1、I摘 要 在电子设备中经常用到稳定性好、精度高、输出可预置的直流电流源。随着电子技术的不断进步，对电子仪器的要求也不断提高。电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开实验电流源，然而传统的电流源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。该电流源具有设定准确、输出电流稳定、可调范围全程线性等特点。随着单片机技术的不断发展和 D/A，A/D 技术的不断成熟使得数控电源成为可能，数控电流源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势。此设计在参考传统电流源以及普通数控电流源的基础上，在充分考虑性价比的同时极大地提高了数控电流源的准确性，通
2、过软件修正以后在使用普通元件的情况下数控电流源的性能也达到了比较高的水平。关键字：高精度；D/A 转换； 电流源； 软件修正 IIDC Current Source Design NCAbstract: Often used in electronic equipment in good stability, high accuracy, output preset dc current source. Progress unremittingly the request to the electronics instrument technically to also raise conti
3、nuously along with the electronics, the power supply is the motive source of the electric circuit to play a more and more important role more, is the school a laboratory still repair centerses to all can not get away from an experiment power supply in spite of, however the traditional power supply i
4、s control accuracy or output the tops of the characteristic in spite of and cant satisfy a request.This direct current source not only can steadily output, but also can be accurately initialized, and adjusted linearly at a wide range.Along with single slice machine technical of develop continuously
5、with the D/A, the A/D is technical continuously the maturity make the number control power supply to make possible, count to control the electric current source and is control accuracy in spite of still on the maneuverability all there is traditional power supply cant compare to of advantage.This de
6、sign in making reference to the foundation that the traditional electric current source and common number control the electric current source, at the full consideration price compare of in the meantime raised a number to control the accuracy of the electric current source biggest, pass the software
7、correction hereafter while use the circumstance of the common component the number controls the electric current source of the function also comes to a higher level.Key words: High accuracy；D/A converter；current resource；Software correctionIII目录摘 要 I1. 绪论 .51.1. 电流源简介 .51.2. 数控电流源的研究意义 .51.3. 数控电流源技
