基于单片机的恒流源毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的恒流源毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

此方 案存在稳定性受限于单片机处理数据的能力。 11 方案三 方案图如下所示，整体原理框图于方案二大致相同，进行总体控制、算法运算、显示和置数的等功能。 配合 VHDL，语言设计数字硬件控制模块进行控制，具有运行速度快，工作稳定可靠的特点。 12 最终方案确定 1）方案一 采用横流二极管或者横流三极管，精度比较高，但这种电路能实现的恒流源范围很小，智能达到几十毫安，不能达到设计的要求。 2）方案二 采用四端可调恒流源，这种器件考改变外围电阻元件参数，从而使电流达到可 调的目的，这种器件能够满足 2020xx 毫安的电流输出要求。 改变输出电流，通常有两种方法：一是通过手动调节来改变输出电流，这种方法不能满足数控调节的要求；二是通过数字电位器来改变需要的电阻参数，虽然可以达到数控的目的，但数字电位器的没一级步进电阻比较大，很难连续调节输出电流。 3）方案三 此方案恒流源通过改变横流的外围电压，利用电压的大小来控制输出电流的大小，电压控制电路采用数控的方式，利用单片机送出数字信号，经过 D/A 转换器转变成模拟信号，再发送到大功率三极管进行放大。 当改变负载大小时，基本不够影响电流 的输出，使得系统一直维持在设定电流值小范围内。 该方案通过软件方法实现输出电流稳定，功能比较容易实现，也便于操作。 以上三个整体方案各自的特点，进过比较可以看出，方案三是最优方案，但考虑到设计工作量大，测试复杂，所以最终选择方 13 案二。 此设计在采用整体方案的方案二的基础上进行改进与恒流方 y源案的方案三相结合，构成了以单片机为核心构建器，通过键盘 对电流值进行预置或按键逐步微调，单片机输出相应的数字信号，经过 D/A 转换、信号放大、压控恒流源，输出电流信号。 实际输出的电压值利用精密电阻进行分析采样后，经过 高输入阻抗放大器构成的电压跟随器、 D/A 转换，将信号反馈到单片机，将输出反馈信号再与预置限流值比较，构成实时监控的功能。 因为在电流源方案中大功率三极管采用了场效应管，而且采样电阻使用了基本上没有温漂的康铜丝作为采样电阻，从而使整个系统工作在最佳状态。 即使不用对输出电流进行采样形成闭环控制回路也可以达到预期的目的。 而且省去了不少硬件开支。 本方案采用单片机进行控制、显示、预置数使得系统灵活方便，电流输出精度和稳定度高。 但此方案存在受限于单片机数据处理能力。 14 第四章 模块电路设计 与比较 恒流源方案选择 方案一：采用恒流二极管或者恒流三极管，精度比较高，但这种电路能实现的恒流范围很小，只能达到十几毫安，不能达到题目的要求。 方案二：采用四端可调恒流源，这种器件靠改变外围电阻元件参数，从而使电流达到可调的目的，这种器件能够达到 1~20xx 毫安的输出电流。 改变输出电流，通常有两种方法：一是通过手动调节来改变输出电流，这种方法不能满足题目的数控调节要求；二是通过数字电位器来改变需要的电阻参数，虽然可以达到数控的目的，但数字电位器的每一级步进电阻比较大，所以很难调 节输出电流。 方案三：压控恒流源，通过改变恒流源的外围电压，利用电压的大小来控制输出电流的大小。 电压控制电路采用数控的方式，利用单片机送出数字量，经过 D/A 转换转变成模拟信号，再送到大功率三极管进行放大。 单片机系统实时对输出电流进行监控，采用数字方式作为反馈调整环节，由程序控制调节功率管的输出电流恒定。 当改变负载大小时，基本上不影响电流的输出，采用这样一个闭路环节使得系统一直在设定值维持电流恒定。 该方案通过软件方法实现输出电流稳定，易于功能的实现，便于操作，故选择此方案 15 第五章 模块电路设计 单片机控制电路 AT89C52 本系统采用 AT89C52 单片机作为控制核心 AT89C52 是 51 系列单片机 的一个型号，是 ATMEL 公司生产的。 AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大的 AT89C52 单 片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52 有 40 个引脚， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，同时内含 2 个外中断口， 3 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， 2个读写口线， AT89C52 可以按照常规方法进行编程 ,但不可以在线编程 (S 系列的才支持在线编程 )。 其将通用的微处理器和 Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发成本。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 16 AT89C52 的主要功能特性 （ 1） 兼容 MCS51 指令系统 （ 2） 8k 可反复擦写 (1000 次） Flash ROM （ 3） 32 个双向 I/O 口 （ 4） 256x8bit 内部 RAM （ 5） 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 （ 6） 时钟频率 024MHz (6)2。