數(shù)控直流電流源總體設(shè)計(jì)方案

年4月19日數(shù)控直流電流源總體設(shè)計(jì)方案文檔僅供參考HYPERLINK""全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)報(bào)告編號(hào):F甲1004題目:數(shù)控直流電流源學(xué)校:山東大學(xué)參賽隊(duì)員姓名:楊喜超,夏驛杰,馬云朋目錄一.摘要3AbstractAndKeyword3二.方案選擇與論證42.1設(shè)計(jì)要求2.2總體設(shè)計(jì)方案2.2.1設(shè)計(jì)思路2.2.2控制模塊的模擬電路設(shè)計(jì)方案確定2.2.3軟件仿真模擬確定方案2.2.4人機(jī)界面2.2.5聲光報(bào)警提示三.系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1.1電源部分3.1.2鍵盤/顯示器接口電路3.1.3電壓控制電流模塊3.1.4D/A和A/D模塊原理圖3.1.5聲光報(bào)警模塊3.2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.2.1主程序流程圖3.2.2預(yù)設(shè)置子菜單程序流程圖3.2.3顯示輸入步進(jìn)子菜單流程圖3.2.4步進(jìn)調(diào)節(jié)輸出子菜單流程圖四.系統(tǒng)功能測試及其整體指標(biāo)4.1使用的儀器儀表記錄表4.2.2步進(jìn)調(diào)整檔位測試記錄分析4.2.3,紋波電流的測定記錄與分析4.2.4測試結(jié)果分析五.結(jié)束語參考文獻(xiàn)數(shù)控直流電流源摘要本系統(tǒng)采用SPCE061A16位單片機(jī)作為控制核心的直流源,能夠完全按用戶要求輸出相應(yīng)電流值的智能數(shù)控直流源,其電流輸出能夠進(jìn)行按照不同幅度調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)采用了高共模抑制比低溫漂的直流放大器OP07,因其一般工作在閉環(huán)狀態(tài)只要外接幾個(gè)電阻即可構(gòu)成具有深度負(fù)反饋的放大器,故能夠在反饋性恒流源電路作比較器,使其各項(xiàng)性能指標(biāo)得到顯著提高。我們采用12位D/A轉(zhuǎn)換器AD767實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)化得到近似線形電壓,為放大器提供基準(zhǔn)電壓來控制電流放大器產(chǎn)生相應(yīng)的電流,同時(shí)經(jīng)過12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574進(jìn)行電壓采樣,利用軟件對(duì)電流進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié),以達(dá)到獲取精確電流的目的。關(guān)鍵詞:高共模抑制比集OP07閉環(huán)調(diào)節(jié)AD767AD574SPCE061A數(shù)控電流源Abstract:ThissystemisanumericalcontroldirectcurrentsupplywhichadoptstheSPCE061A,16_bitMCU,asthecontrolcore.Ourintelligentworkscanoutputtherequiringexactcurrentundertheuser’sorder.Besides,thecurrentoutputcanchangeindifferentscales.TheoperationalamplifierOP07withahighCMRRandalowtemperaturedrift,whichcanmakeupadeep-feedbackamplifierwithonlyseveralresistances,canbeusedasthecomparatorinthecurrentproducerinordertooptimizeourallkindsofguidelines.TheMCUprovidesthe12_bitD/AconverterAD767withdigitalsignalstomakethesignalsconvertedintoexactlylinearvoltages,whichisusedtosupplythecurrentmoduleareferencebenchmarktoproducethedirectcurrent.Inthemeantime,the12_bitA/DconverterAD574pickupthevoltagesamplefromthecircuit,whichisusedasthemeasurementvaluedisplayedontheLCDscreenaswellasareference.ThenoursoftwarewillworkasaregulatorbasedontheADvalue(acloseloopwiththeDAoutput)toensureourworkstooutputthehighaccuratecurrent.Keywords:OP07withahighCMRRandalowtemperaturedrift,close-loopadjusting,12_bitD/AconverterAD767,12_bitA/DconverterAD574,SPCE061A(MCU),numericalcontroldirectcurrentsupply二.方案選擇與和論證2.1設(shè)計(jì)要求:2.1.1基本要求:(1)輸出電流范圍:200mA～mA;(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≤給定值的1％+10mA;(3)具有”+”、”-”步進(jìn)調(diào)整功能,步進(jìn)≤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≤輸出電流值的1％+10mA;(5)紋波電流≤2mA;(6)自制電源。2.2.2、發(fā)揮部分(1)輸出電流范圍為20mA～mA,步進(jìn)1mA;(2)設(shè)計(jì)、制作測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)測值),測量誤差的絕對(duì)值≤測量值的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≤輸出電流值的0.1％+1mA;(4)紋波電流≤0.2mA;(5)其它。2.2總體設(shè)計(jì)方案2.2.1控制核心MCU方案選擇我們的控制核心采用SPCE061A單片機(jī)SPCE061A是繼μ’nSP系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器。主要性能如下:■16位μ’nSP微處理器;■工作電壓:VDD為2.4~3.6V(cpu),VDDH為2.4~5.5V(I/O);■CPU時(shí)鐘:32768Hz~49.152MHz;■內(nèi)置2K字SRAM、內(nèi)置32KFLASH;■可編程音頻處理;■32位通用可編程輸入/輸出端口;■32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘,鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào);■2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值);■2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道;■7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道語音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器;■聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器自動(dòng)增益控制(AGC)功能;■系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))耗電小于2μ;■14個(gè)中斷源:定時(shí)器A/B,2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入,時(shí)基,鍵喚醒等;■具備觸鍵喚醒的功能;■使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒),能容納210秒的語音數(shù)據(jù);■具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能;■內(nèi)置在線仿真電路接口ICE(In-CircuitEmulator);■具有保密能力;■具有WatchDog功能;凌陽單片機(jī)強(qiáng)大的功能,完全能夠滿足我們整個(gè)系統(tǒng)控制A/D,D/A轉(zhuǎn)換,LCD顯示,鍵盤驅(qū)動(dòng)以及語音功能的要求。