数控恒流源(正稿1)

《数控恒流源(正稿1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、目录───基于控制理论的恒流源设计编号：10题目：数控恒流源指导教师：宫鹏、杨艳学校专业：青岛大学自动化工程学院参赛学生：尹全磊、郑阳阳、张秀磊1数控恒流源摘要基于反馈控制理论，设计并制作了一种数控恒流源。该电源采用SPCE061A单片机，通过DA转换器控制压控恒流源电路产生恒定电流。由取样电阻和AD转换器回馈电流信号给单片机，以实现对系统的闭环控制。该数控恒流源的输出电流范围从20mA至2000mA，步进±1mA或±10mA，纹波电流小于2mA。此外，系统还实现了无线通信及上位机VB显示功能，以及温度的检测与调节的保护功能。关键词：单片机，压控恒流源，无

2、线通信，上位机Ⅰ数控恒流源AbstructAdigitalcontroledconstantcurrentsourceisdesigedbasedonfeedbackcontroltheory.ThesourceusingSPCE061AMCUtocontrolVCCScircuitaccordingtotheDAconverter.OutputcurrentvaluefeedbacktoMCUbyasamplingresistanceandtheADconverter,reallizethefeedbackloopsystem.It’soutputcur

3、rentscopefrom20mAto2000mA,whichhasthefunctionaboutsteplevel±1mAand±10mA,andtheripplecurrentisbelow2mA.WirelesscommunicationwithPCVBandtemperatureprotectioncircuitarealsoincluded.Keyword:monolithicprocessor，voltage-controlledcurrentsource,wirelesscommunications,PCⅠ数控恒流源目录摘要IAbstruc

4、tI一引言1二方案设计与论证12.1控制器的选择12.2恒流源的选择12.3系统总体思路及结构框图2三系统模块电路设计33.1电源模块33.2压控恒流输出及采样部分43.3A/D转换部分53.4D/A转换部分6*3.5保护部分7*3.5.1温度检测与自动调节模块7*3.5.2过压报警模块7*3.6无线通信与上位机显示模块8四系统软件设计94.1控制算法的选取94.2主程序流程图104.3键盘和液晶程序流程图10五系统测试115.1步进电流的测试115.2其他测试11六结束语12参考文献13Ⅰ数控恒流源一引言恒流源是一种能向负载提供恒定直流电流的电源。它既可

5、以为各种放大电路提供偏置电流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载以提高放大倍数。高精度的恒流源在电镀和电化学反应领域，航空航天和集成电路生产领域，以及精密直流侧量系统中得到了广泛的应用。本文涉及一种数控恒流源，它采用集成运放和场效应管构成的压控恒流源电路，以凌阳单片机为控制核心，通过对电压采样和D/A、A/D转换形成反馈通路形成闭环控制。系统实现了输出电流在20mA至2000mA范围内任意设定，步进电流达±1mA，纹波电流小于2mA。因此，可适用于小功率高稳定度需求的恒流源领域。二方案设计与论证2.1控制器的选择方案一：采用飞利浦公司生产的LPC900

6、系列SOC芯片作为控制器，这主要是基于PWM技术的开关电源方案。该方案适合要求高功率输出的交流系统，电源效率高，但需要控制器高频率输出PWM波，必然引入纹波噪声，要经过多级滤波才能接入恒流源电路，实现起来比较复杂，且题目对电流精度及纹波要求很高，该方案难以胜任。方案二：采用AT89C51单片机进行控制。本设计需要使用的软件资源比较简单，采用AT89C51进行控制也就比较简单，但是51单片机资源有限，集成度比较低，控制输入输出，需要外接8279之类的芯片进行I/O扩展，需要的外围电路比较多，再加上DA、AD等，实现起来就比较复杂。方案三：采用SPCE061A

7、单片机进行控制。SPCE061A凌阳单片机具有强大功能的16位微控制器，它内部集成7路10位ADC和2通道10位DAC，可以直接用于电流测量时的数据采集，以及数字控制输出；I/O口资源丰富，可以直接完成对键盘输入和显示输出的控制。采用SPCE061A单片机，能将相当一部分外围器件结合在一起，使用方便，抗干扰性能提高，故本系统采用了SPCE061A单片机。2.2恒流源的选择方案一：由晶体管构成镜像恒流源。Ⅰ数控恒流源该电路电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。另一缺点，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求最大输出电流

8、为2000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。方案二：采用电