淺談基於微控制器的數控直流電流源設計與模擬論文

　　微控制器的使用領域已十分廣泛，如智慧儀表、實時工控、通訊裝置、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了微控制器，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智慧型”，如智慧型洗衣機等。以下是小編為大家精心準備的：淺談基於微控制器的數控直流電流源設計與模擬相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!

　　淺談基於微控制器的數控直流電流源設計與模擬全文如下：

　　在現代測控技術中普遍使用數控電源，由於普通電源在工作時會產生的誤差，系統的精確度受到了影響。數控電源主要的發展方向，是針對上述缺點不斷加以升級。微型微控制器技術及電壓轉換模組的出現為精確數控電源的發展提供了很好的發展條件，數控直流電流源是一種普遍使用的電子儀器，廣泛應用於現代的教學實驗和科學研究等領域。

　　1、方案

　　數控直流電源設計採用微控制器作為核心控制，基本原理簡單，實現比較方便，電源的電流值也可以調整到較精確的數值，同樣的也是採用LCD 進行顯示。此方案採用保持電阻恆定而改變輸入電壓的方法來改變電流的大小。利用高精度D/A 轉換器在微控制器程式控制下提供可變的高精度的基準電壓，該基準電壓經過V/I 轉換電路得到電流，再通過A/D 轉換器將輸出電流反饋至微控制器進行比較，調整D/A 的輸入電壓，從而達到數控的目的。該方案的難點在於穩定恆流源的設計和高精度電流檢測電路的設計。特點是可精確的控制電流的步進量，負載變化對電流輸出的影響較小。

　　2、硬體設計

　　2.1微控制器最小系統

　　1 AT89S52 微控制器。AT89S52 微控制器是系統的核心部件，它是一種帶8KB 可擦除只讀儲存器的低電壓，高效能的微控制器。AT89S52 微控制器為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。此微控制器共有4 個8 位的並行雙向I/O 口，分別記作P0、P1、P2、P3。在本設計中P1 口只作為通用資料I/O 口使用，所以在電路結構上與P0 口有些不同。P2 口地址為A0H, 位地址為A0H~A7H。P2 口既可以作為系統高位地址線使用，也可以為通用I/O 口使用，所以P2 口電路邏輯與P0 口類似。這裡面使用的是P3的第二功能訊號。

　　2鍵盤模組。鍵盤模組使用的是4×4 鍵盤，這種鍵盤是行列掃描方式，它具有當按鍵較多時可降低佔用微控制器的I/O 口數目等優點，而且可以做到不必步進就能直接輸入電流值。本方案的設計要求是按鍵的次數比較多結合該按鍵的優點，所以採用此種鍵盤，它可以對0 ～ 9 數字輸入、“+”、“-”、“OK”、“SET”、“DEL”、“RESET/ON”等功能的實施。

　　3顯示模組。使用LCD 液晶顯示，LCD 具有輕薄短小，可視面積大，方便的顯示數字，解析度高，抗干擾能力強，功耗小，且設計簡單等特點，晶片名稱是 LM016L，該模組採用HD44780 作為驅動器驅動。

　　3、模擬分析

　　3.1輸出電流範圍的模擬

　　該方案的程式設計電流輸出範圍上限為20 ～ 2000mA，電壓值限定了小於10V, 如果給定值在量程內時顯示“OK!”;當給定值超過量程時將顯示“ERROR! RESET!”。模擬時，如果在範圍內，則可以任意輸入4 位數字，若不在範圍裡，則系統顯示“ERROR!RESET!”報警。

　　3.2步進調整模擬

　　在步進調整模擬，通過加減按鈕進行1mA 步進調整，可觀察到顯示器的顯示結果。通過鍵盤DEL 鍵可以修改上一步輸錯的數字。

　　3.3輸出電流模擬

　　模擬最低電流200mA 負載電阻為2.0 時的狀態，根據顯示器顯示內容可知，設定輸出電流值為200mA，實測電流值為201mA，輸出電壓為0.400V，負載電阻為2.0，都滿足設計要求。

　　4、總結

　　這款數控直流電流源是以微控制器系統為核心而設計製造出來的，具有電路簡單，結構緊湊，價格低廉，可靠性高等優點，而且微控制器具有精確的計算和控制功能，從而能夠減少和排除各種誤差的產生，高效的提高穩壓電源輸出電壓精度。利用模擬技術可以在設計中除錯電路，這樣就為做成實物提供了很大的便利，同時節約了開發成本。經過實驗證明本設計是可行的，並能夠做成實物。