凌陽同時(shí)支持匯編與C語言,編程方式靈活,C語言用來做主體程序框架,大大減輕編程的負(fù)擔(dān)。需要指出的是,語音功能是凌陽的一大特色,是其它單片機(jī)是無法比擬的。2.2.2設(shè)計(jì)思路根據(jù)題目要求系統(tǒng)可劃分為以下幾個(gè)基礎(chǔ)模塊,如圖:凌凌陽16位單片機(jī)D/A壓控電流模塊負(fù)載A/D電源LCD顯示鍵盤控制聲光報(bào)警圖(1)方案選擇:電源方案a)單片機(jī)以及相關(guān)芯片工作電源方案選擇單片機(jī)需要在+5V電壓工作,我們按照題目要求,制作了電源,采用當(dāng)前比較流行的穩(wěn)壓管技術(shù),利用7805,7812,7912,7815,7915等穩(wěn)壓管,獲得+5V,12V,15V,完全能夠滿足單片機(jī)以及相應(yīng)芯片的電壓要求。b)壓控電流源功率電源方案選擇由于電流源的最大電流需要達(dá)到2A,估算一下功率要達(dá)到30W以因此我們選用功率大的變壓器(需要改進(jìn))2.電流源模塊方案選擇()1)采用穩(wěn)壓管和可調(diào)變阻器組成恒流源。穩(wěn)壓管用來提供基準(zhǔn)電壓,經(jīng)過人工調(diào)節(jié)變阻器來獲得合適電流。公式為該方案特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn)?？墒菑墓侥軌蚩闯?其輸出電流與負(fù)載有關(guān)系,在使用過程中,需要不斷調(diào)節(jié)變阻來獲得合適的電流,負(fù)載一旦改變,就需要重新進(jìn)行調(diào)節(jié),因此使用起來很不方便。顯然,如果想對(duì)這種方案進(jìn)行只能控制只能對(duì)電阻進(jìn)行編程,軟件實(shí)現(xiàn)起來比較困難。2)使用三極管和一些電阻搭建直流電流源,如右圖:負(fù)載電流為,其中為穩(wěn)壓管的電壓。由公式可知,電流只與有關(guān),不隨負(fù)載變化而變化。經(jīng)過改變電阻的阻值獲得相應(yīng)的電流,同方案(1)線性改變電流值不容易實(shí)現(xiàn)。另外,由于三極管本身的恒流特性容易受到外界因素的影響,比如溫度,單獨(dú)做電流源,不能長期保持穩(wěn)定工作狀態(tài)。3)利用場效應(yīng)管,構(gòu)建恒流源。電阻為電流的主要決定因素。與場效應(yīng)管構(gòu)成反饋回路,能夠輸出比較穩(wěn)定的電流能夠根據(jù)以下兩個(gè)公式和()能夠計(jì)算出電流。經(jīng)過改變來電流,因此不適合用來做數(shù)控電流源。4)使用運(yùn)放和一些電阻來搭建電流源。集成運(yùn)放的一些基本運(yùn)算電路能夠產(chǎn)生電流,如圖,,而且能夠經(jīng)過電壓來改變輸出電流,單片機(jī)能夠使用DA芯片對(duì)其進(jìn)行控制。可是其有一個(gè)很大的缺點(diǎn),能夠產(chǎn)生的電流比較小,不能完成題目的大電流的要求。5)我們考慮到4)方案在數(shù)控方面具有可行性,決定對(duì)其電路進(jìn)行改進(jìn)。由于運(yùn)放輸出電流比較小,我們需要做的是增大電流輸出,在運(yùn)放輸出口串接大功率三極管,對(duì)電流進(jìn)行放大。另外,采用雙反饋來屏蔽負(fù)載電阻對(duì)電流的影響。具體方案如下文論述。2.2.2控制模塊的模擬電路設(shè)計(jì)方案確定:實(shí)用恒流源的設(shè)計(jì)與計(jì)算。我們利用集成運(yùn)放和三級(jí)三極管組成的大功率復(fù)合管構(gòu)成電壓控制的恒流源,其中運(yùn)放OP07經(jīng)過反饋提供基準(zhǔn)參考電壓,復(fù)合管對(duì)電流進(jìn)行放大。本圖中采用電阻浮置而負(fù)載接地,因浮置,故需要兩個(gè)反饋電阻和。常規(guī)的反饋用于電流采樣,而接到的另一端用于提供基準(zhǔn)電壓,若不用,則和均成為采樣電阻,就要和有關(guān),不成其為恒流源。由OP07,T1~T2組成復(fù)合管(三個(gè)管子的功率依次增大),負(fù)反饋電阻組成通向放大器,其放大倍數(shù)為(1+/R1),電路負(fù)載端電壓I*作為反饋信息,經(jīng)過發(fā)反饋到放大器同向端時(shí)輸出電流I保持恒定,為標(biāo)準(zhǔn)電阻,其決定了輸出電流的范圍,比如1Ω時(shí),輸出電流在0-2A。恒流源輸出電流I原線路參數(shù)如下:此電路為同向輸入電路,由同向輸入運(yùn)算放大電器的性質(zhì)可列出下列方程,,(前提條件:<<)(1)(2)由(1)(2)兩式得:(3)其中(4)由(3)(4)兩式可看出,當(dāng)=,=,同時(shí)變化范圍為<時(shí)=0。