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(基于AT89C52单片机的数控电流源设计与调试)(最终版) (基于AT89C52单片机的数控电流源设计与调试)(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 13:13:57

《(基于AT89C52单片机的数控电流源设计与调试)(最终版)》修改意见稿

1、“.....电流输出模块利用图所示的恒流源电路,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。因此可以通过改变同相输入端的电压来调整输出电流的大小。例如时,但是在测试对的控制比预期效果差,总是小于理论值。同时也是负反馈电阻,当电路电流受外界影响而减小的时候,的端电压也随之降低,三极管的也会上升。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。仿真电路如图所示。仿真波形图如图所示......”

2、“.....电路原理图如图所示图电流输出原理图电流输出模块图具体电路图如图所示图电流输出模块图主控部分单片机系统及外围电路在电路设计中我选择最常见的公司的单片机。此单片机与产品指令系统完全兼容,由字节可重擦写闪速存储器,字节内部,个可编程口线,个位定时计数器和个中断源。并且该单片机经济实用,使用广泛。单片机时钟脉冲电路单片机的最高时钟脉冲频率已经达到了,它内部已经具备了振荡电路,只要在的两个引脚即脚连接到简单的石英振荡晶体的端即可,晶体的个管脚也要用的电容耦合到地。复位电路的复位引脚是第脚,当此引脚连接高电平超过个机器周期,即可产生复位的动作。以的时钟脉冲为例,每个时钟脉冲为,两个机器周期为,因此,在第脚上连接个的高电平脉冲,即可产生复位动作。最简单的就是只要个电阻跟个电容的复位电路,如图所示......”

3、“.....调整电路使得在两个均为最大输出时,输出电流为,然后递减粗调和细调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北京电子工业出版社,张有顺编著系列单片机简明教程北京中国脊梁出版社......”

4、“.....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转换器所需要的数字信号。假设键盘输入的电流值为,由于为位的转换器,待转换的数字信号最大值为,考虑到数值连续性问题细调只采用档,所以该系统最大分辨率为,在最大输出电流为时分辨率为,小于。采用软件修正后,使得最小步进为,优于设计要求。系统测试设计创新点鉴于市场上高位价格高,并且购买困难,在电路设计中将采用,两个八位经过运算得到高精度的电压输出,并采用查表的方式对进行控制,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。系统性能检测测试仪器双踪示波器,数字示波器,万用表指标测试输出电流范围可以通过按键设置电流值......”

5、“.....具有步进调整功能,步进电流。本设计要求输出电流范围为,根据图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所示表预值测量值电流值实际值偏差显示值偏差电流值实际值偏差显示值偏差注数字万用表的型号为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ⅰ电源大面积共地注意大电流与小电流不能共地ⅱ在整流桥后加大电容虑波,本设计采用约为ⅲ为了进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。电路如图输入输出图有源虑波电路纹波电流测试本设计要求纹波电流小于毫安,根据恒流源模块电路,用低频交流毫伏表测采样电阻康铜丝绕制而成,由于该电路为直流电路没交流成分,所以不会产生感抗两端的电压,通过公式纹波电流纹波电压采样电阻欧......”

6、“.....列表如下表纹波系数测量电流值交流毫伏表测量结果示波器读数注交流毫伏表型号为示波器的型号为图示波器测量结果图交流毫伏表测试结果误差分析从上面的测试结果可以看出系统输出具有很高的准确性,这得益于有源虑波的所提供的高稳定电源,以及双所带来的高分辨率的参考电压值,但是在电路设计初期没有充分考虑地线的干扰,对系统的控制精度产生了定的不利影响,在今后的设计中需要进步改进结论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的提高了数控电流源的准确性,在采用软件修正以后在使用普通元件的情况下电流源的性能也达到了比较高的水平,同时高分辨率的参考电压源也为系统的进步扩展提供了个良好的硬件平台。但是也应为采用软件修正的缘故,该设计在软件编写的时候需要测量大量的数据,给批量生产带来了定的不便,在今后的设计中将考虑设计该款电流源的数据自动生成系统......”

7、“.....加入温度探头在不同的温度下采用不同的修正方案使得该系统的热稳定性将进步提高。致谢经过几个月的努力,本课题终于顺利完成。首先感谢我的指导老师陈小琴老师,她在整个设计中给了我们热诚耐心的指导,提出了许多宝贵的建议,在她的指导下解决了很多的困难。从课题的开题研究开题报告理论分析论文写作,陈老师都给予了极为细微的指导。最后还要感谢我身边的同学,正是因为有了这么多人的支持帮助,本课题才能顺利完成。在此衷心的感谢你们,参考文献李华等编著系列单片机实用接口技术北京北京航空航天大学出版社,张立科单片机通信技术与工程实践北京人民邮电出版社,张凯等编著单片机综合系统及其设计开发北京科学出版社,朱宇光编著单片机应用新技术教程北京电子工业出版社,余永权系列单片机原理与应用北京电子工业出版社,楼然苗......”

8、“.....李东生电路设计技术入门与应用度的指标就是输出电阻远大于零。般希望∞。只能接近,不可能完全达到数控电流源的必要性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。数控电流源的可行性由于单片机技术的不断发展和......”

9、“.....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,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。数控电流源硬件系统总体设计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所示图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......”

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