数控直流电流源总体设计方案
全国大学生电子设计竞赛设计报告
编号：F甲1004
题目：数控直流电流源
学校：山东大学
参赛队员姓名：杨喜超，夏驿杰，马云朋
目录
一.摘要-------------------------------------------------------------------------3 Abstract And Keyword---------------------------------------------3
二.方案选择与论证----------------------------------------------------------4
2.1设计要求-------------------------------------------------------------
2.2总体设计方案-------------------------------------------------------------
2.2.1设计思路-------------------------------------------------------------
2.2.2控制模块的模拟电路设计方案确定----------------------------
2.2.3软件仿真模拟确定方案--------------------------------------------
2.2.4人机界面-------------------------------------------------------------
2.2.5声光报警提示--------------------------------------------------------
三.系统的具体设计与实现-----------------------------------------------------
3.1.系统的硬件设计-------------------------------------------------------------
3.1.1电源部分-------------------------------------------------------------
3.1.2键盘/显示器接口电路---------------------------------------------
3.1.3电压控制电流模块-------------------------------------------------
3.1.4 D/A和A/D模块原理图-----------------------------------------------
3.1.5声光报警模块----------------------------------------------------------
3.2系统的软件设计-----------------------------------------------------------
3.2.1主程序流程图----------------------------------------------------------
3.2.2预设置子菜单程序流程图--------------------------------------------
3.2.3显示输入步进子菜单流程图------------------------------------------
3.2.4步进调节输出子菜单流程图-------------------------------------------
四.系统功能测试及其整体指标----------------------------------------
4.1 使用的仪器仪表记录表------------------------------------
4.2.2步进调整档位测试记录分析-------------------------------------------
4.2.3，纹波电流的测定记录与分析------------------------------------------
4.2.4测试结果分析-----------------------------------------------------------
五.结束语----------------------------------------------------------------------------- 参考文献
数控直流电流源
摘要
本系统采用SPCE061A 16位单片机作为控制核心的直流源，可以完全按用户要求输出相应电流值的智能数控直流源，其电流输出可以进行按照不同幅度调节。本设计采用了高共模抑制比低温漂的直流放大器OP07，因其一般工作在闭环状态只要外接几个电阻即可构成具有深度负反馈的放大器，故可以在反馈性恒流源电路作比较器，使其各项性能指标得到显著提高。我们采用12位D/A转换器AD767实现D/A转化得到近似线形电压，为放大器提供基准电压来控制电流放大器产生相应的电流，同时通过12位A/D转换器AD574进行电压采样，利用软件对电流进行闭环调节，以达到获取精确电流的目的。
关键词：高共模抑制比集OP07 闭环调节 AD767 AD574 SPCE061A 数控电流源Abstract:
This system is a numerical control direct current supply which adopts the
SPCE061A, 16_bit MCU, as the control core. Our intelligent works can output the requiring exact current under the user’s order. Besides, the current output can change in different scales. The operational amplifier OP07 with a high CMRR and a low temperature drift，which can make up a deep-feedback amplifier with only several resistances，can be used as the comparator in the current producer in order to optimize our all kinds of guidelines. The MCU provides the 12_bit D/A converter AD767 with digital signals to make the signals converted into exactly linear voltages, which is used to supply the current module a reference benchmark to produce the direct current. In the mean time, the 12_bit A/D converter AD574 pick up the voltage sample from
