监测，又因电位器的阻值特性非线性，在调整时，需要花费一定的时间，况且还要当心漂移，使用起来非常不方便。
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AbstractConstant 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 on51 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…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表…………………………………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.................................................................................52.3 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………………………………………………………………………103.1 键盘模块 (10)3.2 液晶显示模块 (11)3.3D/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)4.3A/D转换流程图 (17)4.4D/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…………………………………………………………………206 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……………………………………………………………………251 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
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
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。
基于单片机的恒流源设计
基于单片机的恒流源设计摘要：随着电子技术的发展，产品数字化已经成为一种发展趋势，电子设备的精密度和稳定度备受关注。
性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，基于此，人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切。
本文介绍了一种数控恒流源的设计原理和实施方案，该方案运用D/A转换器（MAX531）、运算放大器等器件来控制场效应管输出电流的原理，以达到输出恒流的目的。
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。
系统还对输出电流进行实时采样，通过A/D （MAX187）转换器采样回单片机与用户设定的电流值进行比较，实现了对输出电流的监控。
同时通过键盘的控制,实现了输出电流值的预置，可步进调整、输出的电流信号可直接数字显示的功能，并具有输出电流实时监控超限报警等功能。
本设计与以往的恒流源相比，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；MAX187Constant current source design based on MCUAbstract：With the development of electronic technology, digital products has become a trend,the precision and stability of electronic equipment received extensive attention. Good performance of electronic equipment depends on a stable power supply first of all, based on this, people's demands on CNC constant current device is more and more pressing needs.This paper introduces a smart NC open-loop DC current source design principle and the implementation of the programmer, 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 Managing 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 current of the system to conduct real-time sampling, through the A/D converters with sampling to MCU users to set limit current to compare pressure to control the output current. At the same time, the keyboard control and realized the value of output current can be preset, stepping adjustment, the current signal can be directly figures show that the function, and real-time monitoring of the output current values, such as over-current 