數(shù)控直流電流源

1、數(shù)控直流電流源摘要本數(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 single chip AT89S51 as the core, and consists of TLC5615 D

2、/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 voltage is used as the reference value for the constant current s

3、ource 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.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。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。

4、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(fù)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)很小（5ppm/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，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

5、00V,0A的直流文要電源，恒流源最大電流可達(dá)A。一、 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(zhǔn)輸入的10位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。DAC具有基準(zhǔn)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?yán)щy，A/D、D/A采用并行轉(zhuǎn)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 系統(tǒng)框架本系統(tǒng)由單片機AT89s5

6、1,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：2 電流源電路電流源電路框架圖如下：D/A芯片TLC5615IP的原理使帶由緩沖基準(zhǔn)輸入的10位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。DAC具有基準(zhǔn)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）以確保可重復(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(biāo)準(zhǔn)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。

7、數(shù)字通信協(xié)議包括SPITM,QSPITM以及Microwire TM標(biāo)準(zhǔn)。3 電壓源電路主要以7800系列(輸出正電壓)和7900系列（輸出負(fù)電壓）和專業(yè)的調(diào)整管LM350做成可調(diào)穩(wěn)壓電路單片機電路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二、 軟件系統(tǒng)整個控制電路由89S51承擔(dān)，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： ADDSUBB789456確認(rèn)3清除120ADD：實現(xiàn)步進(jìn)電流為1MS的增加SUBB：實現(xiàn)

8、步進(jìn)電流為1MS的減少09： 按鍵數(shù)字清除：清除當(dāng)前數(shù)值，并給于語音提示，發(fā)音為“呵呵，已清除”確認(rèn)：用戶確認(rèn)時，使當(dāng)前鍵入數(shù)值送系統(tǒng)處理主流程圖如下：2：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(jìn)入點顯示狀態(tài)設(shè)定等待按鍵值輸入三、 測試方法與數(shù)據(jù)1、 指標(biāo)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(zhǔn)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。 2、 本系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能：基本可以在小于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(jìn)為1MS的按鍵變化，當(dāng)改變負(fù)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(fù)載電阻，檢測當(dāng)時電