the circuit, which is used as the measurement value displayed on the LCD screen as well as a reference. Then our software will work as a regulator based on the AD value (a close loop with the DA output) to ensure our works to output the high accurate current.
Keywords:
OP07 with a high CMRR and a low temperature drift,
close-loop adjusting, 12_bit D/A converter AD767,
12_bit A/D converter AD574, SPCE061A(MCU),
numerical control direct current supply
二.方案选择与和论证
2.1设计要求：
2.1.1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。
2.2.2、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0.1％+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0.1％+1 mA；
（4）纹波电流≤0.2mA；
（5）其他。
2.2总体设计方案
2.2.1控制核心MCU方案选择
我们的控制核心采用SPCE061A单片机
SPCE061A是继μ’nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又一个16位结构的微控制器。
主要性能如下：
■16位μ’nSP微处理器；
■工作电压：VDD为2.4~3.6V(cpu), VDDH为2.4~5.5V(I/O)；
■CPU时钟：32768Hz~49.152MHz ；
■内置2K字SRAM、内置32K FLASH；
■可编程音频处理；
■32位通用可编程输入/输出端口；
■32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；
■2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；
■2个10位DAC(数-模转换)输出通道；
■7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；
■声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制
(AGC)功能；
■系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2μ
A@3.6V；
■14个中断源：定时器A / B，2个外部时钟源输入，时基，键唤
醒等；
■具备触键唤醒的功能；
■使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；
■具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；
■内置在线仿真电路接口ICE（In- Circuit Emulator）；
■具有保密能力；
■具有WatchDog功能；
凌阳单片机强大的功能，完全可以满足我们整个系统控制A/D，D/A转换，LCD显示，键盘驱动以及语音功能的要求。凌阳同时支持汇编与C语言，编程方式灵活，C语言用来做主体程序框架，大大减轻编程的负担。需要指出的是，语音功能是凌阳的一大特色，是其他单片机是无法比拟的。
2.2.2设计思路
根据题目要求系统可划分为以下几个基础模块，如图：
图 （1）
方案选择： 1. 电源方案
a)单片机以及相关芯片工作电源方案选择
单片机需要在+5V 电压工作，我们按照题目要求，制作了电源，采用目
前比较流行的稳压管技术，利用7805，7812，7912，7815，7915等稳压管，获得+5V ，±12V ，±15V ，完全可以满足单片机以及相应芯片的电压要求。
b)压控电流源功率电源方案选择
由于电流源的最大电流需要达到2A ，估算一下功率要达到30W 以 所以我们选用功率大的变压器（需要改进） 2.电流源模块方案选择（）
1)采用稳压管和可调变阻器组成恒流源。稳压管用来提供基准电压，通过人工调节变阻器来获得合适电流。公式为l
w R R U
I +=
该方案特点是：结构简单，易
于实现。但是从公式可以看出，其输出电流与负载有关系，在使用过程中，需要不断调节变阻来获得合适的电流，负载一旦改变，就需要重新进行调节，所以使用起来很不方便。显然，如果想对这种方案进行只能控制只能对电阻进行编程，软件实现起来比较困难。
2） 使用三极管和一些电阻搭建直流电流源，如右图：负载电流为
e
W L R U I 7
.0-=
，其中w U 为稳压管的电压。由公式可知，电流只与e R 有关，不随负载变化而变化。通过改变电阻e R 的阻值获得相应的电流，同方案（1）线性改变电流值不容易实现。另外，由于三极管本身的恒流特性容易受到外界因素的影响，比如温度，单独做电流源，不能长期保持稳定工作状态。
3) 利用场效应管，构建恒流源。电阻s R 为电流的主要决定因
素。s R 与场效应管构成反馈回路，可以输出比较稳定的电流可以根
据以下两个公式s GS IR U -=和2
)()
|
|||1(off GS GS DDS U U I I -
=（为漏电流为夹断电压DDS I GS U ）可以计算出电流。通过改变s
R 来电流，所以不适合用来做数控电流源。
4) 使用运放和一些电阻来搭建电流源。集成运放的一些基本运算电路可以产生电流，如图，，并且可以通过电压0V 来改变输出电流L I ，单片机可以使用DA 芯片对其进行控制。但是其有一个很大的缺点，能够产生的电流比较小，不能完成题目的大电流的要求。
5） 我们考虑到4）方案在数控方面具有可行性，决定对其电路进行改进。由于运放输出电流比较小，我们需要做的是增大电流输出，在运放输出口串接大功率三极管，对电流进行放大。另外，采用双反馈来屏蔽负载电阻对电流的影响。具体方案如下文论述。
2.2.2控制模块的模拟电路设计方案确定：
实用恒流源的设计与计算。我们利用集成运放和三级三极管组成的大功率复合管构成电压控制的恒流源，其中运放OP07通过反馈提供基准参考电压，复合管对电流进行放大。
本图中采用电阻浮置而负载接地，因N R 浮置，故需要两个反馈电阻1f R 和
2f R 。常规的反馈n R 用于电流采样，而1f R 接到N R 的另一端用于提供基准电压，
若不用2f R ，则N R 和x R 均成为采样电阻，0I 就要和x R 有关，不成其为恒流源。
由OP07，T1~T2组成复合管（三个管子的功率依次增大），1f R 负反馈电阻组成通向放大器，其放大倍数为（1+1f R /R1），电路负载端电压I*X R 作为反馈信息，通过2f R 发反馈到放大器同向端时输出电流I 保持恒定，N R 为标准电阻，其决定了输出电流的范围，比如1Ω时，输出电流在0-2A 。
