基于—atmega8(avr)数控恒流源论文

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1、摘要随着电子技术的深入发展，各种智能仪器越来越多，涉及领域越来越广，而仪器对电源的要求也越来越高。根据主流应用需求，本文提出一种数控恒流源设计方案。本设计方案采用AVR8位高速嵌入式单片机ATmega8作为直流恒流源的控制、显示和输出电流检测核心，实现20mA到2000mA数控可调直流恒流源。系统的显示部分采用LCD1602液晶显示屏实时显示设定电流值和实测电流值；输出电流控制采用10位串行D/A芯片TLC5615输出模拟量；电流测量采用低温漂大功率的水泥电阻取样电阻，利用ATmega8内部的10位A/D进行电流检测和监控。硬件电路恒流部分的控制端采用多个精密运算放大

2、器OP07接成闭环反馈控制形式，受控部分采用达林顿管进行扩流、精确输出设定电流。电源部分采用大功率变压器供电，多级电容滤除纹波干扰；电源输出采用三端稳压芯片进行稳压，并且利用大功率达林顿管进行扩流以满足后级功率需求。目次摘要I目次II前言1第1章总体方案设计11.1总体方案概述11.2系统设计框图21.3ATmega8芯片简介2　　主要特性2第2章硬件的配置及功能的实现32.1电源模块的设计方案42.2恒流源模块的设计方案42.3电流采样电阻的设计方案42.4控制模块的设计方案42.5显示模块的设计方案52.6详细硬件设计5　　2.6.1电源电路的硬件设计5　　2.6

3、.2键盘、显示、D/A模块、控制部分硬件设计6　　2.6.3恒流及采样电路的硬件设计6第3章软件的配置及功能的实现7主程序设计7第4章系统测试11结论11心得11致谢11参考文献12前言随着电子技术的深入发展，各种智能仪器越来越多，涉及领域越来越广，而仪器对电源的要求也越来越高。现今，电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。通常电子设备所使用的电源都是电压源，但是有些电子器件和设备需要电流源才能驱动，通常这些设备都是通信设备。在工业上为了避免传输线路的电阻和电磁干扰，通常都采用电流源作为通信信号，而这个信号的稳定性直接关系到安全生产和设备的安全。随着IC制造业的进步，当前

4、的模拟芯片的精度越来越高，功耗却越来越低，在这种背景下，原本较难设计的模拟电路，现在也能很容易地实现，恒流源也是其中的一种。电流源是当今电子工业上大量使用的一种电源，很多设备和器件需要电流源才能正常工作，比如半导体激光器，大功率LED等。很多老的电流源电路都采用三极管等元器件搭建而成，采用这种三极管搭建的恒流源电路，精度低，还受到各种各样的干扰信号的影响，因此不可能应用到高精度仪器设备领域。随着运算放大器设计技术与制造工艺的进步，运算放大器应用于高精度模拟电路成为一种普遍现象。近几年来，随着单片机技术飞速发展，基于单片机数字控制技术应运而生。单片机能够实现各种测试和控

5、制功能，通常处于被控系统的核心地位，在控制方面单片机技术已经相当成熟。在嵌入式微处理器无处不在的今天，仪器设备的数字化改造是一种必然趋势，同样地，各种电源也在朝着数字化、小型化、大功率化方向发展。因此，本文提出一种将嵌入式微处理器和传统模拟电路相结合的数控电源设计方案。通过本设计方案设计的数控恒流源预计达到以下技术指标：（1）输出电流范围：20mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤5mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化

6、的绝对值≤输出电流值的1％+10mA；第1章总体方案设计1.1总体方案概述本设计采用atmel公司8位高速嵌入式AVR单片机ATmega8作为恒流源的控制、显示和输出电流检测核心，实现了20mA到2000mA数控可调直流恒流源。系统的显示部分采用LCD1602液晶显示屏实时显示设定电流值和实测电流值；输出电流控制采用D/A输出模拟量；电流测量采用低温漂大功率的水泥电阻作为取样电阻，利用ATmega8内部的10位A/D进行电流检测和监控。硬件电路恒流部分的控制端采用多个精密运算放大器OP07接成闭环反馈控制形式，受控部分采用达林顿管进行扩流、精确输出设定电流。电源部分采

7、用大功率变压器供电，多级电容滤除纹波干扰；电源输出采用三端稳压芯片进行稳压，并且利用大功率达林顿管进行扩流以满足后级功率需求。121.2系统设计框图AVR单片机ATmega810位DAC信号调理电路内部10位ADC信号调理电路键盘LCD1602采样电阻电流控制模块1.3ATmega8芯片简介ATmega8是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高档单片机。在AVR家族中，ATmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机MEGE系列的全部性能和特点。但由于采用了小引脚