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1 系统结构及功能介绍 (1)1.1系统工作原理概述 (1)1.2系统的设计要求与内容 (2)2 设计方案 (3)2.1方案比较 (3)2.2最终方案的选用 (5)3 硬件系统设计 (6)3.1系统硬件基本组成 (6)3.2各模块单元电路设计 (6)3.3系统主要芯片的选择 (9)4 软件设计 (17)4.1概述 (18)4.2主程序结构 (19)4.3各模块子程序设计 (21)5 系统设计要点 (23)5.1硬件设计要点 (23)5.2共地问题 (24)5.3采样电阻的选择 (24)5.4D/A及A/D电路处理 (25)5.4软件调试 (25)6 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 (26)6.4负载阻值变化测试 (26)7 误差分析及功能改进 (26)参考文献 (28)附录1 (30)1 系统电路原理图 (30)2 系统程序设计 (32)附录2 (37)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。
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-----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的设计
差百分率测试：为了比较测量值和真实值的误差，我
们在２０～２０００ｍＡ之问选定了六个值相比较，误差百
分率计算公式为。
误差百分率， ＝半， ｘ １００％
（１１）
１２
式中，。为显示值；厶为测量值。
一７７—
万方数据
总第４８卷第．ｑ“１６期 ２０１１年第０６期
电测与仪表 Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
电压供电，用一个４．７１ｘＦ的电解电容和一个０．１ＩｘＦ
的瓷片电容去耦。
２．３数控部分
８９Ｃ５５单片机基本系统：数控核心采用８９Ｃ５５单
片机与ＥＥＰＲＯＭ，ＲＡＭ，地址锁存器７４ＬＳ３７３组成单
片机的基本系统，并对Ｐ２口的Ｐ２．０经７４ＬＳｌ３８地址
译码后作为８２７９的选通信号。在８９Ｃ５５引脚ｘｌ和
本数控恒流源系统可分为单片机控制部分、变压 整流和供电部分、Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换电路、恒流源电 路、键盘或显示器接口电路等几部分组成。系统框图 如图１所示。
一７５—
万方数据
总第４８卷第５４６期 ２０１１年第０６期
电测与仪表 ＥｌｅｃｔｒｉｃａＩ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
实验及ＭＡＴＬＡＢ仿真分析，测出系统的输出电流误差小于１ｍＡ，纹波电流不大于０．２ｍＡ。
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 ）
基于单片机的恒流源设计
基于单片机的恒流源设计摘要恒流源在日常生活中扮演着重要的角色，很多电子设备需要工作时候的电流处于稳定状态。
我们把可以保证给工作中负载供给恒定电流的电源叫做恒流源。
恒流源的用途很丰富，它能够在脉冲或者差动放大电路中产生作用，同样也能够作为它的有源负载，又可以提供给放大电路偏流用来使它的静态功能工作点处于稳定。
本文介绍了一种基于AT89C51单片机的数控恒流源的研制，该系统主要是由单片机系统电路、DAC转换电路﹑恒流电路。
设计的恒流系统具有精度高、稳定性高的特点。
在数字输入信号部分主要是利用单片机输出的数字量同时配有按键数字键控功能。
DAC转换模块将单片机输出的数字量转换为模拟量，以作为恒流电路的基准电压。
恒流电路部分以集成运放和达林管组成的电流负反馈电路来实现电流的恒定输出。
本设计为了增加人机交互采用数码管显示，可以使得数控恒流的效果更加直观。
本文阐述了精确实现恒流源的原理设计、完整的硬件原理图和软件流程图，并对部分软件模块的设计思想进行分析。
与此同时，也对生活中的可实现性进行仔细测试和仿真。
关键词：AT89C51;单片机;DA转换;恒流源。
A study of the constant current source based on MCUAbstractConstant current source in everyday life plays an important role in many electronic devices need to work in a stable state when the current. We can guarantee that the work load to a constant current power supply is called the constant current source. Constant current source uses a very rich, it can in the differential amplifier circuit in the pulse or an effect, it also can be used as an active load, and can be used to provide bias current to the amplification circuit of the static function of the operating point so that it is stable.This paper introduces a numerical constant current source AT89C51 microcontrollerdevelopment, the system is dominated by single-chip system circuit, DAC