电子设备机器外围条件越优越，设备的寿命就更长。而各种不同的电子设备所需要的供电电源不是统的，所以，对于数控恒定电流源的研究与开发就显得相当重要了。现在数控恒压技术已经很成熟，但在恒流方面尤其是在数控恒流方面的技术还有待发展，高性能的数控电流源的研究与开发非常重要。本文介绍了种基于单片机的数控电流源的设计方法，系统以单片机为中心控制器，利用按键设置输出电流，单片机将该电流值送数码管显示，同时，通过与转换器的数据通信端口将输出电流的数字量送入转换器，转换器将数字量转换为为模拟量后输出，再通过压控恒流电路得到稳定输出的电流。转换器采用。本文提供的数控电流源具有很高的精度值，可满足多种电流源的试验要求，且电路精炼简单易懂成本低廉实用价值和开发价值大。关键字数控电流源转换器西北民族大学学士学位论文，西北民族大学学士学位论文摘要第章绪论课题背景技术发展历程本文的研究目的意义及主要工作小结第章方案设计方案比较与论证系统设计方案选择压控恒流源的选择显示方案选择设计方案本章小结第章硬件电路设计电源电路设计简介电源电路设计控制电路单片机时钟电路单片机复位电路控制电路设计转换电路压控恒流源电路简介压控恒流源电路设计显示电路简介显示电路设计本章小结第章软件程序设计主程序设计流程程序设计按键扫描西北民族大学学士学位论文转换数码管显示本章总结第章硬件制作元器件清单硬件制作结论致谢参考文献附录基于单片机的电路原理图附录基于单片机的源程序西北民族大学学士学位论文第章绪论课题背景在现实生活中，人们经常要用到电子器件，而电子电路要正常工作，电源的作用是不可忽视的，电源性能的好坏，对电路电子仪器和电子设备的使用寿命使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备中，对电源的性能要求更高。电源技术尤其是数控电源技术是门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之。当今电源技术融合了电气电子系统集成控制理论材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。近年来，随着电力电子技术的不断发展，数控电源在以往使用线性电源的场合中也获得日益广泛的应用。在些工业场合需要提供电压源和电流源，而且要求范围广，纹波低。如果采用多台功能单电源设备，体积和重量都会增加很多，不经济，也不能满足工作的要求。因此研究开发多功能宽范围可调节的数控电源很有意义。性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。基于此，人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。技术发展历程数控电源是从年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了个良好的基础。在以后的段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求分辨率不高功率密度比较低可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和西北民族大学学士学位论文控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路数字信号处理器件的研制应用，到年代，已出现了数控精度达到的数控电源，功率密度达到每立方英寸的数控电源。从年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。在年代的第代分布式供电系统开始转向到世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。早在年代中，半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术，而在当时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处于劣势，因而无法被广泛采用。由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为数控电源的新产品。现今随着直流电源技术的飞跃发展，整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制，从而使直流电源智能化，具有遥测遥信遥控的三遥功能，基本实现了直流电源的无人值守。从组成上，数控电源可分成器件主电路与控制等三部分。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性智能化和产品致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。本文的研究目的意义及主要工作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，但是传统的电源不论是在控制精度还是输出特性上都不能满足要求。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源电位器上的刻度有限，读书范围不大，不可能非西北民族大学学士学位论文常精细，仅仅靠电位器上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。由于单片机技术的不断发展和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，由于单片机使用的普遍化，使得数控电源与传统电源的成本日益接近。本设计中需要完成了以下几项内容单片机控制按键设定输出电流值设定的电流值还将通过数码管显示电路显示本设计通过压控恒流电路输出稳定的电流最终输出的电流值为小结本章说明了基于单片机的数控电流源的课题背景，随后介绍了数控电流源的技术发展历程，最后提到研制基于单片机的意义和本设计所要满足课题要求。西北民族大学学士学位论文第章方案设计方案比较与论证系统设计方案选择方案采用各类数字电路来组成调节设置输出电流的电路，通过信号处理实现数控电流源，如选用等可编程逻辑器件，设计方框图如图所示。信号调理电路器件数据锁存器数码管驱动电路数码管显示逻辑电路图方案设计方框图本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难，而且器件普遍比较昂贵，设计成本高。方案二采用单片机作为系统的控制单元，通过转换将预定值送压控恒流源得到恒定电流，同时通过送单片机显示实际值，系统还可实现步进控制功能。此方案各类功能易于实现，能很好的满足题目的设计要求。设计方框图如图所示。西北民族大学学士学位论文按键输入单片机控制转换电流输出图方案二设计方框图综上所述，从设计电路的复杂程序设计器件的成本操作的方便性方面考虑，本设计选用第二种方案。压控恒流源的选择方案采用恒流二极管或者恒流三极管，优点是精度比较高，但这种电路能实现的恒流范围很小，只能达到几十毫安，不能达到设计要求。方案二压控恒流源，通过改变恒流源的外围电压，利用电压和负载来控制输出电流恒定不变。该方法工作稳定，易于实现。综上所述，选用第二种方案。显示方案选择方案采用液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字图形，显示多样，清晰可见，功耗极小，但缺点是价格昂贵，需要的接口线多，所以在此设计中不采用液晶显示屏。方案二采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合，如采用在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高，所以这里也不用此种作为显示。方案三采用数码管动态扫描，数码管价格适中，对于显示数字最合适，而且采用动态扫描法与单片机连接时，占用的单片机口线少。数码管具有工作电压低体积小寿命长和可靠性高的特点，所以采用了数码管作为显示。西北民族大学学士学位论文设计方案本设计以单片机为中心控制器，单片机控制按键设定输出电流值，按键包括键和键，用于设定电流值，该电流值通过单片机送入转化器转换为模拟量输出，该输出为电流值，再通过运放转换为电压值，该电压值通过压控恒流电路得到稳定输出的电流。同时设定的电流值还将通过数码管显示电路显示，以便于观察。系统设计框图如下图所示。显示电路转化电路压控恒流电路输出稳定电流按键控制图系统设计方框图西北民族大学学士学位论文本章小结本章首先介绍了硬件设计中设计方案的选择，接着阐述了硬件中压控恒流模块和显示模块的优缺点。并最终确定了最终的设计方案和主要模块的选择，即采用单片机作为系统的控制单元。西北民族大学学士学位论文第章硬件电路设计电源电路设计电源部分提供整个电路所需各种电压，由电源变压器整流电路滤波电路及辅助稳压输出构成，电源变压器的功率由需要输出的电流大小决定，确保有充足功率余量。交流电经过二极管整流之后，方向单了，但是大小电流强度还是处在不断地变化之中。这种脉动直流般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做番填平取齐的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。直流电压纹波的大小与滤波电路的电解电容的关系是电容越大纹波越小，小功率电路般应满足是负载电阻的阻值，是滤波电容的容值，是被滤波交流信号的周期。电容滤波电容器是个储存电能的仓库。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中当外加电压失去或降低之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大