电子设计报告-简易数控直流电流源

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1、合肥学院暑期培训电子设计报告作品名称：简易数控直流电流源学校全称：合肥学院系别班级：电子系09级电气（1）班队员姓名：简易数控直流电流源摘要：本系统设计以AT89S52为核心，通过D/A转换、、功率放大电路、I/V转换、独特的算法及ICL7107电压测量实现了高精度的电压输出范围在0～9.9V范围内的数控直流电流源。此外本电流源还具有菜单选择功能、电压可预置，多种波形供选择、并可以以0.1V电压步进、显示给定值和实测值等功能并具备过流保护的功能。关键词：单片机DA转换数字控制功率放大一、引言1.1系统设计目的设计出有一定输出电压范围和功能的

2、数控电源。满足下列要求：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。设计概念图如下所示：图一：设计概念图另外还可以实现如下要求：　（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；　（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；　（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。1.2系统设计思想本系统以AT89S52为系统

3、控制单元、DA转换器为数字控制输出单元、运放组合电路为功率放大单元、ICL7107为实际电压测量反馈单元、4*4键盘为预置控制输入单元，12864为显示单元。通过键盘控制实现预置初始化，由单片机给DA转换器相应的数据，通过功率放大电路运放，最后经射极输出器完成输出。ICL7107接至输出，显示实际的输出电压。综上所述，系统最终的方框模块图如下所示。AT89S52键盘输入预置显示DA转换功率放大输出基准电压稳压源ICL7107过流保护数码管显示图二：系统方框图二、方案比较及确定2.1、主要控制模块方案(1)：凌阳单片机是本身具备语音识别功能的

4、十六位单片机，具有基本的DSP功能，具备语音识别的优点。如常见的语音控制机器人，语音控制小车等。方案(2)：采用AT89S52作为控制模块核心。单片机最小系统相对简单，容易制作PCB，算术功能强，软件编程灵活、可以通过ISP方式将程序快速下载到芯片，方便的实现程序的更新，自由度大，较好的发挥C语言的灵活性，可用编程实现各种算法和逻辑控制，同时其具有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。基于以上分析，选择方案(2),利用89S52单片机将电压步进值或预先设定值通过换算由D/A转换，驱动功率放大电路最终实现电压输出。输出电流经处理电路显示到数

5、码管上，通过过流保护电路提高输出的稳定性及电路的安全性。2.2稳压电源模块方案(1)：使用LM337、317作为三端稳压器的可调电压电源。方案(2)：使用固定电压输出的7805、7815、7915作为三端稳压器的电源。在本设计中,运放需±15V供电，单片机和DAC、ICL7107需要5V供电，采用三端稳压器7805、7812、7912构成一稳压电源，固定输出稳压电压电源较可调电压电源相对稳定，因此采用第二种电源方案。图三：电源电路本系统要求自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。电源主要为单片机系统、DA转换器、功率放大电路及实际显示电路

6、供电。电源为同一电源供电，并且要求共地，这种状态下的电路工作起来更加稳定。2.3、显示模块方案(1)：数码管显示方案(2)：12864液晶显示。本系统使用液晶LCD12864作为显示模块。数码管使用起来简单方便，显示简洁，但是占用的I/O资源较多。LCD12864显示功能较齐全，能够显示汉字、字符等。LCD12864是带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式的图形液晶显示器。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示汉字.也可完成图形显示，丰富人机对话界面.本系

7、统使用串行方式对液晶写操作，这样节约了I/O资源。2.4、DA电路转换模块(1)AD5320是单片12位电压输出D/A转换器，单电源工作，该器件具有省电功能以降低器件的电流损耗，5V时对应的典型值为200nA。(2)DAC0832是NS公司生产的一种，8位CMOS数模转换芯片，其特点有：8位并行D/A转换、片内二级数据锁存，提供数据输入双缓冲、单缓冲、直通三种工作方式、电流输出型芯片，具有双缓冲控制输出、参考电压为-10～+10V而且与MCS-51连接方便，使用简单。本DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点在单片机应用系统中得到

8、广泛的应用。结合本系统的实际要求，选择DAC0832作为数模转换器。2.5、实际电压测量模块方案(1)：使用AD芯片采样转换方案(2)：数字电压测量芯片ICL7107。AD芯片需