8、术的发展 .52. 数控电流源硬件系统总体设计 .62.1. 传统电流源的设计方案 .62.2. 数控电流源方案 .62.3. 数控电流源的方案比较 .72.4. 电流源的软件系统组成 .82.5. 本系统的特点 .83. 数控电流源硬件模块设计 .93.1. 电源模块 .93.1.1. 电源原理 .93.1.2. 电源方案确定 .103.1.3. 电源模块具体电路 .103.1.4. 电源模块 PCB 设计 113.1.5. 显示模块 .113.2. D/A 电路 123.2.1. DAC0832 简介 123.2.2. 具体电路设计 .143.2.3. 控制电压产生电路 .153.3. 电
9、流输出模块 .153.3.1. 具体电路图 .173.4. 主控部分 .183.4.1. AT89C52 单片机系统及外围电路 18IV3.4.2. 单片机时钟脉冲电路 .183.4.3. 复位电路 .183.4.4. 主控部分具体电路 .194. 数控电流源的软件系统设计 .204.1. 具体模块划分 .204.2. 数值处理 .215. 系统测试 .225.1. 设计创新点 .225.2. 系统性能检测 .225.2.1. 减小纹波所采用的措施 .235.2.2. 纹波电流测试 .235.3. 误差分析 .246. 结论 .25致谢 .26参考文献 .27附录 1 28附录 2 41毕业设
10、计（论文）纸共 41 页 第 5 页装订线1. 绪论1.1. 电流源简介所谓恒流源就是输出电流极其稳定不随负载变化。为了保证电流不变，输出电压必须始终符合 V=I*R。即负载需要多大电压，恒流源就必须输出多大电压，“无条件”予以满足。从外部看，就是 Ro=。如果 R，那么 V 。所以理想恒流源都不允许输出开路。对于实际电路，当 R 大到一定程度，电压输出能力就会不够，输出电流必然下降，不再恒定。在一般恒流电路中大多采用电流负反馈来恒定电流负反馈的作用就是“使之稳定”。通过时刻“检查” 控制对象的状态，并进行调整。发现小了，就设法使之增大，发现大了，就设法使之减小。形象地说，电流负反馈电路则是采
11、样输出电流，计算误差，据此调节自身状态，使输出电流稳定，因而，输出特性接近恒流源。衡量“接近”程度的指标就是输出电阻 R 远大于零。一般希望 Ro。（只能接近，不可能完全达到）1.2. 数控电流源的研究意义作为常用的电子仪器在学校和研发和检测部门都有者相当广泛的应用，特别在电路原理实验和电子元件老化测试中都离不开电流源。随着电子技术的不断进步对电子仪器的要求不断提高，电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开实验电源，然而传统的电源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。首先从精度上来看传统电流源的调整大多采用旋转电位器的方式，在调整时电流值主
12、要从电位器的刻度读出，容易产生读数误差。从可操作性来看传统电流原电位器上的刻度有限，不可能非常精细，仅仅靠电位器的几个刻度对操作者的技巧要求比较高，同时误差也比较大。传统的实验电源亟待改进电源。1.3. 数控电流源技术的发展由于单片机技术的不断发展和 D/A，A/D 元件的普及使得数控电源成为可能，数控电源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势，由于单片机的平民化，使得数控电源与传统电源的成本日益接近。另外，SMT 技术也是飞速发展，使得数控电源体积和重量都大大减小，为其在特殊领域的应用奠定了基础。毕业设计（论文）纸共 41 页 第 6 页装订线2. 数控电流源硬件系统总体
13、设计2.1. 传统电流源的设计方案电源作为常用的实验仪器，在电子领域有着非常广泛的应用，传统的电流源的控制部分一般采用模拟电路，即用电位器对基准电压源进行分压，再进行电压电流转化，其电路设计简单，制造成本低廉，该电路原理框图如图 2.1 所示:图 2.1 传统电流源方案从框图我们不难发现传统的电流源方案存在着非常明显的缺点，首先，输出电流无法精确掌握。早期的电流源输出电流仅仅靠标在电位器或者指针表的读数读出，不仅读取很不方便.度数误差比较大,从实用的角度考虑,现在有些模拟电流源也使用了数字电流表作为电流显示,提高了其精确性.但是在可操作性方面依然存在一定的不足.另外用电位器产生参考电位的方法是
14、不恰当的,在电子元件中电位器是最容易产生噪声的,对干扰也最为敏感,而且在使用一段时间以后,电位器作为机械元件会出现磨损的情况,此时该电流源的输出电流将变得不稳定,噪声大幅度提高,如不更换电位器该电流源将无法正常使用。在可控升级方面传统的电流源方案电路一旦确定可更改的余地较小，可升级性能差。几乎不存在什么升级的可能2.2. 数控电流源方案随着单片机的日益成熟，其稳定性不断提高，价格不断下降使得数控电流源成为可能，从原理图来看，数控电流源和传统电流源相似。不同的是数控电流源是由单片机控制的 D/A 提供参考电压，取代了传统电流源 的电位器，使得不论是在控制精度还是使用寿命上都有很大的提高。另外单片