converter circuit﹑constant current circuit. Designed constant current system with high precision,high stability characteristics.In the main part of the digital input signal is digital output using the same chip with digital keying function keys. DAC conversion module microcontroller digital output is converted to analog,as the reference voltage constant current circuit. Part of an integrated constant current circuit op amp tubes and Darling current negative feedback circuit to achieve a constant current output.The design of human-computer interaction in order to increase the use of digital tube display, you can make the effect more intuitive numerical constant. This paper describes the precise design principles to achieve a constant current source, a complete hardware schematics and software flow chart, and part of the software module design ideas for analysis.At the same time, but also the life of the realization careful testing and simulation.Key words:AT89C51；SCM; DA conversion; constant current source第一章课题背景所谓恒流源必是输出电流与端电压无关、无温漂，同时其输出电流应该与所连接的外部结构无关。
基于51单片机的数控恒流源设计
基于51单片机的数控恒流源设计摘要：文章介绍了一种基于AT89C51单片机的数控恒流源，通过D/A转换实现输出电流的高精可调，通过采集采样电阻上的电压经A/D转换实现闭环控制，通过数码管显示当前输出电流。
该数控恒流源输出0~40 mA，精度0.2 mA 的数控恒流源。
关键词：AT89C51；闭环控制；数控恒流源恒流电流源是仪器仪表、电子电路领域一种重要的电子设备，运用广泛，但是目前很多恒流源只能输出某一种或某几种特定电流，通用性较差。
文章介绍了一种高精度的数控恒流源：通过键盘设定输出电流值，数码管显示当前电流值，实现0~40 mA可变输出，精度0.2 mA。
以满足测试、科研等各个领域的使用。
1 数控恒流源硬件设计本系统的硬件部分主要包括：电压—电流转换电路、电源电路、控制电路（包括数模、模数转换）、键盘输入及数码管显示电路等。
?譹?訛电压—电流转换电路。
电压—电流转换器电路如图1所示，通过U1电压跟随器，使得输入电流小，而输出电压基本不变。
U3A使得输出电流由R3流出。
理论计算：通过7端输入基准电压，保证■=■,则I=U/R3。
经实际测试，当基准电压输入40 mA，R3选用50 ?赘。
?譺?訛电源电路。
用于产生+9 V、-9 V、+5 V电压，给放大器、单片机、A/D、D/A供电以及提供基准电压。
本例中采用8位并行数模、模数转换器。
基准电压选5 V，分辨率可达0.0195 V。
?譻?訛控制电路。
控制电路如图2所示，通过键盘向单片机输入设定值，产生数字量输出，进入数模转换器，提供基准电压。
P3口接收采样电压经A/D芯片输出的数字量，在单片机内部进行比较，调整P2口的输出量，设定步进与比较精度，使得输出电流达到设定值。
?譼?訛显示部分。
采用74ls48,4-7译码器将单片机收到的采样电压以动态扫描的方式显示在四位七段数码管中。
以2-4译码器控制共阴极的导通。
2软件设计软件部分包括：按键检测部分、数码管显示部分、闭环控制部分。
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作者：郭燕来源：《教育界》2012年第15期【摘要】文章利用单片机的智能测控特点，设计一种基于C51系列单片机的数控恒流源。
单片机控制模块设定电流源输出，改善电流调节精度，消除小电流输出的非线性。
压控电流源是整个设计的核心，恒流调节，抑制纹波电流，还实现步进功能，提高电流的测量精确度。
【关键词】单片机 LCD 恒流源1 引言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。
本文介绍了一种基于C51系列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部分和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，输出到显示。
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。
2数控恒流源硬件设计1.单片机控制模块：C51系列单片机，硬件结构简洁明了，特殊功能寄存器功能规范且软件指令系统易于掌握。
2.显示模块：采用LCD，显示信息量大，且汉字可显，人机交互性强，选择它既可以减少IO口的资源，又可以使硬件精简。
3.数模转换模块：A/D模块选用TLC549，D/A模块选用TLC5620。
