基于TMS320F28027的高阻值电阻测量论文.doc

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1、课程名称DSP控制器及其应用题目名称基于TMS320F28027的高阻值电阻测量学生学院自动化学院专业班级控制科学与工程2班学号2111404115学生姓名唐晓波指导教师高军礼2015年5月25日广东工业大学研究生课程考试试卷封面学院：材料与能源学院题号分数12345678合计平时成绩总评成绩开课单位：自动化学院专业：控制科学与工程姓名：唐哓波学号：2111404115考试科目:DSP控制器及其应用学生类别：硕士（博士、工程硕士、进修生）考试时间:第十三周星期六(2015年5月30日)开课学期：2015年春季任

2、课教师：高军礼一、课程目的1二、系统架构1三、电路仿真，电路选择13.1、基于TL431的恒流源电路13.2、基于7805的恒流源电路33.3、基于7805和TL431的恒流源电路43.4、基于MOS管的恒流源电路63.5、基于开关电源的恒流源电路73.6、基于运放组成的恒流源电路83.7、硬件电路比较9四、系统硬件设计114.1、C2000LaunchPad实验板114.2、基准电压电路114.3、恒流源电路114.4、系统硬件电路图11五、系统软件设计125.1、系统主程序125.2、ADC校正算法[6]1

3、35.3、PID算法13六、结果比较15七、结语16八、参考文献16九、致谢17一、课程目的1.1、熟悉DSP的开发环境，学习DSP的相关知识，利用DSP完成项目设计；1.2、熟悉掌握TMS320F28027的GPIO、ADC、SPI和I2C的利用；1.3、熟悉掌握恒流源电路的设计；1.4、结合DSP和恒流源电路，设计出高阻值电阻测量仪。二、系统架构系统由TMS320F28027核心处理器、基准电压输出、恒流源负载电路组成。其中软件系统中包含了PID算法和AD校正算法。系统的总体架构如图1所示。本系统主要针对1

4、M~10M电阻的测量,TMS320F28027输出数字量给DAC，DAC生成相应模拟量的基准电压，针对阻值不同的电阻，产生的基准电压不同。基准电压加载在恒流源电路上，通过高精度采样电阻形成可变恒流源。通过恒流源输出的电流流经被测电阻，最后通过ADC检测被测电阻两端的电压值。通过两端的差值和已求到的电流值求出电阻的精确阻值。其中PID算法同时兼备恒定基准电压输出和调节基准电压输出的功能，而AD校正算法是用于修正TMS320F28027内部ADC的非线性误差。图1、系统总架构图三、电路仿真，电路选择由于基准电压电路

5、选用的是DAC芯片DAC101S101来实现，电路比较简单，所以不需要软件仿真。需要电路仿真的主要是恒流源电路。通过收集资料，本作者列出了下面这些恒流源电路，并相应做了电路的仿真。3.1、基于TL431的恒流源电路由TL431的芯片资料可以知道，基于TL431的恒流源电路如图2：图2、基于TL431的恒流源图3是利用multisim进行电路仿真的电路图。TL431恒定的电流值是它提供的基准电压除以采样电阻得到的值。图3、基于TL431的恒流源仿真图仿真结果如表1所示。采样电阻分别为10K和100K，得到的电流值

6、大约分别是249uA和24.9uA。从表格中可以看到，10K为采样电阻的时候，电流值在5K-10K的范围内，电流下降的速度很快，所以若采样10K作为采样电阻，可测量的电阻范围大约为100~5K。而采用100K的采样电阻，电流下降点在90K-100K。测量电阻的范围大大增加，可以推测出，采样电阻越大，可测量的电阻范围越大，恒定的电流越小。表1、基于TL431的恒流源仿真数据被测电阻10K采样电阻/uA100K采样电阻/uA1K246.02526.6455K246.02525.75710K238.9224.8691

7、1K222.04525.75712K205.16925.75720K124.34525.75750K50.62626.645100K-23.9813.2、基于7805的恒流源电路7805是稳压芯片，将限定范围输入的电压稳定在5V输出，基于7805的恒流源电路[1]如图4。RL是采样电阻，不过流入RL的电流有两条路径，一条是5V输出的路径，一条是静态电流。所以在做小电流恒流源的时候，7805不太合适。7805恒定的电流值必须远大于10mA。图4、基于7805的恒流源仿真图图5是利用multisim进行电路仿真的电

8、路图。7805恒定的电流值是它的静态电流与输出电压除以滑动变阻得到的电流总和。图5、基于7805的恒流源仿真图仿真结果如表2所示。采样电阻也是一样，分别为10K和100K，得到的电流值大约分别是500uA和50uA。从表格中可以看到，10K为采样电阻的时候，电流值在1.15K的时候，电流下降的速度很快，所以若采样10K作为采样电阻，可测量的电阻范围大约为100~1.1K。而采用100K