基于MSP430大功率高效数控恒流源.pdf

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1、第37卷第5期西南民族大学学报·自然科学版JournalofSouthwestUniversityforNationalities·NaturalScienceEdition文章编号：1003-2843(2011)o5-0810-06基于MSP430大功率高效数控恒流源晏勇(阿坝师范高等专科学校电子信息工程系，四川郫县611741)摘要：MSP430和LM2596DC．DC变换器构成高效数控恒流源闭环控制网络，利用单片机自带l6位A／D转换、12位D／A转换模块调整LM2596DC．DC转换器4脚电压，控制DC．DC转换器输出200mA．2000mA恒定直流电流，恒

2、流源效率可达90％以上，高线性调整率和负载调整率，通过键盘调整输出电流，LCD实时显示电流大小，精度高、响应快，电路十分理想．关键词：MSP430；LM2596；数控恒流源：闭环控制中图分类号：TN7lO文献标志码：Adoi：1O．3969~．issn．1003-2483．20l1．09_3l1引言目前市面上恒流源效率低、精度低、响应速度慢、调整校正时间长、方法复杂、扩展升级性能较差等缺点，难以提高产品竞争力．实际应用中很多地方都需要用到高效恒定电流源，特别是现代消费类电子、控制类电子、电力电子技术、仪器与仪表、大屏幕高亮度LED等对电源要求特别高而且敏感⋯，高性能

3、电源可以极大提高电子产品使用寿命和稳定性．基于MSP430单片机低功耗高效数控恒流源，具有精度高、效率高，响应速度快、适应性强、输出不随输入电压、负载变化而变化等特点，输出200mA-2000mA恒定直流电流，采用单片机A／D和D／A转换模块闭环控制LM2596DC-DC变换器输出，输出效率可达90以上，具有广阔市场应用前景．2系统结构与工作原理基于MSP430高效数控恒流源可以分为3个模块：MSP430数控与信号采集模块、LM2596DC-DC电压转换模块、电源模块，组成结构如图1．MSP430数控与信号采集模块包括德州仪器MSP430单片机最小系统、矩阵键盘、J

4、TAG在线编程模块、SMC1602A液晶显示器，输出信号采集利用单片机内部自带16位A／D转换模块和外围V，I转换电路将当前电流大小在液晶上实时显示．通过单片机A／D转换模块转换后的信号送LCD显示同时与设定值相比较，如与设定值有误差通过单片机D／A转换模块输出控制调整电压，调整LM2596DC-DC转换器4脚电压，直到输出与设定值在允许精度误差以内，保持DC．DC转换器输出电流恒定，达到恒流的目的【．I矩阵键盘卜_·————+ID／A输出控制、调整电压l厶0。：rl坚坚r液晶显示．__．_———一A／D信号采样卜-—————一图l基于MSP430高效恒流源系统结构

5、框图LM2596DC—DC电压转换模块由美国国家半导体LM2596开关电压调节集成电路及外围电路构成，通过单收稿日期：2011．o3。3l作者简介：晏勇(1983·)，男，I~IJII郫县人，讲师，研究方向现代电源技术、FPGA与嵌入式系统．第5期晏勇：基于MSP430大功率高效数控恒流源8l1片机输出调整电压，控制LM2596输出，使LM2596输出电流恒定．系统电源模块包含4部分：220V输入24V输出，输出功率60W开关电源、单片机供电电路、液晶供电电路、LM2596DC．DC转换器供电电路，单片机供电电压3．3V,液晶供电电压5V,通过三极管串联稳压电路调整

6、开关电源24V输出使其转换为LM2596输入电压12-18V．3硬件电路设计3．1MSP430F4260单片机素统CPU采用美国德州仪器TI公司MSP430系列单片机I引，超低功耗多种LPM管理模式，多种时钟选择，16位RISC混合信号处理器，RAM、ROM和外围模块在同一个地址空间，支持ISP,内部集成模块和引脚资源丰富，包括16位A／D器、12位D／A器，24Kflash、256BRAM等，外围电路简单使用方便灵活．MSP430控制采集模块包括单片机最小系统、JTAG电路、矩阵键盘和液晶显示，单片机最小系统包括电源、时钟、复位电路，具体电路如图2．MSP430单

7、片机推荐使用32．768kHZ低频晶振，以获得低频ACLK，系统最高频率可达25MHz,晶振两端外接两只33pF匹配电容到地．MSP430单片机高电平正常工作低电平复位，复位电路由RC电路构成，复位逻辑可靠，电路简单．MSP430F1、F2、F4系列单片机，采用4线JTAG接口在线编程模式．TMS编程测试模式选择、TCK编程测试时钟信号、TDO编程测试数据输出、TDI编程测试数据输入、RST复位端．实际应用中采用14脚接口电路，包括电源、地以及NC引脚．液晶显示模块SMC1602A[41显示容量16x2字符，4．5-5V供电最佳供电电压5V,5V工作电流2mA，