基于单片机的数控恒流源系统设计李子良pdf

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1、应用实践山西电子技术2015年笫4期文章编号：1674-4578(2015)04-0024-02★基于单片机的数控恒流源系统设计李子良，李听涛，薛亚萌，王浩，陈东良(太原科技大学电子信总工程学院，山西太原030024)摘耍：主耍介绍了一种高稳定性炽流源系统的设汁方案，该系统在负载为1Q〜15Q时，恒流输出可调范围0A〜1A，且恒流源电流可以在该范闹内任意设定，精度为±3mA。该恒流源系统主要山PIC单片机电路、ADC采您电路、DAC控制Hi路、键盘输入Hi路、液姑®示Hi路、®成运放及大功率MOS管等组成。实验结米农明该方法调节简单方便、稳定可靠。关键词：PIC单片机：ADC;DAC;恒流源中

2、图分类号：TG659:TP368.12文献标识码：A们流源是一种能够捉供忻足电流的电源装就，随着科技的发展它的用途也越來越广泛，在核测井领域、LED照明领域、超导领域以及现代通信领域邡1广泛的应用。理想的怛流源输出是怛定不变的，而怛流源电路山于负载的温度性能F3:、供屯电源的纹波大小、调节的控制方法、中片机［4］及相关控制电路的稳定性等因索使得实际的输出会有不同的波动，为了尽量减小这些因素的影响，木文采用了稳定可靠的电路及闭环反馈控制等方法，提高了忻流源输山的稳定性和可控性。1恒流源系统的组成文中采川PIC单片机［5］作为核心控制器件。恒流源系统框图如图1所示，主要由单片机电路模块、ADC电路

3、模块、DAC也路模块、恒流源控制驱动和也流采样屯路模块组成。系统通过LCD液晶®示器和独立键盘实现了简单的人机交流；LCD液敁品示器砧示屯流值以及一些相对应功能，而小键盘则用来实现人为的控制恒流源输出。PIC单片机采用型号为PIC24HJ64GP504通用单片机,其功能完备，具冇较高的忱能和较低的成本，是首选的小型控制系统核心控制芯片。该系统利川单片机将电流控制位及没定位通过换兑转换成DAC的输出，该输出通过恒流源驱动电路实现对电流控制。输出电流经采集放人后，送至ADC并反馈到单片机控制系统中，在单片机中通过补偿运算调整恒流源电流的输出，从而达到提高输出的精没和稳定性目的。阁1恒流源系统框阁2

4、恒流源系统主要电路设计恒流源电路设计恒流源屯路原理结构阁如阁2所示。主耍通过对功率MOSFET管栅极F61电压的控制实现对怛流源屯流的控制。单片机通过SPI总线将设定成调粮饥的数字景送至DAC转换变成模拟信号，再经过运放跟随及R4、R3分伍C送至恒流源控制处，从而实现对怛流源电流的凋货。控制系统在控制怛流源屯流的同吋，通过采样电阻R5将屯流大小采样•回來，经放人器放人后送至ADC芯片，从而实现了申-片机对输出屯流实时监控。当监控到的屯流4设定侦有差別时，将通过这种W环反馈环节对输出电流进行调整。当改变负载人小时，在这种调爷下S本不膨响电流的输出。由图2可知，由于恒流源电流、功率均较人，如采与主

5、控也路使用同一电源，会影响幣个系统的稳足性，因此采川独立电源供屯，该屯源采川带冏路端的24V屯源，这就使将控制屯路的供恒流源供电相互独立，互不影响。PIC，奶竹机控《1糸绞个控紉怊汍抑的RW核心主要山单片机、品振、编程凋试接口及滤波电容等组成。敁小系统电路如图3所示。其中MCU选用PIC公司的PIC24HJ64GP504单片机。该款单片机是一种低功耗、高性收稿日期：2015-06-15基金项目：人说科技人学傅十启动基金（20132016）;太原科技人学UIT项目（xj2014064）作;&简介：李子良（1981-）,男，河南沿fl•人，工程师，硕士，主要从事信号与信息处理、模式识别。http:

6、"www.cnki.net?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.能16位微控制器，M有64k在系统可编程Flash存储器，其晶振频率可达40MHz，8k字节RAM,44个引脚，5个16位定吋器/计数器。M吋K具冇功耗低、体积小、技术成熟等优点。提供1.25V的基准屯伍。其输山也压范ffl为基准屯压的两倍乘以编程值。U12345^CJC2222tIL—PPPPKDPPPPRIl]R]RIvVRJRRR3S0S516IdtfostfIsescr.AcoSdU9il卜垚8dH04P5c64u

7、24}cPlr—tisw-vhirirj+£CCAssf-vSldl寸lxHSI23

8、h丁+3.3VAD£I2.3ADC采集电路设计ADC采集输入电路如图4所示。为了满足取样精度需要，我扪选择12位ADC转换器TLV2