數(shù)控直流電流源TLC5615

1、1數(shù)控直流電流源林彩蓮 黎智華 周雙強(廣西師范大學 物理與信息工程學院 創(chuàng)新基地 桂林 541004 )摘要本數(shù)控直流電流源以單片機 AT8951 為控制核心，由 D/A 轉(zhuǎn)換器 TLC5615、A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543、中文字庫液晶顯示塊、放大電路和大功率調(diào)整電路組成。通過 4x4 鍵盤輸入給定值，由 D/A 轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng) D/A 輸出電壓作為恒流源的參考電壓，以作為電壓跟隨器，利用晶體管平坦的輸出特性得到恒定的電流輸出，最后用中文液晶顯示輸出。 Abstract The Digital Controlled DC Current Source uses the

2、 single chip AT89S51 as the core, and consists of TLC5615 D/A converter, TLC2543 A/D converter, Chinese character LCD display unit, amplifying circuit and power adjustment circuit. Based on the given value from a 4X4 keyboard, the digital signal is converted into analog signal. The D/A output voltag

3、e is used as the reference value for the constant current source and the LMOP07 is used as the voltage following device, thus a constant current output is obtained due to the smooth output features of the transistor and the output is displayed on a Chinese character LCD.2本系統(tǒng)采用單片機作為控制中心，產(chǎn)生數(shù)字可調(diào)的直流電流源。

4、其內(nèi)部 4K flash memory 用于存儲應(yīng)用程序。鍵盤用于設(shè)定電流源的值。鍵盤為 4x4 結(jié)構(gòu)，采用反轉(zhuǎn)法讀取鍵盤值。P口的低四位接鍵盤的行線，P口的高四位接鍵盤的列線 圖中數(shù)模轉(zhuǎn)換器 D/A 與其右邊部分的電路構(gòu)成恒流源。D/A 輸出電壓作為恒流源的參考電壓，成電壓跟隨器。利用晶體管平坦的輸出特性即可得到恒流輸出。由于跟隨器是一種深度的電壓負反饋電路，因此電流源具有較好的穩(wěn)定性。為了提高穩(wěn)定度，D/A 部分的參考電壓采用的參考電壓。R2 采用大線徑康銅絲制作，康銅絲溫度系數(shù)很?。?ppm/oC）,大線徑可使其溫度影響減至最小。軟件用 MCS-51 匯編語言編寫。單片機系統(tǒng)僅需 5V，

5、0.5A 電源即可，電源只供單片機完成鍵盤輸入顯示，D/A 等控制功能。電流源的電源由 V+提供，普通任何一種直流穩(wěn)壓電源都可滿足要求。作者使用的是 00V,0A 的直流文要電源，恒流源最大電流可達A。3、 方案論證與比較方案一：數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用通用的，摸數(shù)轉(zhuǎn)換器采用，調(diào)整管用C方案二：數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用美國德州儀器公司的 TLC5615IP，它使帶由緩沖基準輸入的 10 位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。DAC 具有基準電壓兩倍的輸出范圍，且 DAC 使單調(diào)變化的。器件使用簡單，用單5V 電源工作。方案比較：方案一的電路能實現(xiàn)功能，但硬件電路復(fù)雜，邏輯電路設(shè)繁瑣，調(diào)試困難，A/D、D/A 采用并行轉(zhuǎn)

6、換器，占用單片機口線資源較多，處理數(shù)據(jù)的精度不夠。綜上所述，從電路的簡潔性和滿足參數(shù)條件角度考慮，我們選擇方案二。主要單元電路分析1 1 系統(tǒng)框架系統(tǒng)框架本系統(tǒng)由單片機 AT89s51,D/A 轉(zhuǎn)換器 TLC5615，A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543，中文字庫液晶顯示塊，OP07 集成放大電路、由 TIP41C 和專業(yè)的發(fā)大功率調(diào)整管2SC5200 電路組成。系統(tǒng)框架圖如下：4鍵盤A/D(TLC2543)單片機(89S51)電流源D/A(TLC5615)電源顯示圖12電流源電路電流源電路框架圖如下：D/A圖2用戶5D/A 芯片 TLC5615IP 的原理使帶由緩沖基準輸入的 10 位電壓輸出數(shù)模