恒流源输出电流I 原线路参数如下：此电路为同向输入电路，由同向输入运算放大电器的性质可列出下列方程 3N R ，0I ，（前提条件：x R < )1()1(1 22 120R R R R R IR R R R R R U U n n x n a a N +++++= （1） x N x x R R R U IR +=0 （2） 由（1）（2）两式得： )1/(112δN x n a a N N R R R R R R R R R U I ++?+?= （3） 其中 )1(1 122 R R R R R R n a +?+- =δ （4） 由（3）（4）两式可看出，当1R =2R ，n R =a R ，同时x R 变化范围为x R δ=0。于是N N R U I = 。 结论：（1）当1R =2R n R =a R ；x R （3）当N U 一定时，改变N R ，I 也改变。 采用类似系列电路时必须 （1） 选精密电阻使其偏差应小于0.01%，才能使得 =0。 （2） 为了保证恒流源性能N R 须是水泥电阻或者经过长期老化的锰铜电阻。 （3） 如果负载x R 的变化范围大于N R 时，可在提高级准点压N U 方面进行考虑。 （4） 如应用于大电流输出（1-5A ）的场合，则三极管应加散热片，保证圈子的 热及时扩散以保证电流恒定。 我们采用高精度水泥电阻作为采样电阻N R ，精密电阻选用金属膜电阻，为了减少误差，我们人工从金属膜电阻中使用4位半万能表一一检测，以确保电阻的精度减少系统误差。 2.2.3通过软件仿真模拟确定推测的方案的可行性程度； 为了确保方案的可行性，我们利用Multisim 2003硬件仿真模拟软件对该模块进行仿真，模拟观察该模块的工作情况，经过模拟发现OP07集成运放能满足小电阻负载小电流的情况，但是一旦电流输出超出2A ，电流的线性几乎不存在了，显然一路电流不能够满足电流源的要求，于是我们利用简单的电路并联电流相加原理，同时使用两个模块供电，这样每个模块只需要分担一半的工作量，一方面实现了大电流要求，另一方面，避免了单独电路模块不能长时间稳定工作的缺陷，利用Multisim 仿真后，仿真效果与理论分析符合得很好，我们决定采用这个方案。 2.2.4人机界面： 本系统采用OCMJ4X8C(128*64)图形汉字两用液晶作为主要显示工具。该液晶带有总多控制字，程序开始时，先对液晶初始化，之后，每次先通过控制字制定开始位置，然后写入点阵信息。开机时显示欢迎画面，对用户操作进行提示，人机界面友好，图形美观。 2.2.5声光报警提示： 用于提示其是否工作在安全范围内，防止因操作失误引发的消除不掉的外部电流超出正常输出显示输出电流大小而引发外围电路的烧毁，或因电流太小不能正常供电。（软件上设定输入值范围，超出了则不执行）该电路只采用了555等常见芯片，一位控制端只占用一位I/O 口。 三.系统的具体设计与实现 3.1系统的硬件设计： 3.1.1电源部分：考虑到若其负载功率大，应采取一定的保护，比如加上保险 丝等， 3.1.2键盘/显示器接口电路 此部分采取常用的4*4矩阵键盘模式直接与单片机I/O 相连扫描确定输入 信息。LCD 模块采用串行输入，占用三个I/O 口（）。 我们原来打算使用7289做键盘模块，使用中断模式与单片机进行通讯，以节省IO 口的使用，但是考虑到我们的IO 数量可以满足直接通讯的要求，另外我们用到的语音播报功能同样使用到中断，为了避免中断冲突，影响系统的稳定性，我们最后决定采用直接通讯方式。 LCD 有并行通讯和串行通讯两种通讯方式，并行方式响应速度比较快，不过，要占用比较多的IO 资源，串行方式虽然速度相对来说比较慢，但是本系统对实时性要求并不是很高，完全可以采用串行通讯方式。另外，我们使用的液晶模块自带字库，编程起来比较容易实现。 3.1.4 D/A 和A/D 模块原理图： 本模块采用十二位AD 芯片AD574（如下图）， 采用十二位DA 芯片AD767（如下图） 精度分析：12位DA 的满偏电压为10V,最小电压步进值为 V 002441.0210 12 ， 然后这个电压除以采样电阻N R (5.1欧姆)，可以得到理论上的最小步进值为4.7862e-4，即0.48mA 。可以满足题目中的电流步进要求。同样，12位AD 转换器AD574也可以满足系统的测试要求以及闭环调节。 3.1.5声光报警模块： 用555芯片的受控震荡产生一定频率的控制的周期性明灭和声音的有无实现一位I/O 口控制的报警电路： 声光报警在实际输出超出正常情况时灯亮警响，告诉使用者超过使用范围，应采取必要措施！ 3.1.6 纹波电流的处理 纹波电流（Ripple Current ），是指直流中掺杂的有害交流成分，对于一些 直流环境中长期工作的器件来说，会造成较大损害，减少使用寿命。所以，做直流源，必须考虑电源的滤波措施。一般采用滤波电容或者电感进行滤波。我们反感采用电容滤波，电源供应器的滤波电容的选择是根据整流管后的有效值电压及纹波电流来选择电容，电容有“通交流，隔直流”的作用，过滤纹波电流就是利用电容“通交流”作用。由于纹波的大小跟电容的ESR 值有关，在选择电容时考虑使用耐纹波电流的电容可以很好的消除纹波电流和延长电容的使用寿命。在电路的几个关键部分，如电源部分，DA 输出，以及采样电阻后，添加相应的滤波电容即可很好的滤掉有害纹波部分，满足题目的纹波要求。 3.1.7系统误差分析： 1. DA转换的精度。AD574内置齐纳参考电压在满偏时存在0.1%的误差，和1/2的LSB偏移。 2. 核心电压转换电流模块。输入电阻和反馈电阻不可能做到严格相等，采样电阻本身存在一些精度的问题。 3. 由于所有电路板都是手工焊接，飞线的不良影响也应该被考虑在误差原因之内。虽然我们严格按照AD，DA模块电路的要求焊接，但是不能消除电路对精度的影响。AD，DA模块转换精度肯定要受到影响。 4. 高温器件对低温器件的影响。像AD，DA，MCU器件都需要工作在温度比较低的状态，而电流源模块在大电流范围时，要散发大量的热，会对低温器件造成影响。所以在整个系统布局的时候，需要考虑整个系统的散热，以及相关器件的分布问题。 3.2系统的软件设计： 本系统控制算法可以用PID 算法，PID 算法是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系，进行运算，将其运算结果用以输出控制。其控制精度较高但是相对响应的时间较长，而且参数的设定和调整比较繁杂，要通过反复的调试才能找到相对比较理想的参数值，在本系统中，不需要使用到复杂的PID 算法，只需要进行简单实用的闭环调节。 在理论上计算和实践多次调试过程中，我们发现D/A输出的电压与系统输出的电流有很好的线性关系，所以我们采用了增量法。所谓的增量法就是在上一次的输出量的基础上需要增加(负值意味减少)相应的量。 在实际的实现过程中，系统通过AD采样来确定实际输出值与要求输出值的偏差，然后根据这个偏差，来调整输出公式的系数，然后系统重新输出电流。而后AD 再次进行采样，直到电流值与要求输出的电流值相符。 3.2.2主程序及其流程图： 本程序以菜单显示为主线，由初始化、预置值判断、主菜单以及三个子菜单组成，整体工作流程表示为右图： 3.2.3预设置子菜单程序及其流图： 主要功能设置系统开始输出电流值。 