15、机具有可编程性，可以进行更为复杂的控制，如输出特定的波形，和电脑通讯，实现智能化控制等，这些功能都是传统电流源难于实现的。该电路原理框图如图 2.2 所示:经过多年的发展，传统电流源的电流控制电路已经相当成熟，在用 D/A 替代了电位器以后，其性能有很大的提高。基准电压源电位器电压/电流变换电流表放大电路毕业设计（论文）纸共 41 页 第 7 页装订线D/A变换缓冲 电压/电流变换 放大电路A/D 变换MCU键盘LED显示器图 2.2 数控电流源原理图2.3. 数控电流源的方案比较方案一：通过编码开关来控制存储器的地址；根据地址输出对应的数字量送数模（D/A）进行转换；再根据输出的电压量来控制
16、电流的变化；同时；通过四个编码开关的 BCD 码送给 4511 及数码管显示。此方案的优点是电路原理简单，缺点是数据量大且存储器存储容量有限，在实验过程中发现编码开关不稳定，所以不宜采用。其电路方框图如图 2.3 所示：图 2.3 方案一方框图方案二：采用以 89C52 为核心的单片机系统来控制 D/A 的数据的输入并将其转换成模拟量输出同时单片机把输入的预值电流送数码管显示，再改变输出的电压量来控制电流的变化，此方案的优点是成本低，电路简单，可升级性强。所以在电路设计和制作中采用方案二。其电路方框图如图 2.4 所示：毕业设计（论文）纸共 41 页 第 8 页装订线图 2.4 方案二方框图2
17、.4. 电流源的软件系统组成相对来说本设计的软件系统较为简单，主流程图如图 2.4 所示一 一一 一 一 一 一 一 一一 一 一 一 一 一一 一 一 一 一一 一 一 一一 一 一 一一 一 一 一一 一 一 一 一一 一 5 9 5 一 一 一 一 一 一一一图 2.4 软件主流程图2.5. 本系统的特点在系统设计时充分考虑了系统的性价比，在电源模块采用了有源虑波，并且使用两个 8 位 D/A 来提高其分辨率，使得系统可以输出五万多个电流值，通过软件修正后可以非常准确的输出相应电流值，较以往的数控电流源大大提高。同时得益于有源虑波的引入，其输出纹波也大大减小。毕业设计（论文）纸共 41
18、页 第 9 页装订线3. 数控电流源硬件模块设计3.1. 电源模块3.1.1. 电源原理稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图 3.1图 3.1 电源方框及波形图a 整流和滤波电路：整流作用是将交流电压 U2变换成脉动电压 U3。滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压 U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压 U4。b 稳压电路：由于得到的输出电压 U4受负载、输入电 压 和 温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压 U0。仿真电路图如图 3.1 所示下:TF11TO1CTV1VSINC12200u C30.1uC5220u C
19、60.1u Rl1100U1 U2 U3 U41 32V VGNDINOUTU?78L05D11N459AD21N459A图 3.2 电源仿真电路图（ protel99）仿真结果毕业设计（论文）纸共 41 页 第 10 页装订线图 3.3 protel 仿真结果本设计共用到电源有三种：即5V +5V +12V.+5V 其中+5 V 给 AD0832 供电以及单片机（AT89C52） 、数码显示（包括74LS595,CC7107） 、键盘；-5V 为 AD0832 参考电压。由于要求输出的电流最大值为2000mA，而且取样电阻为 1 欧所以要求 DA0832 输出的电压至少为 2 伏，通过计算-
20、5伏的电压足够实现上述要求。提供的 12V 的电源用于 LM358 和 VCC . 由于为了保证电路的性能采用线性稳压、滤波方式，从电路的可靠性以及性价比考虑采用标准的 7812 扩流输出方案。3.1.2. 电源方案确定待选方案：方案一：采用线性恒流电路，该方案具有噪声干扰小，电路简单，工作稳定的特点，但是由于功率器件工作于线性状态功率损耗大，发热较大，在满足设计要求时在极限条件下功率管的消耗功率接近 20W。方案二：采用开关恒流方式进行电流控制，由于功率管只工作于打开或者关闭状态，功率管损耗较低。发热量很小，但是由于开关管对强电流进行开关操作，干扰大大高于线性恒流源。结论：作为试验仪器，在一