于是。結(jié)論:(1)當(dāng)==;<時(shí),恒流源的輸出電流只與和有關(guān)。(2)當(dāng)一定時(shí),與成正比(3)當(dāng)一定時(shí),改變,也改變。采用類似系列電路時(shí)必須選精密電阻使其偏差應(yīng)小于0.01%,才能使得=0。為了保證恒流源性能須是水泥電阻或者經(jīng)過長期老化的錳銅電阻。如果負(fù)載的變化范圍大于時(shí),可在提高級(jí)準(zhǔn)點(diǎn)壓方面進(jìn)行考慮。如應(yīng)用于大電流輸出(1-5A)的場合,則三極管應(yīng)加散熱片,保證圈子的熱及時(shí)擴(kuò)散以保證電流恒定。我們采用高精度水泥電阻作為采樣電阻,精密電阻選用金屬膜電阻,為了減少誤差,我們?nèi)斯慕饘倌る娮柚惺褂?位半萬能表一一檢測,以確保電阻的精度減少系統(tǒng)誤差。2.2.3經(jīng)過軟件仿真模擬確定推測的方案的可行性程度;為了確保方案的可行性,我們利用Multisim硬件仿真模擬軟件對(duì)該模塊進(jìn)行仿真,模擬觀察該模塊的工作情況,經(jīng)過模擬發(fā)現(xiàn)OP07集成運(yùn)放能滿足小電阻負(fù)載小電流的情況,可是一旦電流輸出超出2A,電流的線性幾乎不存在了,顯然一路電流不能夠滿足電流源的要求,于是我們利用簡單的電路并聯(lián)電流相加原理,同時(shí)使用兩個(gè)模塊供電,這樣每個(gè)模塊只需要分擔(dān)一半的工作量,一方面實(shí)現(xiàn)了大電流要求,另一方面,避免了單獨(dú)電路模塊不能長時(shí)間穩(wěn)定工作的缺陷,利用Multisim仿真后,仿真效果與理論分析符合得很好,我們決定采用這個(gè)方案。2.2.4人機(jī)界面:本系統(tǒng)采用OCMJ4X8C(128*64)圖形漢字兩用液晶作為主要顯示工具。該液晶帶有總多控制字,程序開始時(shí),先對(duì)液晶初始化,之后,每次先經(jīng)過控制字制定開始位置,然后寫入點(diǎn)陣信息。開機(jī)時(shí)顯示歡迎畫面,對(duì)用戶操作進(jìn)行提示,人機(jī)界面友好,圖形美觀。2.2.5聲光報(bào)警提示:用于提示其是否工作在安全范圍內(nèi),防止因操作失誤引發(fā)的消除不掉的外部電流超出正常輸出顯示輸出電流大小而引發(fā)外圍電路的燒毀,或因電流太小不能正常供電。(軟件上設(shè)定輸入值范圍,超出了則不執(zhí)行)該電路只采用了555等常見芯片,一位控制端只占用一位I/O口。三.系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì):3.1.1電源部分:考慮到若其負(fù)載功率大,應(yīng)采取一定的保護(hù),比如加上保險(xiǎn)絲等,3.1.2鍵盤/顯示器接口電路此部分采取常見的4*4矩陣鍵盤模式直接與單片機(jī)I/O相連掃描確定輸入信息。LCD模塊采用串行輸入,占用三個(gè)I/O口()。我們?cè)瓉泶蛩闶褂?289做鍵盤模塊,使用中斷模式與單片機(jī)進(jìn)行通訊,以節(jié)省IO口的使用,可是考慮到我們的IO數(shù)量能夠滿足直接通訊的要求,另外我們用到的語音播報(bào)功能同樣使用到中斷,為了避免中斷沖突,影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,我們最后決定采用直接通訊方式。LCD有并行通訊和串行通訊兩種通訊方式,并行方式響應(yīng)速度比較快,不過,要占用比較多的IO資源,串行方式雖然速度相對(duì)來說比較慢,可是本系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求并不是很高,完全能夠采用串行通訊方式。另外,我們使用的液晶模塊自帶字庫,編程起來比較容易實(shí)現(xiàn)。3.1.4D/A和A/D模塊原理圖:本模塊采用十二位AD芯片AD574(如下圖),采用十二位DA芯片AD767(如下圖)精度分析:12位DA的滿偏電壓為10V,最小電壓步進(jìn)值為,然后這個(gè)電壓除以采樣電阻(5.1歐姆),能夠得到理論上的最小步進(jìn)值為4.7862e-4,即0.48mA。能夠滿足題目中的電流步進(jìn)要求。同樣,12位AD轉(zhuǎn)換器AD574也能夠滿足系統(tǒng)的測試要求以及閉環(huán)調(diào)節(jié)。