AT89S52单片机实现数控直流电流源论文 F题

AT89S52单片机实现数控直流电流源论文 F题内容摘要：

1、- 1 题）摘要:本设计由三个部分组成，键盘与显示，基于单片机的控制器，稳流电源。 以 89主控单元，以数模转换器 出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块 输出电压大小，设计实用，精度高。 is of on 91 to - 2 案论证与比较1、电源部分（1）开关电源采用单极开关电源，由 220V 交流整流后，经开关电源稳压输出。 该方案的优点是电路的效率较高，可以达到 70%80%，在电联接较好的情况下效率可以达到 90%左右。 但是此方案产生的直流纹波和干扰较大，而且开关电源结构复杂，在以后的电路中很难加以控制，很可能造成设计的失败和技术参数的超标，鉴于时间和电路可靠性的考虑没有选择这套方案。 （2 2、）线性电源交流电压经桥式电路整流滤波输出，直接进入稳流电路。 这种方案的优点是，电路简单，容易实现，并且调试起来比较方便，只是功率损耗稍大，但是在这种小型非连续工作电源中这些功率损耗可以承受。 2、稳流部分（1）内环反馈在稳流部分加入一个负反馈，在 出电压值之后与出电压相比较，使其产生误差信号，运用负反馈原理降低误差，使输出性能较理想。 电路连接图如图 1 所示：M C A 转换 基准电压源- 3 内环反馈（2）双闭环控制在内环反馈基础上再加上一个外部的负反馈。 如图 2 所示，即把输出后电压值经过 A/D 转换之后，再与 D/A 转换之前的电压值相比较，然后经过内环反馈，即经过了两次负反馈过程。 理论 3、上讲这种方案比单独内环反馈要更精确，但我们在实际调试中已经调试通过了单片机软硬件及算法的设计，但经过比较，我们觉得在本系统没有必要再加上外环控制。 所以本设计选用了内环单独控制。 M C A 转换A / D 转换基准电压源图 2 双闭环控制二、主要元器件选择1、 82798279 单个芯片就能实现键盘输入管理和 示控制两种功能。 但是 8279 的局限性是，对于 示没有驱动功能，需要外接显示驱动电器，增加了电路的复杂性；且占用并行接口口线较多。 本系统采用 替 8279，取得了很好的效果。 这种芯片不仅能实现 8279 的大部分功能，而且解决了它的不足。 主要功能：同时驱动 8 位共阴式七段 码管（或- 4、4 独立的 提供了两种译码方式和消隐、闪烁、移位等多种控制功能，能管理多达 64 键的键盘矩阵，采用串行接口，节约单片机的 IO 口线，特别适用于内嵌 单片机不作总线扩展，仅使用片上的 IO 接口的情况。 这样，既节省了布线空间，又简化了电路设计，使仪表的进一步微型化成为可能。 图 3 单片机与 连接电路2、 输出电压范围为 7V 时可以提供 电流，本产品要求的最大电流为 2A，所以必须用两个 联，但是由于并联后两个 作电流负载不均衡，使电路稳定性降低。 鉴于以上原因，本设计采用了单片 以提供最大为 5A 电流，满足本设计要求，而且不存在两片芯片同时运行中所产生的不同步问题，故性能比较优良，且电路 5、稳定性提高。 本主电路的原理是通过 制 D/A 的输出电压大小，通过放大器放大，给电压模块作为最终输出的参考电压，真正的电压，电流还是由电压模块 出。 为了达到 2A 的输出电流，且带稍大面积的散热片3、 设计选用了一款常用的数模有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，引脚 间接一参考电压。 它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。 电路采用双缓冲模式，由于/，存处于直通状态。 又由于 ，故只要在选中该片（/）的地址时，写入（/）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至 存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的 6、模拟电压，一旦写入操作结束，/，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。 三 、电路设计1、键盘与显示部分本部分选用 芯片单片就可以完成 示，实现键盘接口的全部功能。 通过键盘输入电流给定值（程序设定最小值 20大值 2000，运行程序后，液晶显示器前四位显示实际输出值（此功能通过 换实现） ，后四位显示给定值。 本部分电路图如图 4 所示：- 6 键盘显示部分电路2、控制部分采用常用的 89片作为控制器，和 数据口直接相连，D/A 的/ ，让D/A 工作在双缓冲方式下。 通过调节可调电阻调节 输出电压为 以在 8 56=就是说 入数据端每增加 1，放大器的放大倍数为 10，输出到电压模块 0 7、=以，当 出数据增加 1 的时候，最终输- 7 0调节电流的时候，可以以每次 10梯度增加或者降低电压。 电路图如下：- 8 源部分该部分输入电流为 220率为 50过变压器压为 15V，经过 路桥变为直流。 图中 的两电阻用于电压采样，于电压的调节与输出。 给定值经过 模转换控制电流输出，后经 换控制电压输出，后经 电压比较反馈给 行调整。 电路图如下： 四、结果分析与调试1、输出电流范围：20000并且特别设置了限制功能，键盘输入在 20下或者 2000上无法进行输入，保证了系统的安全，达到了本题目发挥部分的要求。 2、可以通过键盘来设置输出电流给定值，并且可以同时显示实- 9 系统中没有采用外闭环 8、，为了验证我们已实现了该项功能，将 A/D 直接连在 D/A 上，显示数值正确。 在 20000范围内不会出现输出电流大于给定值的 1%+10情况，完全符合设计要求。 如下表：3、本设计具有非常突出的“+ ”， “-”步进功能，可以单独步进11000步进调整过程更加快捷方便，而且在任何情况下不会超出设定值的上下限。 4、改变负载电阻，当输出电压在 10V 以内变化时，输出电流值的变化与输出电流值的大小比较如下，满足设计的要求，并且电流值变化很小，达到了很高的精度，下表为输出电流是 1000测量值：次数 1 2 3 4 5 6 单位电阻值 1 3 5 7 9 12 测量值 电流值 符合指标要求。 5、芯 9、片的供电部分是基本的电源电路，没有必要自制，处于时次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 单位给定值 2000 1800 1600 1200 800 400 200 50 20 电流值 598 08 9.2 8 .8 100 28 26 22 18 14 12 0.2 0 成品电源。 恒流源部分是由可调式线性稳压块结合闭环控制而制成的，具有精度高，线性性能好等特点。 五、结语该数控电压源经过时间实际使用说明，具有精度高，使用方便，硬件电路简单等特点。 如果要做成产品，还需要增加电流测量和显示部分，对这部分电路请参考相关资料。 本文主要对如何控制功率输出电压大小做出个例子，该电路对测量领域，以及马达调速方面都可以扩展使用。 - 11 3 序流程图 D/设 定 200之间 的 数 字是 否 越 界送 相 应 D/ 5毫 秒读 取 A/ 显 示 A/ 设 定 值A/设定 值D/ 最 大 值等 待 按 键 D/D/ 最小维 持 最 小 值D/步 进 步 退 停 止 键 按 下重 新 设 定 值 珠训 梁晔 阴丽赛前辅导教师：胡玉祥 郑勇。