7、轉(zhuǎn)換器(DAC)。DAC 具有基準電壓兩倍的輸出范圍，且 DAC使單調(diào)變化的。器件使用簡單，用單 5V 電源工作。器件具有上復(fù)位功能（power-on-reset）以確?？芍貜?fù)啟動。TLC5615IP 的數(shù)字控制通過 3 線串行總線，它與 CMBS 兼容并且易于和工業(yè)標準微處理器和微控制器接口。器件接收 16 微數(shù)據(jù)字以產(chǎn)生模擬輸出。數(shù)字通信協(xié)議包括 SPITM,QSPITM以及 Microwire TM標準。3電壓源電路主要以 7800 系列(輸出正電壓)和 7900 系列（輸出負電壓）和專業(yè)的調(diào)整管 LM350 做成可調(diào)穩(wěn)壓電路6單片機電路6鍵盤和顯示五個鍵盤直接與數(shù)據(jù)總線連接，有鍵按下時

8、可以發(fā)出中斷請求。顯示部分有74LS164 驅(qū)動 LED 顯示。用液晶顯示輸出電流理論值，用數(shù)碼管顯示電流實測值、 軟件系統(tǒng)整個控制電路由 89S51 承擔，其中整個單片機系統(tǒng)的資源分配情況如下。1：按鍵顯示P3 口用于鍵盤掃描，并配與蜂鳴器，語音一起使用，鍵盤圖如下：7 ADDSUBB789456確認3清除120ADD：實現(xiàn)步進電流為 1MS 的增加SUBB：實現(xiàn)步進電流為 1MS 的減少09： 按鍵數(shù)字清除：清除：清除當前數(shù)值，并給于語音提示，發(fā)音為“呵呵，已清除”確認：確認：用戶確認時，使當前鍵入數(shù)值送系統(tǒng)處理主流程圖如下：開始查按鍵號轉(zhuǎn)致相應(yīng)的程序中文液晶顯示初始化有鍵按下嗎?確認鍵嗎

9、?清除鍵嗎?09 ADDSUBB按公式轉(zhuǎn)換成數(shù)值啟動語音液晶顯示使當前值加一使當前值減一啟動DA輸出清除當前值82：中文液晶顯示本系統(tǒng)采用中文液晶顯示，使用戶使用更方便清液晶顯示液晶功能設(shè)置設(shè)定進入點顯示狀態(tài)設(shè)定等待按鍵值輸入、 測試方法與數(shù)據(jù)1、指標測試測量次數(shù)輸出電流的最大數(shù)值輸出電流的最小數(shù)值電壓數(shù)值11.9A18MA8.922A20MA931.9A20MA9 另外可以用軟件設(shè)定一個常數(shù)值測試，根據(jù)公式：（設(shè)軟件設(shè)定值為 D）： D= 用戶輸入電流值*采樣電阻*設(shè)定的比例系數(shù)/（DA 芯片基準的電壓/1024） ，采樣輸出的電流是否與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值一致。 92、本系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能：基本可

10、以在小于 10V 的范圍內(nèi)，輸出電流的變化范圍為：20MA2A，且可以實現(xiàn)步進為1MS 的按鍵變化，當改變負載時，要求輸出的電流的絕對值也可以實現(xiàn)電流變化的絕對值小于等于輸出電流值的0.1%+1MA，在要求的變化范圍內(nèi)。3、改變負載電阻，檢測當時電壓，測量電流的變化范圍（電阻用滑動變阻器替代）測量數(shù)值如下；電阻數(shù)值測量電流值變化的大小3 歐2A3ma2.5 歐2A2ma2.5 歐20MS1MA 、 測試結(jié)果及功能分析 測試結(jié)果基本與預(yù)設(shè)數(shù)值一致，但由于康銅的隨著電流的變化，溫度也隨著升高，導致存在一定的誤差值。10數(shù)控直流恒流源的數(shù)控直流恒流源的設(shè)計設(shè)計與制作與制作 本站所有作品資料僅供參考，