21、般情况下对仪器的体积要求相对小于对仪器性能的要求，而“干净”的电源对于电流源来说非常重要，所以在设计中采用线性电流源方案，并在其基础上加入有源虑波，使得电源更为“干净”所以采用方案二。3.1.3. 电源模块具体电路如图所示，+5V 其中+5 V 给 AD0832 供电以及单片机（AT89C52） 、数码显示（包括 74LS595,ICL7107） 、键盘；-5V 为 AD0832 参考电压。由于要求输出的电流最大值为 2000mA，而且取样电阻为 1 欧所以要求 AD0832 输出的电压至少为 2 伏，通过计算-5 伏的电压足够实现上述要求。提供的 12V 的电源用于 LM358 和 VCC
22、. 由于为了保证电路的性能采用线性稳压、滤波方式，从电路的可靠性以及性价比考虑采用标准的 7812 扩流输出方案。毕业设计（论文）纸共 41 页 第 11 页装订线U2LAMPTD4C10.1u C42200uC30.1uC22200uVin1GND2Vout 3U47812C90.1u C102200uVin2 GND1Vout 3U5790XU3TRANS C60.1u C82200uVin1GND2Vout 3U67805C110.1u C122200u+5-5Q1NPNC5 0.1u C72200u图 3.4 电源原理图3.1.4. 电源模块 PCB 设计电源模块为整个电路提供电源，具
23、有电流大，发热高的特点，所以在 pcb 设计时采用的较粗的导线，并在大电流的地方渡锡处理。具体模办设计如图所示3.1.5. 显示模块74LS595 为串行输入并行输出的移位寄存器，可以作为静态显示器接口，接在 89C52的串行口上用于数码的显示。数码显示模块如图所示。1234567abcdefg8 dp9GNDa bfcgde dpDS5GREENCCSER14SRCLK11SRCLR10RCLK12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U274LS595R29100R301001234567abcdefg8 dp9GNDa bfcgde dpDS6GREENCCR31
24、100R32100SER14SRCLK11SRCLR10RCLK12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U374LS595R33100R34100R351001234567abcdefg8 dp9GNDa bfcgde dpDS7GREENCCSER14SRCLK11SRCLR10RCLK12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U474LS595R42100R43100R41100R44100R40100R39100R45100R38100R37100R46100R36100R47100R48100R49100R50100R51100R521
25、00R53100R541001234567abcdefg8 dp9GNDa bfcgde dpDS8GREENCCR55100SER14SRCLK11SRCLR10RCLK12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U574LS595R56100+51234J14J图 3.5 预值数码显示模块原理图实际电流显示利用 CC7107A/D 转换器组装成 3.5 位数字电压表, 该电路为毕业设计（论文）纸共 41 页 第 12 页装订线CC7107,LED 和若干无源元件组成的数字电压表电路。该电路采用标准的 3.5 位显示电路进行显示，其中最高位可以显示千位的 “1”和显示负
26、号。此外，由于该电路的两个输入端即 COM 与 V+端的电位差具有很高的稳定性，可以作为参考电压源。因此，可以通过分压的方法来扩大它的量程。由于两个输入端最大承受电压为 200mV因此要实现最大值为 2000mV 的显示可以用以下分压形式（本设计所采用的）如图 2.6所示：R 2 1 kR 1 9 k一 一 一 一一 一一 一一 一 一 一图 3.6 数字电压表的外接电路通过上面的电路可以测量最大值为 2000mV 的电压，而在本设计中的采样电阻为1k 欧所以被测电压值即为被测电流值.V+1 du2cu3 bu4au5 fu6gu7 eu8dt9 ct10bt11 at12ft13 et14d
27、h15 bh16fh17 eh18abk19 pm20OSC1 40OSC2 39OSC3 38TEST 37VREF+ 36VREF- 35PG 21GH22AH 23CH 24GT25V- 26INT 27BUF28AZ 29IN- 30IN+31COM 32CREF 33CREF34U3ITL7107R7100KC7100P6 18U4TL431C60.1UR111KW2W1R102K4+5R8100KC100.1UC8 0.47UC90.22UR947K-51234J24J+5-5+5A1A1A2A3A2A4A5A6A3A7B1B2A4B3B4B5A5B6B7A6A7A8C1C2 C3