3.2.4显示输出电流子菜单及其流程图： 主要功能是定时查询并显示输出电流值，可通过A/D 调整比例系数，进行闭环调节，从而提高系统输出的精度。 3.2.5步进调节输出子菜单及其流程图: 主要功能是步进的调节电流的输出，步进调整的范围分别为1mA,10mA ，然后通过参数的计算实现高精度的电流输出，并在LCD 上显示其输出电流值。 软件设计的特点 1. 为了防止误操作输入工作范围之外的值而引发不必要的事故，通过软件设定输入值的大小，只有在其范围内的才可以输入！ 2. 画面显示有向导提示，便于明确操作！ 3.其他功能的设计与实现 （1），配有数值语音播报功能 （2）中英文界面的切换功能 4.系统功能测试及其整体指标： 4．1 使用的仪器仪表记录表： PC机 DT－2058数字万用表 MASTECH@ MY-65系列万用表 毫伏表（需要注明型号） 4.2测试环境 4.3 系统的测试 4.3.1输出范围的确定（20-2000mA） 通过比较与分析知其正常工作的范围是：[0.-2.5A] 通过软件设定范围为[0.2-2A],显示可以实现。 偏差分析结果知平均偏差率基本符合题目要求！4.3.2步进调整档位测试记录分析： 4.3.3，纹波电流的测定记录与分析 4.3.4测试结果分析 经过测试基本达到预期设想。以下可能产生误差的原因有： 1.数字万用表精度不够； 2.焊接布线也在一定程度上影响精度； 3.A/D为十二位，精度有待进一步提高； 4.在电阻等器件本身存在不可避免的误差； 5.现有的测量存在不可避免的误差； 如果在精度方面要进一步的提高，可以：换用十六位AD，进一步提高精度。 如果在范围上扩大：可采用N路工作电流并联，提供的电流为原来的N倍，同时要考虑前端的功率供应情况。 5.结束语 本系统以凌阳十六位单片机为工作核心部分，利用AD转换控制电压调制电流输出模块电路工作在线形条件下，输出步进一致递增，实现前端开关电源供电后在输出端稳恒输出，同时DA反馈信息通过软件修正使输出更精确， 经过测试，本数控直流电流源可以达到设计要求的功能，同时还可以： ①电流源输出电流范围为:200mA -2000mA 本系统仍有扩充的余地 ②可对输出的电流进行步进输出，步进可为1mA,5mA,10mA,50mA，并通过LCD液晶实时显示 ③可以能够实时测量输出电流并显示； ④中英文切换，实现较好的人机对话； ⑤声光报警 参考文献 1. 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:电子工业出版社，2005 2. 潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2005 3. 何立民.单片机应用技术选编（5）.北京:北京航天航空大学出版社,1997 4. 王武江，陈树凯.常用集成电路速查手册.北京:冶金工业出版社,2004 5. 刘昌生，张耀进，宣宗强，于建国.新型集成电路简明手册及典型应用（上册）. 西安：西安电子科技大学出版社，2005 6.马忠梅.单片机的C语言应用程序设计.北京:北京航天航空大学出版社,2003 7.赫鸿安，徐红媛.555集成电路大全.上海：上海科学普及出版社，2000 8.沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现.北京:电子工业出版社，2005 9.孙肖子.实用电子电路手册（模拟分册）.北京：高等教育出版社，1992 附录 数控直流电流源 使用说明书 感谢您使用数控直流电流源，在使用数控直流电流源之前，请认真阅读本说明书。 电源参数： 110/220V AC，±20%，50-60Hz 环境参数： 工作温度：0~50°C 相对湿度：10~95%，无结露 物理参数： 显示报警箱：240?105?220（W?H?D） 4*4键盘操作说明： 0--9：为数字键盘区，用于输入数值和选择子菜单设置/播放键：用于进入输入状态和播报语音 返回键：用于各子菜单返回主菜单 确认键：用于确定数值输入和进入子菜单 切换键：用于步进的切换和中英文界面的切换 操作过程： 1.开机进入开机画面： 2.选择数字键1 然后再按确认键进入子菜单一： 数控直流电流源 三、评分标准 四、说明 1、需留出输出电流和电压测量端子； 2、输出电流可用高精度电流表测量；如果没有高精度电流表，可在采样 电阻上测量电压换算成电流； 3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。 数控直流恒流源的设计与制作 发表日期：2006年5月1日出处：本站原创【编辑录入：zouwenkun】 指导老师:王贵恩博士制作人:彭浦能、梁星燎、林小涛 《数控直流恒流源》《数控恒流源获奖证书》 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，并可由数码管显示电流设定值和实际输出电流值。本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器 数控直流稳压电源设计任务书（doc 8页） 《电子线路仿真》课程设计报告DESIGN REPORT ON SIMULATION OF ELECTRONIC CIRCUIT 题目数控直流稳压电源学科部、系：信息学科部 2.1总体设计方案说明 根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分:数字控制部分,D/A变换器及可调稳压电源。数字控制部分用+，-按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器，经D/A变换器转化为相应的电压。此电压经过相应的放大后去控制电源的输出，使稳压器输出的电压为1V的步进增加。 2.2模块结构与方框图 Ui Uo 第三部分单元电路设计与参数计算 3.1 可逆计数器模块 3.1.1 模块电路及参数计算 电 压 可 逆 稳 压 反 馈 数 显 D/ A 3.1.2 工作原理和功能说明 因为要求是输出5-15V的电压，只十一个电压值，而计数器74193是一个16进制的可逆计数器。我们只要用从0计数到10的几个状态，这可以通过反馈的方法实现。当74193输出0时，最后输出为5V。不能再减小了。所以通过一个四输入的或门输入到与非门U10使减“-”失效，计数器不能减计数，只能加。当加到6时或门反馈的数为1，通过U10后计数器就可以减计数了。同理，当输出15V时，74193输出为10,电压不能再加了。通过反馈输出一个0使加计数失效，电压停在15V。此时电压只能减，只有按“-”的按键减小电压。 3.2 D/A转换模块 3.2.1 模块电路及参数计算 3.2.2 工作原理和功能说明 这一模块是最主要的一个模块，左下方从左到右依次接74193输出端的Q1Q2Q3Q4,输入端依次接入的是0000～1010，这个电路的作用就是把这些数字信号转换成模拟信号。根据公式UO1=-Rf （UH/R16*D0+UH/R15*D1+UH/R19*D2+UH/R20*D3） 其中R16=2R15=4R19=8R20,根据二进制转十进制的计算公式可知，只要调节Rf到一定的值，就可已得到想要的模拟信号电压的大小。其实这是一个简单的求和电路，在模电书上可以找到。加 数控直流电流源 摘要:本文设计了一种数控直流电流源的方案，给出了硬件组成和软件流程及源程序。