1、數(shù)控直流電流源(F題)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作數(shù)控直流電流源。輸入交流 200240V, 50Hz;輸出直流電壓< 10V。其原理示意圖如下所示。.、要求1基本要求(1) 輸出電流范圍：200mA2000mA;(2) 可設(shè)置并顯示輸出電流給定值，要求輸出電流與給定值偏差的絕對(duì)值 w給定值的1 % +10 mA;(3) 具有“ +”、“-”步進(jìn)調(diào)整功能，步進(jìn)w 10mA;(4) 改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時(shí)，要求輸出電流變化的絕 對(duì)值w輸出電流值的1% +10 mA;(5) 紋波電流w 2mA;(6) 自制電源。2、發(fā)揮部分(1) 輸出電流范圍為 20mA2000mA，步進(jìn)1mA;(

2、2) 設(shè)計(jì)、制作測(cè)量并顯示輸出電流的裝置(可同時(shí)或交替顯示電流的給 定值和實(shí)測(cè)值)，測(cè)量誤差的絕對(duì)值w測(cè)量值的0.1% +3個(gè)字；(3) 改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時(shí)，要求輸出電流變化的絕 對(duì)值w輸出電流值的0.1% +1 mA;(4) 紋波電流w 0.2mA;(5) 其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目滿分基本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算， 電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié) 果分析。50實(shí)際完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項(xiàng)4完成第(2)項(xiàng)20完成第(3)項(xiàng)16完成第(4)項(xiàng)5其他5四、說(shuō)明1、需留出輸出電流和電壓測(cè)量端子；2、輸出電流可用咼精

3、度電流表測(cè)量；如果沒(méi)有咼精度電流表，可在米樣電 阻上測(cè)量電壓換算成電流；3、紋波電流的測(cè)量可用低頻毫伏表測(cè)量輸出紋波電壓，換算成紋波電流數(shù)控直流恒流源的設(shè)計(jì)與制作圍互發(fā)表日期：2006年5月1日岀處：本站原創(chuàng)【編輯錄入：zouwenkun】巫指導(dǎo)老師:王貴恩博士制作人:彭浦能、梁星燎、林小濤數(shù)控直流恒流源數(shù)控恒流源獲獎(jiǎng)證書(shū)摘要：本系統(tǒng)以直流電流源為核心，AT89S52單片機(jī)為主控制器，通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)設(shè)置直流電源的輸岀電流，設(shè)置步進(jìn)等級(jí)可達(dá)1mA并可由數(shù)碼管顯示電流設(shè)定值和實(shí)際輸岀電流值。本系統(tǒng)由單片機(jī)程控設(shè)定數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器（AD7543輸岀模擬量，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率

4、管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電流。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對(duì)恒流源進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)控，輸出電流經(jīng)過(guò)電流/電壓轉(zhuǎn)換后，通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)時(shí)把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量，再經(jīng)單片機(jī)分析處理，通過(guò)數(shù)字量形式的 反饋環(huán)節(jié)，使電流更加穩(wěn)定，這樣構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電流源。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)能有效應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度的小功率恒流源的 領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：壓控恒流源智能化電源 閉環(huán)控制The Digital Con trolled Direct Curre nt SourceAbstract: In this system the DC source is cen ter and 89S52 vers ion

5、sin gle chip microcomputer （SCM） is mai n con troller, output current ofDC power can be set by a keyboard which step level reaches 1mA, while the set value and the real outputcurre nt can be displayed by LED. I n the system, the digitally programmable sig nal from SCM is con verted to an alog value

6、by DAC （AD7543）, then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power tra nsistor.On the other hand, The con sta nt curre nt source

7、 can be mon itored by the SCMsystem real-timely, its work processis that output curre nt is con verted voltage, the n its an alog value is con verted to digital value by ADC, fin ally the digital value as a feedback loop is processed by SCMso that output curre nt is more stable,so a stable voltage-c

8、 on trolledconstant current power is designed. The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power.Keywords: voltage-c on trolled con sta nt curre nt source, in tellige nt power,closed loop con trol刖言隨著電子技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字電路應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，現(xiàn)今社

9、會(huì)，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢(shì)，設(shè)備的性能、價(jià) 格、發(fā)展空間等備受人們的關(guān)注，尤其對(duì)電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注。性能好的電子設(shè)備，首先離不開(kāi)穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn) 定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長(zhǎng)。基于此，人們對(duì)數(shù)控恒定電流器件的需求越來(lái)越迫切當(dāng)今社會(huì)，數(shù)控恒 壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術(shù)才剛剛起步且有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā) 展空間。本文正是應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，研制出一種基于單片機(jī)的高性能的數(shù)控直流恒流源。本數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，輸 岀電流可在20mA2000m范圍內(nèi)任意設(shè)定，不隨負(fù)載和環(huán)境溫度變化

10、，并具有很高的精度，輸岀電流誤差范圍士4mA因而可實(shí)際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率直流恒流源的領(lǐng)域。1系統(tǒng)原理及理論分析1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)組成單片機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的核心部分，它主要用于鍵盤(pán)按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對(duì)各部分反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行 整體調(diào)整。主要包括AT89S52單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809 12位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7543數(shù)碼管顯示譯碼芯片74LS47與74LS138 等器件。1.2系統(tǒng)性能本系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要由兩大關(guān)系所決定，設(shè)定值與A/ D采樣顯示值（系統(tǒng)內(nèi)部測(cè)量值）的關(guān)系。內(nèi)部測(cè)量值與實(shí)際測(cè)量值的關(guān)系，而后者是所有儀表所存在的誤差。在沒(méi)有采用數(shù)字閉環(huán)之前，設(shè)定

