基于数控直流电流源系统设计.doc

基于数控直流电流源系统的设计 物理科学与工程技术学院 电子信息科学与技术专业 摘要：随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，人们对数控恒定电流器件的需求越来越高。应社会发展的需求，对基于单片机控制的“数控直流电流源的设计”进行研究论证，并运用Proteus软件进行仿真。以直流稳压电源和稳流电源为核心，结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压，然后采用了分立元件实现稳流。为实现对输出电流的精确控制：一方面，通过Ｄ／Ａ输出实现电流的预置，再通过运算放大器控制晶体管的输出电流；另一方面，运用Ａ／Ｄ转换器件将输出电流的采样值送入单片机，与预置值进行比较，将误差值通过Ｄ／Ａ转换芯片添加到调整电路，从而进一步降低了输出电流的纹波。 Abstract：The requiements of numerical controlling constant current devices is increasing as development of electronic technology and expanding of digital circuit applicational field. As to satisfy society development, do a study based on Numerical control dc current source design of SCM controlling and apply Proteus to simulating software.DC（digital current ）Voltage regulator and DC current regulator is the key part of the design，its output current is controlled by single chip microprocessor,Firstly,single chip IC（integrated circuit）Voltage regulator LM338K is used to generate stable voltage, and then desperate devices is used to generate stabilize current . Tocontrol the output current ，on one hand ,system sets output current by D/A（digital／analogue converter and controls current of transistor by operational amplifier ；on the other hand ， with the help of A/D（analogue／digital）converter， system samples the output current and convert it into digital data ，compares it with preset value ，converts the error value into analogy and puts it on adjusting circuit ，and decreases the ripple of the system output current ． 1 引言 1 1.1 数控直流电流源的发展现状 1 1.2 数控直流电流源的研究意义 1 1.3 该研究解决的主要内容 1 2 设计任务及要求 1 2.1任务 1 2.2 设计思路 2 2.3 方案论证 2 2.4 总体方案设计 2 3 硬件系统的设计 3 3.1 硬件系统的模块 3 3.1.1 单片机最小系统 3 3.1.2 自制电源模块 6 3.1.3 显示模块 6 3.1.4 键盘模块 8 3.1.5 电流源模块 8 3.1.6 负载模块 9 3.1.4 D/A、A/D转换模块 9 3.2 系统的原理图 10 4 软件系统的设计 11 4.1 单片机资源使用情况 11 4.2 软件系统的模块 11 4.3 程序流程图 12 4.4 程序清单 16 5 仿真测试及结果 16 5.1 设计结论及使用方法 16 5.2 仿真结果 16 5.2.1 输出电流范围仿真 16 5.2.2 步进调整仿真 17 5.2.3 输出电流仿真 18 5.3 误差分析 19 6 总结 20 参考文献 21 谢辞 22 附 录