4.电源模块：由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
5.恒流源模块：压控恒流源，通过改变恒流源的外围电压，利用电压的大小控制输出电流的大小。
电压控制电路采用数控方式，利用单片机送出数字量，经D/A转换转变成模拟信号，再送到大功率三极管进行放大。
单片机系统对输出电流进行实时监控，采用数字方式作为反馈调整，由程序控制调节功率管的输出恒定电流。
当改变负载大小时，基本上不影响电流的输出，采用闭环控制系统使其维持电流恒定。
如图1所示：图1恒流源部分3 软件仿真与测试3.1 模块调试1. 液晶显示模块液晶显示器LCD1602的程序调试：（1）让第一行显示“setting：”，第二行显示“measure：”；（2）让第一行显示“setting：mA”，第二行显示“measure：mA”，中间空5个字符；（3）让第一行显示“se tting：0123mA”，第二行显示“measure：4567mA”。
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2.硬件设计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，MCU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。
2.1 MCU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。
利用STC89C52单片机将电流步进值或设定值通过换算由D/A转换，驱动恒流源电路实现电流输出。
输出电流经处理电路作A/D转换反馈到单片机系统，通过补偿算法调整电流的输出,以此提高输出的精度和稳定性。
2.4 键盘设计方案单片机输入设备通常有键盘、拨码开关、触摸液晶屏等，也可以采用红外遥控的方法进行输入。
鉴于本设计的输入设备主要用于设定电流，采用键盘作为输入设备。
单片机常用的键盘有全编码键盘和非编码键盘两种。
全编码键盘能由硬件逻辑自动提供与被按键对应的编码，如BCD码键盘、ASCII码键盘等。
价格一般较高，故一般单片机应用系统中比较少采用。
非白尼玛式键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘，在硬件上只提供通、断两种状态，其他工作都靠软件来完成，经济适用，在单片机系统中使用的较多。
方案1.独立式键盘独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路。
每个独立式按键单独占用一根I/O口线，每根I/O口线的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态，是一种简单的键盘结构。
当有任何一个按键按下时，与之相连的输入数据线即被置为逻辑“0”。
而平时该数据线上保持为逻辑“1”，单片机程序中只要通过查询与键盘相连的I/O引脚位即可方便地实现按键处理。
独立式按键键盘电路配置灵活，硬件结构简单，但每个按键必须占用一个I/O口线，在按键数较多时，I/O 口线浪费较大。
对于此次的数控电流源系统的设计，要求键盘能够方便的置入电流给定值，故至少需要设计0至9共10个数字按键。
此外还要有步进键“+”、“—”和“菜单”键等。
按键较多，所以不适合采用本方案。
方案2，矩阵式键盘为了减少键盘与单片机接口时所占用I/O口线的数量，在按键较多时，通常都将键盘设计成行列矩阵式。
在本系统的设计中由于需要有10个数字键、步进键“+”、“—”和“菜单”等，故采用16键的键盘。
可以设计成4*4的矩阵行列式键盘。
2.3 显示模块设计方案方案一：使用LED数码管显示。
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数码管显示器。
2.2 D/A转换模块设计方案方案一：采用并行D/A转换芯片采用并行数/模转换芯片DAC0832来构成D/A转换模块。
DAC0832是8-bit分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个D/A芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。
但由于其分辨率只有8-bit，太低，达不到本系统的设计要求，不采用本方案。
方案二：采用串行D/A转换芯片采用串行数/模转换芯片TLC5618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CM0S兼容的3线串行总线，可对TLC5618实现数字控制。
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特触发器，具有较高的噪声抑制能力。
TLC5618在5v电源下工作，功耗极低，并具有上电复位功能。
此外TLC5618不仅与单片机接口电路简单，而且外围电路也十分简单，故采用本方案。
2.2恒流源模块设计方案方案一：基于LM134的可调节的恒流源电路LM134是三端可调电流源，电流调节仅需要利用一个外部电阻，可编程电流范围为1μA ~10 mA ,电流精度为±3%，电流调节能力为0.02%/V。
ISET=(VR/RSET)*1.059由于本系统的设计要求电流的输出范围为1 ~200mA 故不采用本方案。
方案二：采用电压跟随器和达林顿管实现恒流源模块2.5 数据采集模块设计方案由于本系统设计的数控直流电流源输出的是直流电流，是一个模拟量。
我们需要将输出的电流值转化成一个数字量在显示模块上显示相应的数值。
所以数据采集模块本质上是一个模/数转化电路。
方案一：采用ADC0809芯片实现数据采集模块ADC0809是CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
由于ADC0809的分辨率只有8-bit,达不到本系统的设计精度的要求，故不采用本方案。