3.1.5聲光報(bào)警模塊:用555芯片的受控震蕩產(chǎn)生一定頻率的控制的周期性明滅和聲音的有無實(shí)現(xiàn)一位I/O口控制的報(bào)警電路:聲光報(bào)警在實(shí)際輸出超出正常情況時(shí)燈亮警響,告訴使用者超過使用范圍,應(yīng)采取必要措施!3.1.6紋波電流的處理紋波電流(RippleCurrent),是指直流中摻雜的有害交流成分,對(duì)于一些直流環(huán)境中長期工作的器件來說,會(huì)造成較大損害,減少使用壽命。因此,做直流源,必須考慮電源的濾波措施。一般采用濾波電容或者電感進(jìn)行濾波。我們反感采用電容濾波,電源供應(yīng)器的濾波電容的選擇是根據(jù)整流管后的有效值電壓及紋波電流來選擇電容,電容有”通交流,隔直流”的作用,過濾紋波電流就是利用電容”通交流”作用。由于紋波的大小跟電容的ESR值有關(guān),在選擇電容時(shí)考慮使用耐紋波電流的電容能夠很好的消除紋波電流和延長電容的使用壽命。在電路的幾個(gè)關(guān)鍵部分,如電源部分,DA輸出,以及采樣電阻后,添加相應(yīng)的濾波電容即可很好的濾掉有害紋波部分,滿足題目的紋波要求。3.1.7系統(tǒng)誤差分析:1.DA轉(zhuǎn)換的精度。AD574內(nèi)置齊納參考電壓在滿偏時(shí)存在0.1%的誤差,和1/2的LSB偏移。2.核心電壓轉(zhuǎn)換電流模塊。輸入電阻和反饋電阻不可能做到嚴(yán)格相等,采樣電阻本身存在一些精度的問題。3.由于所有電路板都是手工焊接,飛線的不良影響也應(yīng)該被考慮在誤差原因之內(nèi)。雖然我們嚴(yán)格按照AD,DA模塊電路的要求焊接,可是不能消除電路對(duì)精度的影響。AD,DA模塊轉(zhuǎn)換精度肯定要受到影響。4.高溫器件對(duì)低溫器件的影響。像AD,DA,MCU器件都需要工作在溫度比較低的狀態(tài),而電流源模塊在大電流范圍時(shí),要散發(fā)大量的熱,會(huì)對(duì)低溫器件造成影響。因此在整個(gè)系統(tǒng)布局的時(shí)候,需要考慮整個(gè)系統(tǒng)的散熱,以及相關(guān)器件的分布問題。3.2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì):本系統(tǒng)控制算法能夠用PID算法,PID算法是根據(jù)輸入的偏差值,按比例、積分、微分的函數(shù)關(guān)系,進(jìn)行運(yùn)算,將其運(yùn)算結(jié)果用以輸出控制。其控制精度較高可是相對(duì)響應(yīng)的時(shí)間較長,而且參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整比較繁雜,要經(jīng)過重復(fù)的調(diào)試才能找到相對(duì)比較理想的參數(shù)值,在本系統(tǒng)中,不需要使用到復(fù)雜的PID算法,只需要進(jìn)行簡單實(shí)用的閉環(huán)調(diào)節(jié)。在理論上計(jì)算和實(shí)踐多次調(diào)試過程中,我們發(fā)現(xiàn)D/A輸出的電壓與系統(tǒng)輸出的電流有很好的線性關(guān)系,因此我們采用了增量法。所謂的增量法就是在上一次的輸出量的基礎(chǔ)上需要增加(負(fù)值意味減少)相應(yīng)的量。用戶用戶電流輸出D/ASPCE061AA/D驅(qū)動(dòng)器在實(shí)際的實(shí)現(xiàn)過程中,系統(tǒng)經(jīng)過AD采樣來確定實(shí)際輸出值與要求輸出值的偏差,然后根據(jù)這個(gè)偏差,來調(diào)整輸出公式的系數(shù),然后系統(tǒng)重新輸出電流。而后AD再次進(jìn)行采樣,直到電流值與要求輸出的電流值相符。3.2.2主程序及其流程圖:本程序以菜單顯示為主線,由初始化、預(yù)置值判斷、主菜單以及三個(gè)子菜單組成,整體工作流程表示為右圖:開始信息提示定時(shí)查詢并顯示輸出電流值開始信息提示定時(shí)查詢并顯示輸出電流值有鍵按下返回主菜單系統(tǒng)初始化輸出系統(tǒng)默認(rèn)預(yù)置值輸出上次設(shè)置的預(yù)置值主菜單畫面設(shè)置預(yù)置值子菜單顯示輸出電流子菜單步進(jìn)調(diào)節(jié)輸出子菜單有預(yù)置值開始開始提示信息開始提示信息有按鍵輸入預(yù)置值止返回主菜單是否在范圍內(nèi)內(nèi)保存預(yù)置電流值3.2.3預(yù)設(shè)置子菜單程序及其流圖:主要功能設(shè)置系統(tǒng)開始輸出電流值。3.2.4顯示輸出電流子菜單及其流程圖:主要功能是定時(shí)查詢并顯示輸出電流值,可經(jīng)過A/D調(diào)整比例系數(shù),進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié),從而提高系統(tǒng)輸出的精度。