數控直流電流源的設計

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摘   要
 
 利用單片機所具有的智能測控特點，設計制作了基于單片機的“數控直流電流源”。該電流源具有設定準確、輸出電流穩定、可調范圍全程線性等特點。本設計由兩大模塊組成：① 大功率壓控電流源模塊；② 單片機應用系統模塊。前者是電流源的核心，起著恒流調節、抑制紋波電流的關鍵作用；后者則起著設定電流源輸出、改善電流調節精度、消除小電流輸出的非線性等作用。此外，還實現了變增益測量，提高了電流的測量精度。本電流源采用LCD顯示界面，使用直觀方便。
 它以AT89S52作為核心控制器,包括電源、取樣放大、A/D和D/A轉換、鍵盤控制與顯示等模塊。可以直接通過鍵盤設置，修改系統的輸出電流，使用方便；采用串行接口A/D、D/A器件進行檢測和控制，控制部分電路簡單明了,連線較少,結構緊湊；電源部分由基準源擴流而成，并加上多級濾波，大大提高了電源穩度和精度，電流輸出較為平穩；綜合測試表明，本恒流源功能較為齊全，輸出電流精度較高，使用方便靈活，具有很高的性能價格比,全面實現了題目的要求。
 
 
 
 關鍵詞：電流源，數控，步進調節，紋波電流。
                         目 錄 
1 設計指標 1
1.1 基本部分 1
1.2 發揮部分 1
2 方案比較及論證 2
2.1 基本部分總體方案確定 2
2.2 控制器方案的選擇 3
2.3 數模轉換模塊的實現 3
2.4 電壓電流轉換的實現 3
2.5 模數轉換模塊的實現 5
2.6 電源電路 6
2.7 擴展部分 7
3 軟件設計 9
3.1 基本部分的軟件設計 9
3.2 加減計數器的設計 9
3.3 BCD碼到二進制碼轉換電路和比較器 10
4 外圍電路設計 12
4.1  數模轉換 12
4.2 電壓-電流轉換電路 12
4.3 模數轉換 14
4.4 電源電路 14
4.5 鍵盤設計 15
4.6 擴展部分實際電流測量顯示電路 16
5  測試內容和測試方法 17
5.1 CPLD器件功能測試 17
5.2 數模轉換功能測試 17
5.3 電壓-電流轉換電路功能測試 17
5.4 紋波電流似的測量 17
6 結果分析 20
參考文獻 21
致謝 22