11、不提供任何制作資料！ 發(fā)表日期：2006 年 5 月 1 日 出處：本站原創(chuàng) 【編輯錄入：zouwenkun】 指導老師:王貴恩博士 制作人:彭浦能、梁星燎、林小濤摘要：本系統(tǒng)以直流電流源為核心，AT89S52 單片機為主控制器，通過鍵盤來設(shè)置直流電源的輸出電流，設(shè)置步進等級可達 1mA，并可由數(shù)碼管顯示電流設(shè)定值和實際輸出電流值。本系統(tǒng)由單片機程控設(shè)定數(shù)字信號，經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換器（AD7543）輸出模擬量，再經(jīng)過運算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電流。單片機系統(tǒng)還兼顧對恒流源進行實時監(jiān)控，輸出電流經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換后，通過 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，實時

12、把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量，再經(jīng)單片機分析處理，通過數(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。實際測試結(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 Controlled Direct Current SourceAbstract: In this system the DC source is center and 89S52 version single chip microcomputer (SCM) is main controller, output current of DC power

13、 can be set by a keyboard which step level reaches 1mA, while the set value and the real output current can be displayed by LED. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD7543), then the analog value which is isolated and amplified by operationa

14、l 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 transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system real-timely, its work process is that output curren

15、t is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed. The test results have showed that it can be a

16、pplied in need areas of constant current source with high stability and low power. Keywords: voltage-controlled constant current source, intelligent power,closed loop control 前言 隨著電子技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字電路應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，現(xiàn)今社會，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢，設(shè)備的性能、價格、發(fā)展空間等備受人們的關(guān)注，尤其對電子設(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，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和

17、外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長。基于此，人們對數(shù)控恒定電流器件的需求越來越迫切當今社會，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)控恒流器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。本文正是應(yīng)社會發(fā)展的需求，研制出一種基于單片機的高性能的數(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，輸出電流可在 20mA2000mA 范圍內(nèi)任意設(shè)定，不隨負載和環(huán)境溫度變化，并具有很高的精度，輸出電流誤差范圍4mA，因而可實際應(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111.1 單片機最小系統(tǒng)組成 單片機系統(tǒng)是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心部分，它主要用于

18、鍵盤按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進行整體調(diào)整。主要包括 AT89S52 單片機、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)的性能指標主要由兩大關(guān)系所決定，設(shè)定值與/采樣顯示值（系統(tǒng)內(nèi)部測量值）的關(guān)系。內(nèi)部測量值與實際測量值的關(guān)系，而后者是所有儀表所存在的誤差。 在沒有采用數(shù)字閉環(huán)之前，設(shè)定值與內(nèi)部測量值的關(guān)系只能通過反復(fù)測量來得出它們的關(guān)系（要送多大的數(shù)才能使/輸出與設(shè)定電流值相對應(yīng)的電壓值），再通過單片機乘除法再實現(xiàn)這個關(guān)系，基本實現(xiàn)設(shè)定值與內(nèi)部測量值相

19、一致。但由于周圍環(huán)境等因素的影響，使設(shè)定值與內(nèi)部測量值的關(guān)系改變，使得設(shè)定值與內(nèi)部測量值不一致，有時會相差上百毫安，只能重新測量設(shè)定值與/采樣顯示值的關(guān)系改變/入口數(shù)值的大小才能重新達到設(shè)定值與內(nèi)部測量值相一致，也就是說還不穩(wěn)定。 在采用數(shù)字閉環(huán)后。通過比較設(shè)定值與/采樣顯示值，得出它們的差值，再調(diào)整/的入口數(shù)值，從而使/采樣顯示值逐步逼近設(shè)定值最終達到一致。而我們無須關(guān)心/入口數(shù)值的大小，從而省去了原程序中雙字節(jié)乘除的部分，使程序簡單而不受周圍環(huán)境等因素的影響。內(nèi)部測量值與實際測量值的誤差是由于取樣電阻與負載電阻和晶體管的放大倍數(shù)受溫度的影響和測量儀表的誤差所造成的，為了減少這種誤差，一定要