3.2.5步進(jìn)調(diào)節(jié)輸出子菜單及其流程圖:主要功能是步進(jìn)的調(diào)節(jié)電流的輸出,步進(jìn)調(diào)整的范圍分別為1mA,10mA,然后經(jīng)過參數(shù)的計(jì)算實(shí)現(xiàn)高精度的電流輸出,并在LCD上顯示其輸出電流值。有鍵按下有鍵按下步進(jìn)選擇步進(jìn)增加步進(jìn)減小1mA10mA輸出值以內(nèi)參數(shù)計(jì)算比例調(diào)節(jié)開始返回主菜單輸出顯示設(shè)置輸出電流值軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)1.為了防止誤操作輸入工作范圍之外的值而引發(fā)不必要的事故,經(jīng)過軟件設(shè)定輸入值的大小,只有在其范圍內(nèi)的才能夠輸入!2.畫面顯示有向?qū)崾?便于明確操作!3.其它功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(1),配有數(shù)值語音播報(bào)功能(2)中英文界面的切換功能4.系統(tǒng)功能測試及其整體指標(biāo):4．1使用的儀器儀表記錄表:PC機(jī)DT－2058數(shù)字萬用表MASTECH@MY-65系列萬用表毫伏表(需要注明型號(hào))4.2測試環(huán)境4.3系統(tǒng)的測試4.3.1輸出范圍的確定(20-mA)測試次數(shù)123456789屏目輸入值mA1002005008001100140017002100屏幕顯示值mA無2004988001100140016971999無實(shí)際測的值mA無2005018011102140316991999無偏差比率%00.050.050經(jīng)過比較與分析知其正常工作的范圍是:[0.-2.5A]經(jīng)過軟件設(shè)定范圍為[0.2-2A],顯示能夠?qū)崿F(xiàn)。偏差分析結(jié)果知平均偏差率基本符合題目要求!4.3.2步進(jìn)調(diào)整檔位測試記錄分析:測試次數(shù)123456789軟件輸出值V1.011.973.024.025.027.007.999.0310.00理論電壓值V1.002.003.004.005.007.008.009.0010.00實(shí)測電值V4.3.3,紋波電流的測定記錄與分析測試次數(shù)123456789輸入電流值mA2002554016009701208167017801999實(shí)測電壓值mV電壓差值轉(zhuǎn)化為紋波電流4.3.4測試結(jié)果分析經(jīng)過測試基本達(dá)到預(yù)期設(shè)想。以下可能產(chǎn)生誤差的原因有:1.數(shù)字萬用表精度不夠;2.焊接布線也在一定程度上影響精度;3.A/D為十二位,精度有待進(jìn)一步提高;4.在電阻等器件本身存在不可避免的誤差;5.現(xiàn)有的測量存在不可避免的誤差;如果在精度方面要進(jìn)一步的提高,能夠:換用十六位AD,進(jìn)一步提高精度。如果在范圍上擴(kuò)大:可采用N路工作電流并聯(lián),提供的電流為原來的N倍,同時(shí)要考慮前端的功率供應(yīng)情況。5.結(jié)束語本系統(tǒng)以凌陽十六位單片機(jī)為工作核心部分,利用AD轉(zhuǎn)換控制電壓調(diào)制電流輸出模塊電路工作在線形條件下,輸出步進(jìn)一致遞增,實(shí)現(xiàn)前端開關(guān)電源供電后在輸出端穩(wěn)恒輸出,同時(shí)DA反饋信息經(jīng)過軟件修正使輸出更精確,經(jīng)過測試,本數(shù)控直流電流源能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的功能,同時(shí)還能夠:①電流源輸出電流范圍為:200mA-mA本系統(tǒng)仍有擴(kuò)充的余地②可對(duì)輸出的電流進(jìn)行步進(jìn)輸出,步進(jìn)可為1mA,5mA,10mA,50mA,并經(jīng)過LCD液晶實(shí)時(shí)顯示③能夠能夠?qū)崟r(shí)測量輸出電流并顯示;④中英文切換,實(shí)現(xiàn)較好的人機(jī)對(duì)話;⑤聲光報(bào)警參考文獻(xiàn)1.黃智偉.全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練教程.北京:電子工業(yè)出版社,2.潘新民,王燕