11、值與內(nèi)部測(cè)量值的關(guān)系只能通過(guò)反復(fù)測(cè)量來(lái)得岀它們的關(guān)系（要送多大的數(shù)才能使D/ A輸岀與設(shè)定電流值相對(duì)應(yīng)的電壓值），再通過(guò)單片機(jī)乘除法再實(shí)現(xiàn)這個(gè)關(guān)系，基本實(shí)現(xiàn)設(shè)定值與內(nèi)部測(cè)量值相一致。但由于周?chē)h(huán)境等因素 的影響，使設(shè)定值與內(nèi)部測(cè)量值的關(guān)系改變，使得設(shè)定值與內(nèi)部測(cè)量值不一致，有時(shí)會(huì)相差上百毫安，只能重新測(cè)量設(shè)定值與A/ D采樣顯示值的關(guān)系改變D /A入口數(shù)值的大小才能重新達(dá)到設(shè)定值與內(nèi)部測(cè)量值相一致，也就是說(shuō)還不穩(wěn)定。程序部分?jǐn)?shù)控恒流源程序#include <reg52.h>#include <absacc.h>#include<string.h>#inclu

12、de<intrins.h>#define unit unsigned int#define uchar unsigned char#define DELAY_TIME 60#define TRUE 1#define FALSE 0uchar keyup;uchar keydown;uchar keyupstate;uchar keydownstate;static unsigned int s=0;static unsigned int b=1;static unsigned int q=0;static unsigned int c=0;static unsigned int a

13、;code unsigned char table19= 11,17,23,28,34,39,45,51,56,62,68,73,79,84,90,96,101,107,113;/ 用十code unsigned char Seg7Code11= 六進(jìn)數(shù)作為數(shù)組下標(biāo)，可直接取得對(duì)應(yīng)的七段編碼字節(jié) 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0xBF;sbit SCL=P1A4;sbit SDA=PM5;void DELAY(unsigned int t) /* 延時(shí)函數(shù) */while(t!=0)t-;void I2C_Start(voi

14、d)/*啟動(dòng)I2C總線的函數(shù)，當(dāng)SCL為高電平時(shí)使SDA產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變*/SDA=1;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SDA=0;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);void I2C_Stop(void)/*終止I2C總線，當(dāng)SCL為高電平時(shí)使SDA產(chǎn)生一個(gè)正跳變*/SDA=0;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SDA=1;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);void SEND_0(void) /* SEND ACK */*發(fā)送0,在SCL為高電平時(shí)使SDA言號(hào)為低*/

15、SDA=0;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);void SEND_1(void)/*發(fā)送1,在SCL為高電平時(shí)使SDA言號(hào)為高*/SDA=1;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);bit Check_Acknowledge(void)/* 發(fā)送完一個(gè)字節(jié)后檢驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)答信號(hào) */SDA=1;SCL=1;DELAY(DELAY_TIME/2);F0=SDA;DELAY(DELAY_TIME/2);SCL=0;DELAY(DELAY_TIME);if(F0=1)return FA

16、LSE; return TRUE;void WriteI2CByte(char b)reentrant/* 向 I2C 總線寫(xiě)一個(gè)字節(jié) */ char i;for(i=0;i<8;i+) if(b<<i)&0x80)SEND_1(); elseSEND_0();char ReadI2CByte(void)reentrant/* 從 I2C 總線讀一個(gè)字節(jié) */char b=0,i;for(i=0;i<8;i+)SDA=1;/* 釋放總線 */SCL=1;/* 接受數(shù)據(jù) */DELAY(10);F0=SDA;DELAY(10);SCL=0;if(F0=1)b=b&

17、lt;<1; b=b|0x01;elseb=b<<1;return b;以下為讀寫(xiě) 24c02 的函數(shù) */void Write_One_Byte(char addr,char thedata)bit acktemp=1;/*write a byte to mem*/ I2C_Start(); WriteI2CByte(0xa0); acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(addr);/*address*/acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(thedata);/*thedata*/ ack

18、temp=Check_Acknowledge();I2C_Stop();char Read_One_Byte(char addr) bit acktemp=1;char mydata;/*read a byte from mem*/I2C_Start();WriteI2CByte(0xa0);acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(addr);/*address*/ acktemp=Check_Acknowledge(); I2C_Start();WriteI2CByte(0xa1); acktemp=Check_Acknowledge();mydat

19、a=ReadI2CByte();acktemp=Check_Acknowledge();return mydata;I2C_Stop();void DisplayBrush( void ) / 顯示輸出函數(shù)unit m;P0=0xff;P0 = Seg7Code 10 ;P1=0xfe;for(m=0;m<1000;m+);P0 = Seg7Code s ;P1=0xfd; for(m=0;m<1000;m+);P0 = Seg7Code b ;P1=0xfb; for(m=0;m<1000;m+);P0 = Seg7Code q ;P1=0xf7;for(m=0;m<1000;m+);void jisuan (void) s=a/100;b=(a/10)%10; q=a%10;/ 按void delays(void) 鍵去斗延時(shí)函數(shù) uchar i;for(i=300;i>