20、選用溫度系數(shù)低的電阻來作采樣電阻，因此本系統(tǒng)選用錳銅電阻絲來做采樣電阻。1.3 恒流原理 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 AD7543 是 12 位電流輸出型，其中 OUT1 和 OUT2 是電流的輸出端。電流的輸出級別可這樣計算 DX= 式中：DX 是控制級數(shù) 電壓由集成運算放大器 U8A 的 1 腳輸出，根據(jù) T 型電阻網(wǎng)絡(luò)型的 D/A 轉(zhuǎn)換關(guān)系可知，存在如下通式： （1） 式中： 輸出電壓(V)； 參考電壓(V)； R T 網(wǎng)絡(luò)電阻( )； 外接反饋電阻( )。 電流放大電路存在如下關(guān)系： （2） （3） 式中： Ib基極電流（mA）； Ui輸入電壓（V）； IL負載電流（mA）。 由式（1）、（2）可得

21、到： （4） 由于電路中的放大系數(shù)值遠大于 1，而與保持恒定，所以可推出負載電流與輸入電壓存在如下關(guān)系：12 （5） 由式(5) 、（1）可得到: （6） 其中，k 為比例系數(shù)。 式（6）可知，負載電流不隨外部負載的變化而改變。當保持不變時(即 AD7543 的輸入數(shù)字量保持不變)，輸出電流維持不變，能夠達到恒流的目的。為了實現(xiàn)數(shù)控的目的，可以通過微處理器控制 AD7543 的模擬量輸出，從而間接改變電流源的輸出電流。從理論上來說，通過控制 AD7543 的輸出等級，可以達到 1mA 的輸出精度。但是本系統(tǒng)恒流源要求輸出電流范圍是 20mA2000mA，而當器件處于 2000mA 的工作電流時

22、，屬于工作在大電流狀態(tài)，晶體管長時間工作在這種狀態(tài)，集電結(jié)發(fā)熱嚴重，導致晶體管值下降，從而導致電流不能維持恒定。為了克服大電流工作時電流的波動，在輸出部分增加了一個反饋環(huán)節(jié)來控制電流穩(wěn)定，減小電流的波動，此反饋回路采用數(shù)字形式反饋，通過微處理器的實時采樣分析后，根據(jù)實際輸出對電流源進行實時調(diào)節(jié)。經(jīng)測試表明，采用常用的大功率電阻作為采樣電阻 R0，輸出電流波動比較大，而選用錳銅電阻絲制作采樣電阻，電流穩(wěn)定性得到了改善。電路反饋原理如圖 1 所示。 圖 1 電流輸出反饋電路原理2 總體方案論證與比較 方案一：采用各類數(shù)字電路來組成鍵盤控制系統(tǒng)，進行信號處理，如選用 CPLD 等可編程邏輯器件。本方

23、案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴展，對信號處理比較困難。 方案二：采用 AT89S52 單片機作為整機的控制單元，通過改變 AD7543 的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電流的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電流值的大小，可以將電流轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)過 ADC0809 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及顯示。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。本方案的基本原理如圖 2 所示。13 圖 2 系統(tǒng)原理框圖 比較以上兩

24、種方案的優(yōu)缺點，方案二簡潔、靈活、可擴展性好，能達到題目的設(shè)計要求，因此采用方案二來實現(xiàn)。3 模塊電路設(shè)計與比較3.1 恒流源方案選擇 方案一：采用恒流二極管或者恒流三極管，精度比較高，但這種電路能實現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達到十幾毫安，不能達到題目的要求。 方案二：采用四端可調(diào)恒流源，這種器件靠改變外圍電阻元件參數(shù)，從而使電流達到可調(diào)的目的，這種器件能夠達到 12000 毫安的輸出電流。改變輸出電流，通常有兩種方法：一是通過手動調(diào)節(jié)來改變輸出電流，這種方法不能滿足題目的數(shù)控調(diào)節(jié)要求；二是通過數(shù)字電位器來改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的每一級步進電阻比較大，所以很難調(diào)節(jié)

