淺談基于單片機的數(shù)控直流電流源設(shè)計與仿真論文
單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。以下是學習啦小編為大家精心準備的：淺談基于單片機的數(shù)控直流電流源設(shè)計與仿真相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談基于單片機的數(shù)控直流電流源設(shè)計與仿真全文如下：
在現(xiàn)代測控技術(shù)中普遍使用數(shù)控電源，由于普通電源在工作時會產(chǎn)生的誤差，系統(tǒng)的精確度受到了影響。數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷加以升級。微型單片機技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了很好的發(fā)展條件，數(shù)控直流電流源是一種普遍使用的電子儀器，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的教學實驗和科學研究等領(lǐng)域。
1、方案
數(shù)控直流電源設(shè)計采用單片機作為核心控制，基本原理簡單，實現(xiàn)比較方便，電源的電流值也可以調(diào)整到較精確的數(shù)值，同樣的也是采用LCD 進行顯示。此方案采用保持電阻恒定而改變輸入電壓的方法來改變電流的大小。利用高精度D/A 轉(zhuǎn)換器在單片機程序控制下提供可變的高精度的基準電壓，該基準電壓經(jīng)過V/I 轉(zhuǎn)換電路得到電流，再通過A/D 轉(zhuǎn)換器將輸出電流反饋至單片機進行比較，調(diào)整D/A 的輸入電壓，從而達到數(shù)控的目的。該方案的難點在于穩(wěn)定恒流源的設(shè)計和高精度電流檢測電路的設(shè)計。特點是可精確的控制電流的步進量，負載變化對電流輸出的影響較小。
2、硬件設(shè)計
2.1單片機最小系統(tǒng)
(1) AT89S52 單片機。AT89S52 單片機是系統(tǒng)的核心部件，它是一種帶8KB 可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能的單片機。AT89S52 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。此單片機共有4 個8 位的并行雙向I/O 口，分別記作P0、P1、P2、P3。在本設(shè)計中P1 口只作為通用數(shù)據(jù)I/O 口使用，所以在電路結(jié)構(gòu)上與P0 口有些不同。P2 口地址為A0H, 位地址為A0H~A7H。P2 口既可以作為系統(tǒng)高位地址線使用，也可以為通用I/O 口使用，所以P2 口電路邏輯與P0 口類似。這里面使用的是P3的第二功能信號。
(2)鍵盤模塊。鍵盤模塊使用的是4×4 鍵盤，這種鍵盤是行列掃描方式，它具有當按鍵較多時可降低占用單片機的I/O 口數(shù)目等優(yōu)點，而且可以做到不必步進就能直接輸入電流值。本方案的設(shè)計要求是按鍵的次數(shù)比較多結(jié)合該按鍵的優(yōu)點，所以采用此種鍵盤，它可以對0 ～ 9 數(shù)字輸入、“+”、“-”、“OK”、“SET”、“DEL”、“RESET/ON”等功能的實施。
(3)顯示模塊。使用LCD 液晶顯示，LCD 具有輕薄短小，可視面積大，方便的顯示數(shù)字，分辨率高，抗干擾能力強，功耗小，且設(shè)計簡單等特點，芯片名稱是 LM016L，該模塊采用HD44780 作為驅(qū)動器驅(qū)動。
3、仿真分析
3.1輸出電流范圍的仿真
該方案的程序設(shè)計電流輸出范圍上限為20 ～ 2000mA，電壓值限定了小于10V, 如果給定值在量程內(nèi)時顯示“OK!”;當給定值超過量程時將顯示“ERROR! RESET!”。仿真時，如果在范圍內(nèi)，則可以任意輸入4 位數(shù)字，若不在范圍里，則系統(tǒng)顯示“ERROR!RESET!”報警。
3.2步進調(diào)整仿真
在步進調(diào)整仿真，通過加減按鈕進行1mA 步進調(diào)整，可觀察到顯示器的顯示結(jié)果。通過鍵盤DEL 鍵可以修改上一步輸錯的數(shù)字。
3.3輸出電流仿真
仿真最低電流200mA 負載電阻為2.0 時的狀態(tài)，根據(jù)顯示器顯示內(nèi)容可知，設(shè)定輸出電流值為200mA，實測電流值為201mA，輸出電壓為0.400V，負載電阻為2.0，都滿足設(shè)計要求。
4、總結(jié)
這款數(shù)控直流電流源是以單片機系統(tǒng)為核心而設(shè)計制造出來的，具有電路簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，可靠性高等優(yōu)點，而且單片機具有精確的計算和控制功能，從而能夠減少和排除各種誤差的產(chǎn)生，高效的提高穩(wěn)壓電源輸出電壓精度。利用仿真技術(shù)可以在設(shè)計中調(diào)試電路，這樣就為做成實物提供了很大的便利，同時節(jié)約了開發(fā)成本。經(jīng)過實驗證明本設(shè)計是可行的，并能夠做成實物。
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