28、C4C5C6 C7D1D2R1250+5C4C5C3C6C7C2C8C1B1B2B3B4B5B6B7ab fcgd eVCC 1234567abcdefg 8dpdp9LED8LED.VCCab fcgd eVCC 1234567abcdefg 8dpdp9LED5LED.VCCB8ab fcgd eVCC 1234567abcdefg 8dpdp9LED7LED.VCCab fcgd eVCC 1234567abcdefg 8dpdp9LED6LED.VCCC20.1UC31000U+5d1d2图 3.6 3.5 位数字电压表原理图3.2.D/A 电路由于采用了粗调和细调分段控制使得系统，以
29、及软件修正，使得电流输出精度大大提高，从成本和元件采购方面综合考虑，采用 DAC0832 电路作为 D/A 转化电路。3.2.1. DAC0832 简介DAC0832 是一个 8 位 D/A 转换器芯片，单电源供电，从+5V+15V 均可正常工作，基准电压的范围为10V，电流建立时间为 1s，CMOS 工艺，低功耗20mA。其内部结构如图 3.8 所示，它由 1 个 8 位输入寄存器、1 个 8 位 DAC 寄存器毕业设计（论文）纸共 41 页 第 13 页装订线和 1 个 8 位 D/A 转换器组成和引脚排列如图所示。 图 3.8 0832 内部结构图 图 3.9 DAC0832 管脚图该
30、D/A 转换器为 20 引脚双列直插式封装，各引脚含义如下：(1)D7D0 转换数据输入。(2)CS片选信号（输入） ，低电平有效。(3)ILE数据锁存允许信号（输入） ，高电平有效。(4)WR1第一信号（输入） ，低电平有效。该信号与 ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当 ILE=1 和 XFER=0 时，为输入寄存器直通方式；当 ILE=1 和 WR1 =1 时，为输入寄存器锁存方式。(5) WR2 第 2 写信号 (输入),低电平有效.该信号与信号合在一起控制 DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当 WR2=0 和 XFER=0 时,为 DAC 寄存
31、器直通方式; 当 WR2=1 和 XFER=0 时,为 DAC 寄存器锁存方式。 (6)XFER数据传送控制信号(输入),低电平有效 。 (7)Iout2电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大；为全“0”时输出电流最小。(8)Iout2电流输出“2”。DAC 转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。(9)Rfb反馈电阻端即运算放大器的反馈电阻端，电阻（15K）已固化在芯片中。因为 DAC0832是电流输出型 D/A 转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，Rfb 即为运算放大器的反馈电阻，运算放大器的接法如图 9.3 所示。(10)Vref基准
32、电压，是外加高精度电压源，与芯片内的电 阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V+10V.(11)DGND数字地(12)AGND模拟地DAC0832 利用 WR1 、 WR2 、ILE 、XFER 控制信号可以构成三种不同的工作方式。1) 直通方式 WR1= WR2 =0 时，数据可以从输入端经两个寄存器直接进入 D/A转换器。2)单缓冲方式 两个寄存器之一始终处于直通，即 WR1=0 或 WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。3)双缓冲方式 两个寄存器均处于受控状态。这种 工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。 毕业设计（论文）纸共 41 页 第 14 页装订线3.2.2. 具体电
33、路设计在设计中采用直通方式。电路图如 3.10 所示。AGND3DGND10Vcc20Iout1 11lsbDI07 Iout2 12DI16 DI25Rfb 9DI34 DI416 Vref 8DI515DI614 msbDI713 ILE 19WR2 18CS1 WR1 2Xfer17U8DAC0832VCC56 748 U5BLM358123 JP2510VCCVCCC50.1uR1150C2100U1 2JP1LEDVCCR21k618 U9TL431C91kSER14 SRCLK11SRCLR10 RCLK12E13O0 15O1 1O2 2O3 3O4 4O5 5O6 6O7 7Q