以STC89C52单片机为核心控制电路，利用12位D/A模块产生稳定的控制电压，12位A/D模块完成电流测量。输出电流范围为20~2000mA，具有“+”“-”步进调整功能，步进为1mA，纹波电流小，LCD同时显示预置电流值和实测电流值，便于操作和进行误差分析。 关键词：STC89C52 数控电流源 Numerical Control DC Current Source Abstract: This paper introduces a design scheme of numerical control DC current source ,and gives the hardware composition and software flow as well as the source program. Use STC89C52 MCU as the core control circuit. 12 D/A module generates A steady the control voltage and 12 A/D module completes current measurements. The current-output ranges 20 to 2000mA, with "+" and "-" stepping for 1mA adjustment function and small ripple current. LCD could show presets current value and the measured result at the same time, for easy operation and error analysis. Keywords:STC89C52 Numerical control Current source 1 设计方案的选择 1.1电路综合设计流程 数控直流电流源程序 /* 跳线说明： 1）将EXP-LM3S811板卡上JP9、JP13跳至左侧（短接1-2）； 2）将EXP-min_system_board板卡上JP13、JP14、JP15、JP16跳至右侧（短接2-3。 操作过程： 1）将EXP-min_system_board板卡上K1拨动开关拨至ON状态，给液晶上电； 2）调节RP1电位器，使液晶有合适的背光； 3）上电，编译并下载程序，复位后全速运行程序；观察液晶显示的内容，再修改程序使之显示自己的内容。 */ #include "systemInit.h" #include "ADS7886.h" #include "TLV5616.h" #include "timer.h" #define CTL_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOC // 控制液晶所用的片内端口外设定义 #define CTL_PORT GPIO_PORTC_BASE #define SCK GPIO_PIN_4 // 定义信号SCK #define SID GPIO_PIN_5 // 定义信号SID #define CS GPIO_PIN_6 // 定义信号CS #define PSB GPIO_PIN_7 // 定义信号PSB #define SCK_L GPIOPinWrite(CTL_PORT,SCK,0x00) // 定义信号输出低电平 #define SID_L GPIOPinWrite(CTL_PORT,SID,0x00) #define CS_L GPIOPinWrite(CTL_PORT,CS,0x00) #define PSB_L GPIOPinWrite(CTL_PORT,PSB,0x00) #define SCK_H GPIOPinWrite(CTL_PORT,SCK,0xFF) // 定义信号输出高电平 #define SID_H GPIOPinWrite(CTL_PORT,SID,0xFF) #define CS_H GPIOPinWrite(CTL_PORT,CS,0xFF) #define PSB_H GPIOPinWrite(CTL_PORT,PSB,0xFF) #define SID_READ GPIOPinRead(CTL_PORT,SID) // 定义读回的数据 #define SID_IN GPIOPinTypeGPIOInput(CTL_PORT,SID) // 定义SID信号为输入 #define SID_OUT GPIOPinTypeGPIOOutput(CTL_PORT,SID) //定义SID信号为输出 #define LED_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOB #define LED_PORT GPIO_PORTB_BASE #define LED GPIO_PIN_5 #define KEY_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOD // KEYS所接的端口 #define KEY_PORT GPIO_PORTD_BASE #define KEY GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_3|GPIO_ PIN_2|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_0 #define KEY_H GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_4 一、项目参加人员、负责内容以及技术特长： 二、项目背景 数控直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多, 在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。 随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。 （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。 全国电子设计大赛培训班设计报告（数控电压源） 组员：龚文周、彭玉琴、李冻秀、胡高丽 1．实验任务 本次实验是以89C51单片机为控制单元,以数模转换器DAC0832输出参考电压,以该参考电压控制电压转换模块LM350的输出电压大小。该电路设计简单,应用广泛,精度较高等特点。 2. 对选用芯片说明 DAC0832是一款常用的数摸转换器,它有两种连接模式,一种是电压输出模式,另外一种是电流输出模式,为了设计的方便,选用电压输出模式,如电路图所示,Iout1和Iout2之间接一参考电压,VREF输出可控制电压信号。它有三种工作方式：不带缓冲工作方式,单缓冲工作方式,双缓冲工作方式。该电路采用单缓冲模式,由电路图可知,由于/W R2=/XFER=0,DAC寄存处于直通状态。又由于ILE=1,故只要在选中该片（/CS=0）的地址时,写入（/WR=0）数字量,则该数字信号立即传送到输入寄存器,并直通至DAC寄存器,经过短暂的建立时间,即可以获得相应的模拟电压,一旦写入操作结束,/WR1和/CS立即变为高电平,则写入的数据被输入寄存器锁存,直到再次写入刷新。 