基于msp430的数控直流电流源

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1、数控直流电流源方案-O一一年七月三十一日数控直流电流源设计摘要：本系统以MSP430单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达1mA,并可由液晶显示实际输出电流值和电流设定值。本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（两个DAC0832并联）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片（MSP430内部自带12位高精度转换器），实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使

2、电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。关键词：MSP430压控电流源A/DD/A1・方案设计系统框图如图1所示，它由控制部分、键盘、DA转换器、AD转换器、电流源模块、液晶显示模块组成。控制部分方案：采用德仪专用低功耗芯片MSP430系列。优点:MSP430是一块超低功耗单片机、功能较强、兼容性好、性价比高；具有体积小、集成度高、以扩展、可靠性高，具有较高的数据处理和运算能力，系统最高时钟频率8MHz,且一个时钟周期为一个机器周期，运算速度快。有利于提高电源系统的整体转换效率，该单片机为12位A/D转换，指令精简，代码转换效率较高。缺点:MSP430应用较51系列少，市场

3、的支持软便件资源较少，二次开发难度较51系列低。1.2恒流源部分方案：采用电流串联负反馈构成恒流源;PU制C控据自流数来电字D/A1LM399RP说明：此方案采取的是电流串联反馈的形式，根据反馈原理达到恒流的目的。优点：原理清楚，价格便宜。缺点：对运放的要求高，由于OP07CP有很好的效果，所以此方案有很好的效果。1.3显示部分方案：米用LCD液晶显不器显不。说明：通过LCD液晶显示器可以准确的显示输出的电流数值及一些电流的附加信息。优点：釆用128x64点阵LCD液晶显示，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强，调用方便简单，而且可以节省了软件中断资源。缺点：显示内容需耍存

4、储字模信息，需要一定存储空间。1.4数模转换部分方案：采用两个DAC0832并联。说明：使用两个DAC0832并联电路，可使步进电流达到1mA的精度。优点：芯片易购买，节约成本。缺点：电路设计难度增加。2.系统设计2.1总体设计2.2单元模块功能介绍及电路设计221MSP430核心控制模块C?M弩・£"'加・了一Vy打・.Jnp»4W7XMIX1NXOLTOCLKEXX-OZ■UK■二Nr・ouxMUa.X7--sr-ONwmnr・O2》<二d

5、2«•/TagP:£»7ACLKPIMMPIl/TAlPinaP：ASMCLKPIS3PMTAlPIMA：X12AX73OUTTCKTD1EX17DErxuMMU30IN9wwcrw求二2*4a.wzwn=二二z=二w=二二z0Z3£22QV'TQU■<、"E-s-£-5-£2Z£WE0<8£nOACLKPlblACLKPACaOLT33WXCAlnSROSCP26A3C1XPXTM12说明：MSP430内部嵌有12位高精度AD转换器。2.2.2键盘模块说明:此键盘为4*4矩阵键盘模式;2.2.3液晶显示模块vssVDDVOD/lR/WLED2128

6、6401234EDDDDDR281"—cl2L3°P30AJP31510KP326P407P418P429P4310P441VCCP4512V4613P47AOE6156OE51718vcc

7、190说明：此模块为电流显示模块。2.2.4DA转换模块D5D6D7RETNCPSBNCLED!V.-nrWPIQOUSKXTT2tOOTIRFB55S:S:M说明：此模块为DA转换模块，它的输出控制恒流源。2.2.5直流恒流源模块说明：此模块的功能是将通过DA的调节作用，运放的反馈调节使输出的电流达到稳定功能。

8、2.3电路参数的计算及元器件的选择2.3.1运放同相输入端电压的确定分析：由于采样电阻是四个1Q的电阻并联；当电流达到最大时反馈到运放反相端的电压最大为500Mv,所以同相端的最大电压为500Mv，我们可以根据此屯压来确定前向屯阻和屯位器的阻值。2.3.2运放的选择分析：运放的Vin+=Vin・，在任何正常工作状态下，误差都应小，温度引起的Vin+-Vin-应该越小越好；并且要求低噪声，带宽比较宽，综合分析应该选择OP07CP。2.3.3采样电阻的选择分析：如果采用电阻过大，则会导致采样功率过高，对采样温度要求高，