方案二：采用MC14433芯片实现数据采集模块MC14433是美国Motorola公司推出的单片3位半A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。
具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器。
采用模/数转换芯片MC14433和电压跟随器实现数据采集模块。
为了能够更好地实现电路隔离，电压跟随器用运算放大器来构成，使得其输入阻抗高，几乎不从信号源吸收电流，输出阻抗低，可视为电压源。
MC14433芯片的最大输出电压有199.9mV和1.999V两档，本系统设计选择1.999V档位。
2.5 辅助电源、主电源设计方案系统需要多个电源，单片机、D/A使用+5V稳压电源，运放需要+15V稳压电源。
此外，主电源+VCC要为负载提供电流与电压，需要具有较大输出功率。
方案一：分立元件构成直流电压源典型的串联型稳压电路见下图2所示。
是由调整环节，比较放大环节，基准环节和取样环节所组成的电压负反馈闭环系统。
取样环节：由R1、R2和RP组成的分压电路。
它将输出电压U0的变化取回一部分UF（称取样电压）送刀比较放大器的基极。
基准环节：由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压UZ。
比较放大环节：由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。
比较放大器对取样电压UF 和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。
调整环节：由基极偏置电阻R4及调整管组成。
实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用，其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。
分立元件串联型稳压电路采用分立元件设计直流稳压电源，制作和调试都比较复杂，故不采用本方案。
方案二：采用集成稳压器设计直流电压源集成稳压器又叫集成稳压电路，将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路，用分立元件组成的稳压电源，固有输出功率大，适应性较广的优点，但因体积大焊点多可靠性差而使其应用范围受到限制。
集成稳压器具有体积小、外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性强等优点。
近年来，集成稳压电源已得到广泛应用，其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器应用最为普遍。
三端集成稳压器的输出电压是固定的，是预先调好的，在使用中不能进行调整。
根据系统设计的要求，需要输出电压为+/-5V和+15V的辅助电源两个，可以采用LM317H和LM337三端集成稳压芯片。
此外，还要一个输出电压为+15V的主电源。
由于系统对主电源的电流要求高达2A，而集成稳压芯片LM317的最大输出电流的典型值为1.5A，故主电源中采用三端集成稳压芯片LM338。
特别注意的是，由于主电源的功率较大，LM338需要配上大散热片。
系统硬件设计与实现4.1 主电源、辅助电源电路在本系统的设计中，单片机、D/A和数据采集模块需要±5V稳压电源，运放需要+15V稳压电源。
故需要输出电压分别为±5V和+15V的两个直流稳压辅助电源。
LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。
此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。
lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。
在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。
由LM317构成的电压分别为+5V和+15V的辅助电源的电路图如下。
±5V辅助电源的电路图+15V辅助电源的电路图主电源+VCC为负载提供电压和电流，是一种具有较大输出功率的直流稳压电源。
当负载电阻取最大值5Ω、输出电流去最大值2A时，负载电阻分压为10V，采样电阻分压为2V，而达林顿管管集电极与发射极之间的压降至少要有约3V，所以主电源的输出电压至少要为15V，而且要能够提供至少2A电流的能力。
LM338是大电流可调集成稳压器，最大输出电流为5A，可调输出范围1.25V—25V。
由LM338构成的电源的滤波电容要大，并且要关联一个小的电容器以便对高频进行滤波，电容尽量靠近管脚。
此外，LM338是串联调整型的稳压电源，所以它在输出小电压大电流的时候管压降很大，管子功耗相应也大，温度会很高，所以使用时要加大的散热器。
以三端集成稳压芯片LM338为核心的+15V 的直流稳压电路如下图所示：主电源的电路图4.1 MCU控制器电路图通过键盘模块输入给定的电流值或是步进调整信号传送给单片机，单片机在接受到信号后进行处理运算，并显示其给定的电流值，然后经D/A转换以输出电压，驱动恒流源电路实现电流输出，并将采样电阻上的电压经过A/D转换输入单片机系统，通过补偿算法进行数值补偿处理，调整电流输出。
最小系统的核心为STC89C52，为了方便单片机引脚的使用，我们将单片机的引脚用接口引出，电路下图所示：4.5 键盘电路设计在设计中，使用标准的4x4键盘，的可以实现0～9数字输入，键盘对单片机输入数据，键盘为 4*4 矩阵键盘，用 AT89S51 的并行口 P1 接 4×4 矩阵键盘，以P1.0 ~P1.3作输入线，以P1.4 ~P1.7 作输出线 4×4 矩阵键盘识别处理每个按键有它的行值和列值行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。