数控电流源【文献综述】

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1、毕业论文文献综述通信工程数控电流源摘要：通过文献的阅读，总结了他们各个模块的优缺点。本文介绍了基于单片机控制的数控电流源设计，包括它们的硬件组成部分及软件系统等。并对它们各自的硬件组成部分，软件部分进行比较分析，归纳总结他们的优缺点等。对其数控模块，电源模块等选择的方法进行分析。关键词：pic单片机；电流源；D/A转换器一、引言：通过阅读参考文献[1]-[5]了解到电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，涉及了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。计算机和通讯技术的发展，给电力电子技术提

2、供懒人广大阔的发展前景。同时也给电源提出了更高的要求。普通电源由于精确度不高等缺点已不能满足现实的需要。直到单片机技术和电压转换模块的出现，才使精确数控源的发展有了可能。基于模拟电路的电流源虽然可以实现高精度、宽电流范围输出，但其结构复杂,调整困难，指示不直观。随着单片机技术的发展，数字控制电流源开始出现，其以控制灵活、调节方便等特点展示了良好的应用前景。电源技术在数控机床上的应用广泛，例如：开关稳压电源在数控机床上维修改造中的应用，用它来测试调整电压，消除故障等。电源技术在新能源汽车领域的应用也占有很大的优势，既

3、环保又节能。二、应用于数控电流源的常用单片机PIC16F877A:PIC16F877A采用的是哈佛结构，能实现指令的单直指节化，有精简指令集技术，寻址方式简单，I/O口驱动能力强，具备SPI串行总线端口，外围电路简洁，不仅便于开发，而且还可节省用户的电路板空间和制造成本。程序保密性强，有低功耗、宽电压设计，能将相当一部分外围器件结合在一起，使用方面、抗干扰能力提高。CYGNAL公司的C8051F020型单片机，该单片机是一种处理混合信号系统级芯片,具有与8051指令集完全兼容的CIP-51内核。芯片上有一个真正12

4、位100ksps、8通道带可编程增益放大器的ADC及真正8位500ksps、带可编程增益放大器的ADC,还有双12位可称快更新的DAC,丰富的串行接口:具有双工UART、PHILIPS或INTEL标准的I2C/SMBus串行总线及MOTOROLA的SPI串行总线等。它采用流水线结构,执行指令可高达25MIPS的速度,比标准8051快20倍以上,丝毫不逊于PIC、AVR单片机。采用该芯片的通信口、一块将TTL电平转换为232电平的集成电路加上光偶,组成通信接口,整个系统结构紧凑,稳定性和速度等性能指标更高。89S52

5、单片机基本系统:数控部分的核心采用89S52。晶振、复位、74LS245、非易失存储等组成单片机的基本系统。SPCE061A:SPCE061A单片机为一种16位单片机,被用来作为数控直流电流源的核心控制器件主要是基于以下考虑:其数据处理能力较强,在功能上远超过8位单片机;集成度较高,基本不使用外部接口;SPCE061A单片机内部自带有10位的DAC和ADC转换器,其接口是可编程控制的,使用起来更方便可靠;有支持DSP(数字信号处理)的指令,可方便地实现语音处理功能;带有LCD,可实现多数的同时显示.。二、基于单片机

6、控制的数控电流源文献[2]介绍的一种以PIC16F877A单片机为核心部件，采用PID算法实现量程可选、输出可调、步进精确等功能的电流源。核心部件PIC16F877A单片机是Microchip公司开发的新产品，具有FLASH编程的功能，可以直接在单片机上进行如暂停CPU执行，观察寄存器内容等操作，是目前应用最广泛的一种PIC单片机。本设计采用电源模块为开关电源，以达到输出范围和精度以及纹波的要求。根据系统要求，采用D/A转换后，接运算放大器构成的功率放大来控制D/A的输入，从而控制电流值的方法。本系统主要由数控部分

7、、电源部分和键盘显示电路组成。系统原理框图如图1所示。由于开关电源的功率器件工作在开关状态，功率损耗小、效率高。与之相配套的散热器体积大大减小，同时脉冲变压器体积比工频变压器小了很多。因此采用开关电源的电流源具有效率高、体积小、重量轻等优点。由于此设计对电源的要求比较高，尤其体现在对电源的功率和纹波电压的要求上。因此，在这里采用的是开关电源电路。文献[3]介绍的电流源是以C8051F020为核心的单片机系统实现,利用该单片机内部集成D/A输出控制信号,该信号作用到外围电流路,从而输出所需要的电压,还利用单片机内部集

8、成A/D采样输出电压。该电流源具有开和过载保护功能,输出电流增减以按键方式调整,电流值以数字方式显示。该电流源既可单独使用,又可以通过串口与PC机连接,通过PC机控制电流源操作(在PC机上设定输出电流)同时电流源将工作状态(如输出值,是否开路和过载等)反馈给PC机。文献[2]中介绍的D/A转换模块采用的是TLC5615为美国德州仪器公司1999年推出的产品，