25、輸出電流。 方案三：壓控恒流源，通過改變恒流源的外圍電壓，利用電壓的大小來控制輸出電流的大小。電壓控制電路采用數(shù)控的方式，利用單片機送出數(shù)字量，經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成模擬信號，再送到大功率三極管進行放大。單片機系統(tǒng)實時對輸出電流進行監(jiān)控，采用數(shù)字方式作為反饋調(diào)整環(huán)節(jié)，由程序控制調(diào)節(jié)功率管的輸出電流恒定。當改變負載大小時，基本上不影響電流的輸出，采用這樣一個閉路環(huán)節(jié)使得系統(tǒng)一直在設(shè)定值維持電流恒定。該方案通過軟件方法實現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能的實現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案。電路原理圖如圖 3 所示。14 圖 3 壓控恒流源電路原理3.2 反饋閉環(huán)方案選擇 方案一：采樣電阻上的電壓，可知輸出電流

26、與采樣電阻存在近似線性關(guān)系，因此可以從檢測電阻上電壓的大小來直接增減反饋深度。 方案二：從采樣電阻上得到一個反饋電壓，由于采樣電阻阻值比較小，在該電阻上的壓降相應(yīng)也小，為了提高系統(tǒng)控制的靈敏度，采用一級運算放大器對采樣電壓進行放大，再送到 ADC0809 進行 A/D 轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)由單片機系統(tǒng)進行相應(yīng)處理，為了達到 1mA 步進，選用 12 位串行 D/A 轉(zhuǎn)換器件 AD7543 可以滿足題目要求，而且該芯片是采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，硬件電路簡單。同時反饋系統(tǒng)控制靈活，易于達到 1mA 的步進要求。3.3 控制單元方案選擇 由于要實現(xiàn)人機對話，至少要有 10 個數(shù)字按鍵和兩個步進按鍵，考慮到還要實

27、現(xiàn)其它的功能鍵，選用 16 按鍵的鍵盤來完成整個系統(tǒng)控制。顯示部分采用 8 位 LED 數(shù)碼管，而且價格便宜，易于實現(xiàn)?？紤]到單片機的 I/O 端口有限，為了充分優(yōu)化系統(tǒng)，采用外部擴展一片 8155 來實現(xiàn)鍵盤接口與顯示功能。電路原理如圖 4 所示。15 圖 4 鍵盤及顯示電路3.4 電源方案選擇 方案一：用開關(guān)穩(wěn)壓電源給整機供電，此方案能夠完成本作品電流源的供電，但開關(guān)電源比較復(fù)雜，而且體積也比較大，制作不便，因而此方案難以實現(xiàn)。 方案二：單片機控制系統(tǒng)以及外圍芯片供電采用 78 系列三端穩(wěn)壓器件，通過全波整流，然后進行濾波穩(wěn)壓。電流源部分由于要給外圍測試電路提供比較大的功率，因此必須采用大

28、功率器件?？紤]到該電流源輸出電壓在 10V 以內(nèi)，最大輸出電流不大于 2000mA，由公式 P=U*I 可以粗略估算電流源的功耗為 20W。同時考慮到恒流源功率管部分的功耗，需要預(yù)留功率余量，因此供電電源要求能輸出 30W 以上。為了盡量減少輸出電流的紋波，要求供電源要穩(wěn)定，因此采用隔離電源，選用由 LM338 構(gòu)成的高精度大電流穩(wěn)壓電源。此方案輸出電流精度高，能滿足題目要求，而且簡單實用，易于自制，故選用方案二。穩(wěn)壓電源原理如圖 5 所示。16 圖 5 穩(wěn)壓電源原理3.5 過壓報警功能設(shè)計 為了使本數(shù)控直流電流源進一步智能化，考慮到要求輸出電壓不大于 10V，因此系統(tǒng)測試部分設(shè)計了一個過壓報

