基于msp430单片机数控恒流源的设计(编辑修改稿)

基于msp430单片机数控恒流源的设计(编辑修改稿)内容摘要：

送至高精度 16 位 AD7790 采样量化将数字量送入主控制器，由主控制器操控 12 位 DAC8512 完成对输出量的微调。 考虑到在此过程中，负载大到上述提到的极限后输出电流达不到预期，源于输出电压达到了极限，利用此特征将LM317 的输出电压值经分压处理后引入 MSP430 主控片内 AD进行检测。 最后由四位共阳极数码管实现当前稳定状态下的电流值。 第二章 方案设计 基于 MSP430 单片机强大的系统功能和超低功耗的特点，本设计采用其作为主控制器。 利用其内置的中断控制，存储器保护以及系统的调试和控制功能和配合 AD、 DA、运放等模块完成对输出电流进行精准而可靠的采集和控制输出端电流精准对的微动，完成最终的输出稳定。 由于设计要求达到 20mA— 1000mA 的电流调节幅度，而本系统采用反激式开关稳压电源的最大输出功率仅为 8W 左右，经 LM317 调压输出的电压区间为 — ，那么主控制器、 AD、 DA、运放、显示及驱动电路等电路的总功耗必须小于 2W，而本设 计采用四位共阳数码管势必要损耗 1W 左右，借此 MSP430 是首选， AD 选用超低功耗 AD7790， DA选用 DAC8512 SO8 贴片、运放选用 OP07 贴片，两个双电源 12V 稳压芯片选用 2 TO92 封装；最大限度的降低系统的控制及显示驱动部分的功耗，拓宽输出端功率的可调范围。 在 8W 左右的稳压电源的基础上，实现负载在一定程度内变化时达到最终的电流稳定。 其中包括：输出达 +15V 开关稳压电源、各级稳压电路、 LM317 与 DAC组成的电压可调电路、采样电阻和 OP07 运放构成的前端采样电路、滤波钳位电路、显示 及驱动电路，在主控 MSP430F1232 的统一操控下完成设计要求。 方案设计总框图如在： 输出 图 方案设计总体框图 方案论证与比较 控制部分方案的选择与论证 方案一：单片机 STM32CortexM3 超级单片机完成对其他各部分控制。 方案二：采用单片机 89C51 作为控制部分。 方案三：采用 MSP430 超低功耗单片机作为控制部分。 方案论证：方案一所使用的 STM32cortexM3是一款高速、低功耗 、性价比高 MSP430F1232 主控模块 开关稳压电源模块 （输出 +15V） 各级稳压模块 LM317 构成的恒流源电路 DAC8517 模块 前端 采样电路 滤波钳位 电路 AD7790 模块 按键模块 显示驱动模块 3 的超级单片机，其内部具有强大的存储能力，在一定程度上不必考虑代码的冗余且能实现各种复杂的控制功能，更重要的是其内部集成的 2个 AD模块和 2通道 DA模块，可大大简化系统的硬件；但该芯片是贴片封装且管教分布较为密集会给后期硬件的设计带来不便，其 10位 AD/DA也无法满足本设计的最高要求。 方案二采用 AT89C51单片机，可在开发环境及代码编写上相对来说较为简单，源于 51内核的单片机是基础教程且网上资源相当丰富基本可以涵盖多数控制操作，但功耗比较大、数据传输速率低。 方案三采用 MSP430单片机，具有超低功耗 且运行速度介于方案一、二之间内部集成的 10位 AD可作为 LM317输出电压的极限检测，再有其指令系统较上述两种最少，故具有相当高的抗干扰能力，给整个系统的稳定提供了基础。 所以本系统采用 MSP430F1232作为主控芯片。  DA、 AD 选择方案的选择与论证 方案一：采用 PCF8591 作为调压、采样芯片。 方案二： DA 选用 DAC8512， AD 选用 AD7790 分别实现调压和采样。 方案论证 :采用方案一可大幅简化硬件设计，因为 PCF8591 自带 4 通道 AD和一通道 DA，但其精度只有 8 位无法满足设计要求的最大标准且功 耗较方案二大。 方案二使用 DAC8512,、 AD7790，首先在采样及控制精度上完全能达到设计要求的最大标准且在转换速度上远大于方案一，这在为系统的快速响应和控制提供了条件。 故选择方案二。  采样电阻的选择与论证 方案一： 采用高精度 欧电阻与运放再通过滤波钳位后送入 AD 采样。 方案二： 采用大于 1 欧电阻再通过滤波钳位后送入 AD 采样。 方案论证 :选用方案二可大大简化硬件的设计同时也提高了系统稳定性，但从功耗上考量，当输出电流达到 1A 左右时采样电阻上的损耗可达 1W 左右，这是相当可怕的。 对于方案二，避开了一的矛盾 ，大大降低了无用功耗。 故选择方案二。  显示器的选择与论证 方案一：采用四位共阳数码管，外加驱动电路作显示。 方案二：采用 LCD1602 液晶作显示。 方案三：采用 LCD12864 液晶作显示。 方案论证：采用数码管显示，其段和位端需外加驱动电路，较方案二、三 4 电路复杂，但其功。