3. 软件系统 软件的设计主要完成三方面的功能: 1.设置电压并且保存,主要是对EEROM的操作。 2.把设置的电压送到DA,主要是对DA的操作。 3.中断显示,把设置的电压显示到LED数码管上。 该数控电压源实现保存最近10电压功能,当打开电源的时候,它显示和输出的必须是上次使用电压大小,所以在EEROM中使用11个地址保存数据,第一个地址保存当前电压编号,大小为1~10。第2个地址~第11个地址连续保存10个电压大小数据。电压编号的大小分别对应到相应地址电压大小。 对软件流程做一下说明：当电源打开的时候,MCU进行复位,寄存器清零。接着电源应该显示和输出上次关机前的电压大小,这时候MCU先读取EEPROM中保存的电压编号,根据电压编号读出对应电压,把该数据送到DA,在转换成BCD码送到显示部分。这时候程序循环检测是否有按键信号,如果KEY1按下,电压编号指向下一个,保存该电压编号,读对应电压,把他送到DA并且显示。如果KEY2按下,当前电压数据加1,相对应输出电压（POWER—OUT引脚）增加0.1V,保存设置电压数据。如果KEY3按下,电压数据减1,输出电压 减少0.1V,保存设置电压数据。 4．电路原理图 数控直流恒流源设计报告 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，并可由液晶显示电流设定值和实际输出电流值。本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器（tlv5618）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。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据量，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，这样构成稳定的压控电流源。实际测试结果表明，本系统能有效应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域 关键字 压控恒流源智能化电源闭环控制 设计任务与要求 1.1设计任务 设计并制作一个数控直流电流源。输入的交流电压220～240V,50Hz；输出的直流电压≤10V。其原理示意图1如下所示。 图1 设计任务示意图 1.2技术指标 基本要求： （1）要求电压输出范围：200～2000mA； （2）可设置并输出电流给定值，要求输出电流和给定电流的偏差的绝对值≤给定值的1%+10mA； （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，要求输出电流的变化的绝对值≤ 输出电流的1%+10mA； （5）纹波电流≤ 2mA； （6）自制电源。 发挥部分： （1）输出电流范围为20~2000mA，步进为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或实测值），测量误差的绝对值≤测量值的0.1%+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≤ 输出电流的0.1%+1mA； （4）纹波电流≤0.2mA; （5）其他。 2．方案比较与论证 2.1.1各种方案比较与选择 方案一：采用中小规模集成电路构成的控制电路。由三段可调式集成稳压器构成的恒流源。 以W350为例，其最大的输出电流为3A，输出电压Uo′为1.2～33V。其典型的恒流源电路如图2所示。 基于数控直流电流源系统的设计 摘要：随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，人们对数控恒定电流器件的需求越来越高。应社会发展的需求，对基于单片机控制的“数控直流电流源的设计”进行研究论证，并运用Proteus 软件进行仿真。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。首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压，然后采用了分立元件实现稳流。为实现对输出电流的精确控制：一方面，通过Ｄ／Ａ输出实现电流的预置，再通过运算放大器控制晶体管的输出电流；另一方面，运用Ａ／Ｄ转换器件将输出电流的采样值送入单片机，与预置值进行比较，将误差值通过Ｄ／Ａ转换芯片添加到调整电路，从而进一步降低了输出电流的纹波。 Abstract：The requiements of numerical controlling constant current devices is increasing as development of electronic technology and expanding of digital circuit applicational field. As to satisfy society development, do a study based on " Numerical control dc current source design " of SCM controlling and apply Proteus to simulating software.DC（digital current ）V oltage regulator and DC current regulator is the key part of the design，its output current is controlled by single chip microprocessor,Firstly,single chip IC（integrated circuit）V oltage regulator LM338K is used to generate stable voltage, and then desperate devices is used to generate stabilize current . Tocontrol the output current ，on one hand ,system sets output current by D/A（digital／analogue converter and controls current of transistor by operational amplifier ；on the other hand ，with the help of A/D（analogue／digital）converter，system samples the output current and convert it into digital data ，compares it with preset value ，converts the error value into analogy and puts it on adjusting circuit ，and decreases the ripple of the system output current ． 