29、警電路，用于對電壓的實時監(jiān)測，一旦有過壓現(xiàn)象，控制器響應(yīng)后會發(fā)出報警控制信號。電路原理參見圖 3。4 軟件設(shè)計 根據(jù)實際的硬件電路，為了有效地減小紋波電流，用軟件方法實現(xiàn)去峰值數(shù)值濾波，以減小環(huán)境參數(shù)對輸出控制量的影響。軟件設(shè)計主程序流程圖和閉環(huán)比較子程序流程圖；電流設(shè)置子程序流程圖；鍵盤中斷子程序流程圖；顯示中斷子程序流程圖。分別如下圖所示。根據(jù)本系統(tǒng)的實際要求軟件設(shè)計可分為以下幾個功能模塊：4.1 主程序模塊 MAIN：流程圖如圖 6 所示。 主程序負責與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號。4.2 閉環(huán)比較子程序模塊 BIHUAN：流程圖如圖 7 所示。 通過調(diào)用閉環(huán)比較子程序得出實際值與

30、設(shè)定值的差值，如果是實際值大于設(shè)定值則將原來的/的入口數(shù)值減去這個差值再送去 D/A 轉(zhuǎn)換，如果是實際值小于設(shè)定值則把原來的/的入口數(shù)值加上這個差值再送去轉(zhuǎn)換。如果輸出17值與設(shè)定值仍然不一致，再將差值和設(shè)定值相加送 D/A 轉(zhuǎn)換，以逐步逼近的形式使實際值和設(shè)定值相一致后通過 LED把穩(wěn)定的實際值顯示出來。而逐步逼近過程中的實際值不送顯示因此減少了實際顯示值的不穩(wěn)定。這也是結(jié)構(gòu)化程序的要點（合理設(shè)置程序的順序結(jié)構(gòu)）。4.3 電流設(shè)置子程序模塊 SETUP：流程圖如圖 8 所示。 通過鍵盤設(shè)置電流的大小，因為本系統(tǒng)最大輸出電流是 2000m，所以該子程序兼有電流設(shè)置合法性，也就是說設(shè)置電流不能大

31、于 2000m。4.4 鍵盤中斷子程序模塊 KEYSCAN：流程圖如圖 9 所示。 本系統(tǒng)采用外部中斷 1 來實現(xiàn)實時掃描，使程序及時響應(yīng)按鍵請求而無需顧慮其它程序模塊運行情況。 4.5 顯示中斷子程序模塊 LED：流程圖如圖 10 所示。 本系統(tǒng)采用定時中斷 0 來實現(xiàn)逐位動態(tài)顯示，每位顯示間隔固定為 2ms，使 LED 輸示非常穩(wěn)定，無法考慮定時刷新顯示，使得該顯示子程序簡單靈活，適用性廣。1819 圖 7 閉環(huán)比較子程序流程圖20 圖 8 電流設(shè)置子程序模塊215 數(shù)據(jù)測試及分析 數(shù)據(jù)測試是反映系統(tǒng)性能的重要指標。因此對本系統(tǒng)進行了全面的測試，分別為輸出電流測試、步進電流測試、工作時間測

32、試、負載阻值變化測試、紋波電流測試。本系統(tǒng)測試采用的儀表如下：當測試系統(tǒng)電流分別 0200和2002000時，分別采用數(shù)字表9801 的 200檔和 10檔。測試電壓采用數(shù)字表9208的2檔和 20檔。測試紋波電流采用低頻毫伏表 DA16D 來測試紋波電壓，但當測量值與對應(yīng)量程相差較大時，會有一定的誤差。5.輸出電流測試 給電流源上電，通過按鍵設(shè)定輸出電流值，對應(yīng) D/A 轉(zhuǎn)換輸出電壓、晶體管基極電壓，電流源自身檢測到實際輸出電流值以及通過外部電流表測量的電流值，相關(guān)數(shù)據(jù)如表 1 所示。由表可知設(shè)定值的線性增大，相關(guān)數(shù)據(jù)也相應(yīng)增大，但由于取樣電阻負載電阻和晶體管的放大倍數(shù)受溫度的影響和測量儀表

