数控直流恒流源的设计.doc

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1、数控直流恒流源的设计摘要直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。本文介绍了采用AT89C51单片机为主控制器，通过键盘来设置直流恒流源的输出电流，并由数码管显示电流设定值的数控直流恒流源。本系统由单片机程控设定数字信号经过D/A转换器输出模拟量，再经过V/I转换电路的转换输出不同的电流。输出电流范围为10～100mA，电流设置步进为1mA，输出电流调整率≤2%。本文主要分析了数控直流恒流源系统的设计需求，阐述了数控直流恒流源的软硬件的设计原则，介绍了数控直流恒流源各模块电路的功能及设计思路，完成了数控直流恒流源系统的全部设计，给出了完整的电路

2、图和程序。本文设计的重点是单片机主控系统和D/A转换电路，设计的难点是高线性、高稳定度的电压/电流转换电路（V/I转换电路）。测试结果表明，本系统能满足需要高稳定度的小功率直流恒流源领域的应用要求。关键词数控恒流源V/I转换ABSTRACTNumericalcontrolDCconstantcurrentsourceistoprovideastableDCpowerdevices,andequipmentforscientificexperimentsdebuggingnecessaryequipment.Thispaperinstructedthenumericalcontro

3、lDCconstantcurrentsourcewhichmakesuseoftheAT89C51versionsinglechipmicrocontrolleristhemaincontrollerinthissystem,whilethesetvalueandtherealoutputcurrentcanbedisplayedbyLED.Inthissystem,thedigitallyprogrammablesignalfromSingleChipMicrocontrollerisconvertedtoanalogvaluebyD/Aconverter,andthentra

4、nsitedbyvoltage/currentconvertercircuit,soadjustableoutputdifferentcurrent.Outputcurrentrangeof10~100mA,currentsetof1mAstep,theoutputcurrentadjustmentrateoflessthan2%.ThispaperanalyzesthenumericalcontrolDCconstantcurrentsourcesystemdesignneeds,expoundednumerical-controlledDCconstantcurrentsou

5、rceofthehardwareandsoftwaredesignprinciples,instructedthenumerical-controlledDCconstantcurrentsourcecircuitofthemodulefunctionanddesignideas,completedthenumerical-controlledDCcurrentsourceofalldesign,andthecircuitiscompleteandprocedures.Thispaperfocusesonthedesignofthecontrolsystemmicrocontro

6、llerandD/AConversionCircuit,Thedifficultyinthedesignofhighlinearity,highstabilityofthevoltage/currentconvertercircuit(V/IConversionCircuit).Thetestresultshaveshowedthatitcanbeappliedinneedareasofconstantcurrentsourcewithhighstabilityandlowpower.KEYWORDSnumericalcontrolconstantcurrentsourceV/I

7、convert目录前言1第1章系统总体设计21.1系统设计任务与要求21.1.1系统设计任务21.1.2系统设计要求21.2重点研究内容与实现方法21.2.1重点研究内容21.2.2实现途径及方法31.3系统总体方案设计31.3.1主控模块31.3.2键盘与显示模块41.3.3恒流源模块41.3.4存储器扩展模块41.3.5电源模块51.3.6系统原理框图5第2章系统硬件各功能模块的设计62.1主控模块的设计62.1.1AT89C51单片机简介62.1.2D/A转换电路的设计72