基于单片机的数控电压源课程设计 一．系统硬件设计结构框图 本数控直流稳压电源的设计以一稳压电源为基础，以高性能单片机系统为控制核心，以稳压驱动放大电路、短路保护电路为外围的硬件系统，在检测与控制软件的支持下实现对电压输出的数字控制，通过对稳压电源输出的电压进行数据采样与给定数据比较，从而调整和控制稳压电源的工作状态及监测开关电路的输出电流大小。本数控直流稳压电源实现以下功能：键盘可以直接设定输出电压值；可快速调整电压；LCD显示电压值等。 1.1 8051简介 我们采用8051系列的AT89S51作为CPU，AT89S51是一种带4K字节FLASH可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 1．2 主要特性 1）与MCS-51兼容； 2）8位字长的CPU； 3）可在线ISP编程的4KB片内FLASH存储器，用于程序存储，可擦写1000次； 4） 256B的片内数据存储器，其中高128字节地址被特殊功能寄存器SFR占用； 5）可编程的32根I/O口线（P0～P3）； 6）2个可编程16位定时器； 7）一个数据指针DPTR； 8）1个可编程的全双工串行通信口； 9）具有“空闲”和“掉电”两种低功 耗工作方式； 10）可编程的3级程序锁定位； 11）工作电源的电压为5（1±0.2）V； 12）振荡器最高频率为24MHz； 13）编程频率3 ～24 MHz，编程电流 1mA，编程电压为5V。 1．3芯片引脚排列与名称 DIP封装形式的AT89S51的芯片引脚排 列与名称如图1所示。 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位，并行，图1 AT89S51的芯片引脚排列与名称 漏极开路双向I/O口，作为输出时可驱动8个TTL负载。该口内无上拉电阻，在设计中作为D/A，A/D及液晶显示器的数据口。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，该口在设计中低四位作为键盘输入口，高四位与RST作为在线编程下载口。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收/输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，可作为输入。在作为输出时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。该口在设计中作为D/A，A/D及液晶显示器的控制口。 P3口：P3口管脚是带内部上拉电阻的8位双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流，这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表1所示： 表1 各端口引脚与复用功能表 天津工业大学 测控仪器设计报告 组号 2 组 组员吴东航1110340108 章一林1110340114 郭伍昌1110340109 学院机械工程学院 专业测控技术与仪器指导教师隋修武 2015 年1 月16 日 目录 1 课程设计的目的和意义 (3) 2 设计任务 (3) 3 设计背景 (3) 4 总体设计方案 (4) 5 硬件电路设计 (4) 5.1 采样模块 (4) 5.2 滤波模块...................................................................................... 错误！未定义书签。 5.3 运算放大模块 (6) 5.4 A/D转换模块 (7) 5.5 显示模块 (9) 6 软件电路设计 (10) 6.1流程图 (10) 6.2 PID控制算法 (13) 6.3 PWM输出 (13) 6.4 A/D转换 (14) 7 调试与仿真结果分析 (14) 8 心得体会 (14) 9参考文献 (15) 附录一电路图 (16) 附录二程序 (17) 摘要：针对各种低压电器校验及性能测试过程中需要高稳定、高精度的恒流源要求, 在对现有主要恒流源产品设计仔细分析的基础上, 设计了一种以AT89C51为核心的高稳定数控 恒流源。整个系统采用闭环PID控制, 输出PWM波控制恒流源的电流。经实际应用测试, 该恒流源输出电流可在10 mA 左右恒定, 当电源电压变化、负载电路变化时，恒流源的精度在±1mA以内。 1 课程设计的目的和意义 测控系统设计是测控技术与仪器专业实践教学环节的重要组成部分，是“测控系统原理与设计”课程理论教学的有益补充，“测控系统原理与设计”是测控技术与仪器专业的一门综合性专业课，在理论教学的同时，要求学生掌握传感器的选型，测控电路的分析、设计、调试，微处理器的电路与程序设计、控制算法设计、计算机的综合应用等，以便对测控系统形成完整的认识。 通过本课程设计，完成基于PID控制的数字恒流源的设计，熟悉和掌握工业生产和科学研究中的测量和控制系统的组成原理及设计方法，学会运用所学的单片机、测控电路、控制算法等方面的知识，进行综合应用，设计出完整的测控系统，实现预期功能，培养自学能力、动手能力、分析问题能力和应用理论知识解决实际问题的能力。 2 设计任务 设计基于PID控制的数字恒流源，设计要求如下 1、采用8051系列单片机输出PWM波控制恒流源的电流。 2、采用PID控制算法，实现对恒流源的闭环控制。 3、恒流源的电压为5V，恒流输出10mA。 4、采用LCD液晶1602显示电流值。 5、当电源电压变化、负载电路变化时，恒流源的精度在±1mA以内。 3 设计背景 相对于电压源, 电流源具有抗干扰能力强, 信号传输不受距离影响等。电流源是一种能向负载提供恒定电流的电路。它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点, 又可以作为其有源负载以提高放大倍数, 在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用。一般的恒流电流源往往是固定的一种输出电流值, 数控直流稳压电源设计 [摘要]本文介绍了以8051单片机为控制单元，以数模转换器DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块LM317的输出电压大小。该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。LM317系列三端可调式集成稳压器的方法。 [关键词] 单片机（AT89C51），数模转换器（D/A），液晶，键盘 一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。 二、设计要求 1.基本部分 （1）输出电压：范围0～＋15V，步进0.1V，纹波不大于40mV；（2）输入电压值由液晶显示； （3）自制键盘，可以由键盘输入电压值； （4）输出电压值在输出端用万用表测得。