基于STC89C52單片機的數(shù)控電流源設計

張琳++陽泳++蔣悅++江世明

摘 要：該文給出了一種基于STC89C52單片機控制的數(shù)控電流源設計，該設計以STC89C52單片機為微處理器，實現(xiàn)輸出可調(diào)、步進精確、紋波電流極小等功能，而且可將輸出電流預設值、電流實測值、負載電壓實測值、負載阻值在LCD1602上面同時顯示。通過PROTEUS7.8軟件進行仿真，證明此設計具有較高的控制精度和帶負載穩(wěn)定性。

關(guān)鍵字：TC89C52單片機 數(shù)控電流源 D/A轉(zhuǎn)換

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0030-01

電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門理論性與實踐性很強的的工程應用技術(shù)，涉及電氣、電子、控制理論等多學科領域。計算機和通訊技術(shù)的發(fā)展，給電力電子技術(shù)提供了更加廣闊的發(fā)展平臺，同時也給電源提出新的要求。普通電源由于精確度不高與操作不便等缺點已不能滿足現(xiàn)實的需要。直到單片機技術(shù)及A/D、D/A的出現(xiàn)，才使精確數(shù)控電流源發(fā)展成為可能。該文所設計的數(shù)控電流源采用STC89C52單片機為核心微處理器，按鍵，顯示，D/A，A/D等模塊為外圍電路。

1 設計要求與總體設計思路

1.1 設計要求

該設計要求：輸入DC15V，輸出最高12V，通過按鍵控制輸出電流，采用LCD1602顯示設置電流，實測電流，負載電壓，負載阻值。

1.2 總體設計思路

根據(jù)系統(tǒng)要求，采用D/A轉(zhuǎn)換后，采用電壓跟隨器使D/A芯片輸出負載輕，從而使電壓穩(wěn)定，而電阻R5是不變的，根據(jù)歐姆定律可知，電壓確定，電阻確定，電流就確定了。所以直接改變電壓值就可以得到設定的電流。在通過A/D轉(zhuǎn)換把數(shù)據(jù)反饋給微處理器，然后單片機通過數(shù)據(jù)比較，自動調(diào)節(jié)，盡可能的減少誤差。

2 硬件電路以及軟件設計

根據(jù)數(shù)控電流源設計要求，系統(tǒng)主要由控制模塊，按鍵模塊，D/A模塊，A/D模塊，顯示等模塊構(gòu)成。硬件電路圖如圖1所示。

通過按鍵控制TLC5615C（L）D芯片輸出電壓值，在通過電壓跟隨器可以直接確定加載在R5的電壓，根據(jù)基爾霍夫電流定律可知，電流只能從主回路流入，從而控制負載上面的電流，而根據(jù)基爾霍夫定律將把多余的電壓消耗在IRF640上面。而讀取電流值時可以讀取在R5上面的電壓，在通過程序使用歐姆定律而得到電流值。讀取負載電壓時，因為它的電壓有時會遠遠超過5V，所以要通過運放電路，把電壓降到5V以下。如圖1可知，確定U33的3腳為3V，根據(jù)虛短原理，2腳也為3V，從而根據(jù)基爾霍夫電流定律可以得到輸出電壓，通過軟件乘以4則得到取模電壓，再通過軟件用輸入電壓減去取模電壓最后得到負載電壓，知道負載的電流以及負載的電壓，通過軟件通過歐姆定律則可以算出負載阻值。

3 系統(tǒng)測試

該設計要求輸出電流在0.2A到2A可調(diào)，并且要能顯示設置電流值、實際電流值、負載電壓和負載阻值。該設計通過按鍵調(diào)節(jié)電流值，單片機經(jīng)過處理后通過反饋回來的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)。經(jīng)過proteus7.8軟件上面仿真結(jié)果分析，該設計初步達到要求，誤差比較低。實測部分LCD顯示數(shù)據(jù)如表1所示。

通過以上數(shù)據(jù)分析誤差主要產(chǎn)生在首尾，這結(jié)果是因為當初設計的時候沒有考慮到，而直接只考慮了中間值，但是總體設計要求達到。

4 結(jié)語

該文所設計的基于STC89C52單片機的數(shù)控電流源實現(xiàn)了量程可選，輸出可調(diào)，誤差較小，并且設置電流值，實測電流值，負載電壓，負載阻值能夠在LCD顯示器上同時顯示。人機接口采用獨立按鍵與LCD顯示，控制界面直觀和簡潔，具有良好的人機交互性能?？煽啃愿?，易于標準化，集成化，系統(tǒng)維護方便，生產(chǎn)制作方便等優(yōu)點。但是也具有功耗比較高的缺點。

參考文獻

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