34、7 9U174LS595SER14 SRCLK11SRCLR10 RCLK12E13O0 15O1 1O2 2O3 3O4 4O5 5O6 6O7 7Q7 9U674LS595+5+5AGND3DGND10Vcc20Iout1 11lsbDI07 Iout2 12DI16 DI25Rfb 9DI34 DI416 Vref 8DI515DI614 msbDI713 ILE 19WR2 18CS1 WR1 2Xfer17U7DAC08324823 1U5ALM358VCCC11kC60.1u C70.1u C80.1u1234J14JVxVy图 3.10 D/A 转化电路其中 Vx、Vy 分别为粗
35、调和精调电压输出。Pcb 板图如图 3.11 所示图 3.11D/A 电路 PCB 图毕业设计（论文）纸共 41 页 第 15 页装订线3.2.3. 控制电压产生电路该电路由两个运算放大器组成，对 Vx、Vy 进行 Vout=Vx+0.005*Vy 运算，使得控制精度达到 1/51200，达到高精度控制的目的，同时也使得软件修正成为可能。仿真电路如图 3.12 所示:R110kR610kV5+5VV4+5VVx48231UALM358R32000kV3+0.2VVyVout1R75kC10.1uR85k 56748U1BLM358R1110kVout2V2VPULSEV1+1V图 3.12 控
36、制电压产生电路其中 U1a 用于运算，U1b 用于缓冲，及其滤波，V2 为假定干扰源仿真结果入下图 3.13 所示:图 3.13 控制电压产生电路仿真图（protel）从图中我们可以看到该电路对于高频干扰具有较好的抑制性，这对提高电流源的输出性能具有一定的帮助。3.3. 电流输出模块利用图 3.14 所示的恒流源电路 ,运放的输出端通过三极管与反向输出端相连，构成负反馈电路，由于运放的同相输入端与反相输入端在理论上是虚短的，且运放的输入电阻无穷大，因此反相端和同相端的电位相等，即 ,又由于三极管的Ui发射极 与集电极电流 仅相差微小的基极电流，可视为两者相等即1RUiIIo。因此可以通过改变同
37、相输入端的电压来调整输出电流 的大小。oi Io毕业设计（论文）纸共 41 页 第 16 页装订线例如： 时，VUi2AVRUiIo12但是在测试 对 的控制比预期效果差，总是小于理论值。iIo同时 R2 也是负反馈电阻，当电路电流受外界影响而减小的时候，R2 的端电压也随之降低，三极管的 Ibe 也会上升。由于三极管的驱动电流较大，在试验中输出电流偏小，达不到要求精度，所以采用方案二，用场效应管代替三极管输出，与三极管相比场效应管具有驱动电流小，电流噪声底，输出电流大的特点。仿真电路如图 3.14 所示。仿真波形图如图 3.15所示。R14148231U4ALM358V12+12VR111V
38、outV4+5VV3+4.5VQ1MMSF7N03HDVinVCCV?VSINa图 2.14 恒流源电路原理图毕业设计（论文）纸共 41 页 第 17 页装订线图 3.14 恒流源电路仿真波形图（protel99）3.3.1. 具体电路图在 protel 仿真结果的基础上设计了电流输出模块，电路原理图如图 2.15 所示R15kC20.1uR25k4823 1U2ALM358R91C50.1u R41kC90.1u-5R51k1234J14J+1256748 U2BLM358C120.1u+12+12R111k-5C110.1uR101kC61000UQ160N06+1212A12J+12 C
39、70.1u C80.1uC261000U C270.1u C280.1u+1212J22J+5-5 R205.1k图 3.15 电流输出原理图毕业设计（论文）纸共 41 页 第 18 页装订线3.4. 主控部分3.4.1. AT89C52 单片机系统及外围电路在电路设计中我选择最常见的 ATMEL 公司的 AT89C52 单片机。此单片机与MCS-51 产品指令系统完全兼容，由 8K 字节可重擦写 Flash 闪速存储器，256*8 字节内部 RAM，32 个可编程 I/O 口线，2 个 16 位定时/计数器和 6 个中断源。并且该单片机经济实用，使用广泛。3.4.2. 单片机时钟脉冲电路AT
40、89C52 单片机的最高时钟脉冲频率已经达到了 24MHz ，它内部已经具备了振荡电路，只要在 AT89C52 的两个引脚（即 19、18 脚）连接到简单的石英振荡晶体的 2 端即可，晶体的 2 个管脚也要用 30pF 的电容耦合到地。3.4.3. 复位电路89C52 的复位引脚（Reset）是第 9 脚，当此引脚连接高电平超过 2 个机器周期，即可产生复位的动作。以 12MHz 的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲为 1s，两个机器周期为 2s，因此，在第 9 脚上连接一个 4s 的高电平脉冲，即可产生复位动作。最简单的就是只要一个电阻跟一个电容的复位电路，如图 3.17 所示。图 3.17 通电瞬