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～15V之间的任意一个值； （2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V 不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 图1设计示意图 目录 引言 (1) 1、设计原理与总体方案 (2) 2、硬件电路设计 (3) 2.1 DAC电路 (3) 2.2 AGC控制电路 (4) 2.3 键盘部分 (6) 2.4 显示部分 (7) 2.5 稳压输出 (8) 3、软件设计流程 (9) 4、总体设计电路 (10) 5、调试过程与结果分析 (11) 5.1调试过程 (11) 5.2结果分析 (11) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录1 元件清单 (14) 附录 2 参考源程序…………………………………………… 15 引言 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多, 但均存在以下二个问题: 输出电压是通过粗(波段开关) 及细调(电位器)来调节。这样, 当输出电压需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时,困难就较大。另外, 随着使用时间的增加, 波段开关及电位器难免接触不良, 对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路, 对过载进行限流或截流型保护, 电路构成复杂,稳压精度也不高。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。 而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。利用数控直流电源，可以达到每步0.04 V的精度，输出电压范围0-15V。。 简易数控直流电源 数控直流电源是一种常见的电子仪器，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。目前使用的可控直流电源大部分是点动的，利用分立器件，体积大，效率低，可靠性差，操作不方便，故障率高。随着电子技术的发展，各种电子，电器设备对电源的性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展。以单片机系统为核心而设计的新一代——数控直流电源，它不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能优越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对数据进行各种计算，从而可排除和减少模拟电路引起的误差，输出电压和限定电流采用数输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。 关键词：数控直流电源单片机 ABSTRACT Numerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficiency, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent development. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value. Key words：Numerical control dc power Single-chip microcomputer 数控直流稳压电源实验报告 学院：信息学院 专业：电气工程与自动化 班级：12自动化班 姓名：陈志强 学号： 3 指导老师：胡乾苗 2014年7月8日 数控直流稳压电源 一、系统初步设计 直流稳压电源框图： 我们只对稳压电路部分进行设计，前三部分利用现成的实验室稳压电源。即 U=实验室稳压电源的输出电压 I 1.1.1 设计任务 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。 1.1.2 基本要求 （1）输出直流电压调节范围0-15V，纹波小于20mV。 （2）输出电流0-500mA。 （3）稳压系数小于0.2。 （4）输出直流电压能步进调节，步进值为1V。 （5）由“+”、“-”两键控制输出电压步进值的增或减。 （6）用数码管显示输出电压值，当输出电压为15V时，数码管显示为“15”。 1.2基本工作原理 1.2.1 串联型稳压电路 稳压电路较常用的串联型线性稳压电路具有结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、纹波电压小等优点，其原理图如图1所示。输入电压为整流滤波电路的输出电压。稳压电路的输出电压为： （1-1） 由式（1-1）可知输出电压与基准电压为线性关系，当改变UZ 的大小，则输出电压也将发生变化。如果此基准电压时一个数控基准电压，则此稳压电路就可以构成一个数控的稳压电源。 图1 串联稳压电路原理图 1.2.2 数控基准电压源 数控基准电压源的原理框图如图2所示。数控基准电压源的电压大小可以通过可逆计数器预置数据，计数器的内容对应于稳压电源的输出电压，同时该计数值经译码显示电路，显示当前稳压电源的输出电压。计数器的输出送至D/A 转换器，转换成相应的电压，此电压去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出 电压以1V 的步进值增或减。 图2 数控基准电压源框图 1.2.3 数字直流稳压电源总框图 图3 数字直流稳压电源总框图 二．单元电路设计系统 单脉冲通常可以用按键产生，实际的电路有多种形式，可以由门电路构成，也可以由集成单脉冲触发器构成。 按键闭合：C 充电，τ充=R 1C ，按键断开：C 放电，τ放=R 2C ，G ：施密特触 1 2 2()N O U U R R R =+1 2 2 ()P U R R R =+ U 'O全国电子设计大赛_F题_数控恒流源(个人整理比较详细资料,附加程序)
数控直流稳压电源设计任务书(doc 8页)
全国大学生电子设计竞赛-数控直流电流源
数控直流电流源程序
电子设计大赛—简易数控直流稳压电源
(数控加工)数控恒流源系统设计
数控电压源设计报告
数控直流恒流源设计报告
基于数控直流电流源系统的设计
基于单片机的数控电压源课程设计设计
基于PID控制的数字恒流源报告
数控直流稳压电源设计
简易数控直流电源设计的报告
数控直流稳压电源实验报告
- 简易数控直流电源设计的报告
- 数控直流稳压电源的设计与制作
- 简易数控直流电源设计的报告
- 电子设计大赛—简易数控直流稳压电源
- 数控直流电流源的设计10年.
- 数控直流电流源总体设计方案(doc 22页)
- 数控直流电流源设计报告(可编辑)[6页].doc
- 数控直流电流源设计报告
- 数控直流电流源完整版(电路+程序)
- 数控直流电流源的设计与实现
- 数控直流电流源设计报告
- 基于单片机的数控直流电流源设计
- 数控直流电流源的设计与实现
- 全国大学生电子设计竞赛-数控直流电流源
- 数控直流电流源设计综述
- 数控直流电流源的设计
- 数控直流电流源设计报告
- 数控直流电流源
- 数控直流电源设计
- 课程设计-基于51单片机的数控直流电源设计.doc