33、的誤差而造成大電流時實際值比設(shè)定值略小，小電流時實際值比設(shè)定值略大。所以實際調(diào)試時只能拿中間值 1000 毫安來作基準。 表 1 輸出電流測試表22 鍵盤設(shè)定值/mA D/A 轉(zhuǎn)換輸出電壓 /V 基極電壓/V 顯示輸出值/mA 外部測量值/A 20 0.595 0.555 16 0.03 50 0.644 0.614 48 0.06 100 0.705 0.691 96 0.10 200 0.824 0.805 200 0.21 300 0.925 0.921 296 0.30 400 1.032 1.026 400 0.40 500 1.131 1.137 504 0.50 600 1.23

34、4 1.233 600 0.60 700 1.322 1.331 696 0.70 800 1.431 1.427 800 0.80 900 1.529 1.532 904 0.90 1000 1.640 1.638 1000 1.00 1100 1.800 1.798 1104 1.10 1200 1.902 1.900 1200 1.20 1300 2.00 2.00 1296 1.30 1400 2.10 2.10 1400 1.40 1500 2.20 2.21 1496 1.50 1600 2.37 2.37 1600 1.60 1700 2.46 2.47 1696 1.70 18

35、00 2.57 2.58 1800 1.80 1900 2.72 2.72 1904 1.90 2000 2.82 2.83 2000 2.005.2 步進電流測試 由上面系統(tǒng)方案分析可知本系統(tǒng)由于現(xiàn)有器件限制只能采用 8 位的/作閉環(huán)反饋。則要/轉(zhuǎn)換回來的數(shù)乘以 8 才能達到 2000m，即顯示輸出值是每隔 8 m跳變的，而外部測量值也是m跳變的，所以理論上設(shè)定值與實際值的最大誤差為 4m。 表 2步進電流測試表 鍵盤設(shè)定值/mA 顯示輸出值/mA 外部測量值/mA 45 48 61.4 46 48 61.4 47 48 61.4 48 48 61.4 49 48 61.4 50 48 61

36、.4 51 48 61.4 52 48 61.4 53 56 70.9 54 56 70.9 23 145 144 156.1 146 144 156.1 147 144 156.1 148 144 156.1 149 152 163.3 150 152 163.3 151 152 163.3 152 152 163.3 153 152 163.3 154 152 163.35.3 工作時間測試 工作時間測試表見表 3。由表 3 可知，當系統(tǒng)工作在大電流時，電流外部測量值隨著系統(tǒng)工作時間延長略有減小，而顯示輸出值不變。造成這種誤差主要是因為隨著系統(tǒng)工作時間延長，系統(tǒng)器件溫度不斷升高，采樣電阻與

37、負載電阻有所增大，且晶體管的放大倍數(shù)有所減小，因而造成輸出電流減少而采樣電阻兩端電壓不變。 表 3工作時間測試表 設(shè)定值/mA 時間/Min 顯示輸出值/mA 外部測量值 150 0 152 163.0mA 150 1 152 162.7mA 150 2 152 162.5mA 150 3 152 162.6mA 150 4 152 163.2mA 150 5 152 162.5mA 500 0 504 0.49A 500 1 496 0.49A 500 2 496 0.49A 500 3 504 0.49A 500 4 496 0.48A 500 5 504 0.49A 1000 0 1000 1.00A 1000 1 1000 1.00A 1000 2 1000 1.00A 1000 3 1000 1.00A 1000 4 1000 0.99A 1000 5 1000 0.99A 2000 0 2000 2.00A 2000 1 2000 1.99A 2000 2 2000 1.99A 2000 3 2000 1.98A 2000 4 2000 1.98A 2000 5 2000 1.97A 5.4 負載阻值變化測試 測試