41、间复位电路毕业设计（论文）纸共 41 页 第 19 页装订线图 3.18 89C52 的基本外部电路3.4.4. 主控部分具体电路EA/VP 31X119 X218RESET9RD P3.717 WR P3.616INT0 P3.212 INT1 P3.313T0 P3.414 T1 P3.515P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD P
42、3.111 RXD P3.010Vss20Vcc 40U1389C52Y16.000MHZC2618p C2718pC2510uVCC R810kD2SW2D3SW2D4SW2D5SW2一一一一一D6SW2VCCC50.1uC2100UVCCC60.1uTXDRXDRCLK图 3.19 主控电路原理图毕业设计（论文）纸共 41 页 第 20 页装订线4. 数控电流源的软件系统设计4.1. 具体模块划分数据处理以及显示模块其具体流程图如 4.1 图所示:一 2 0 H1 6一 一 一 B C D一 一 一 一 一 一 一一 2 1 H1 6一 一 一 B C D一 一 一 一 一 一 一 一 2
43、 1 H一 一 一 一一 一一 D /A 一 一 一 一一 一 一 一 一 一 一一 一 5 9 5 一 一 一 一一 一图 4.1 数据处理以及显示模块其具体流程图按键处理程序模块如图 4.2 所示:一 一 一 一 一 一一 一 一 一 一 一一 一 一 一 一 一一 一 一 一 一 一一 一 一 一 一 一一 一一 一一 一一 一一一一一一一一一一一一 一图 4.2 按键处理程序流程图毕业设计（论文）纸共 41 页 第 21 页装订线4.2. 数值处理考虑到运算放大器的工作点偏差问题输出控制采用链表方式，调整电路使得在两个 D/A 均为最大输出时，输出电流为 2000mA，然后递减粗调和细
44、调 D/A 同时用高精度电流表检测电流，当调整到合适的电流时即将输出状态记录，并与输出电流相关联，从而修正 D/A 线性，运算放大器静态电流等问题造成的偏差，同时在加入温度探测电路以后可以方便的对温度影响进行补偿。系统具有良好的可升级性。键盘对单片机输入数据， （所要得到的电流值） ，单片机将得到的数据进行转化成 D/A 转换器 AD0832 所需要的数字信号。假设键盘输入的电流值为 I,由于 AD0832 为 8 位的 D/A 转换器，待转换的数字信号最大值为 2 8-1=255,考虑到数值连续性问题细调 D/A 只采用 200 档，所以该系统最大分辨率为 255*200=51000，在最大
45、输出电流为 2000mA 时分辨率为2000/51000，小于 0.1mA。采用软件修正后，使得最小步进为 1mA，优于设计要求。毕业设计（论文）纸共 41 页 第 22 页装订线5. 系统测试5.1. 设计创新点鉴于市场上高位 D/A 价格高，并且购买困难，在电路设计中将采用，两个八位D/A 经过运算得到高精度的电压输出，并采用查表的方式对 D/A 进行控制，在不同的环境下采用不同的链表，从而对元器件的非线性以及温度的影响进行高精度补偿。采用有源虑波的方法降低电源杂波，纯净的电源供给为良好的输出性能提供了保障。5.2. 系统性能检测1测试仪器双踪示波器，数字示波器，万用表 2指标测试输出电流
46、范围：20mA-2000mA可以通过按键设置电流值，并且实际输出值与给定值之间的偏差=给 1%+10mA。具有“+” “-”步进调整功能，步进电流10mA。本设计要求输出电流范围为 1mA2000mA，根据图 2.10 恒流源模块可知， ，将模拟量转换为数字量送给模数转换电路；然后输出模拟量。下面列出部分电流值及其对应的理论和实际的数字量如表 5.1 所示表 5.1 预值测量值电流值 （mA）实际值（mA） 偏差（mA） 显示值（mA）偏差（mA）1 1.022 0.022 2 15 4.96 0.04 6 110 9.89 0.11 11 120 19.79 0.21 21 1100 99.
47、9 0.1 102 2500 500 0 503 31000 1000 0 1003 31500 1499 1 1496 1电流值 （mA）实际值（mA） 偏差（mA） 显示值（mA）偏差（mA）注：数字万用表的型号为 VC9801A+毕业设计（论文）纸共 41 页 第 23 页装订线5.2.1. 减小纹波所采用的措施由于电源电路存在纹波，必须尽量减小纹波系数，本设计采用措施有：电源大面积共地（注意大电流与小电流不能共地）在整流桥后加大电容虑波，本设计采用约为 22000uF 为了进一步避免纹波电压对电路的干扰而产生的纹波电流，本设计又加入了有源滤波电路。电路如图 5.1 Vin1GND2Vout 3U17812Q2NPNC3 0.1u C92200uC130.1u+12C310.1uC12200u一一一一图 5.1 有源虑波电路5.2.2. 纹波电流测试本设计要求纹波电流小于 0.5 毫安，根据恒流源模块电路，用低频交流毫伏表测
