基于单片机的直流恒流源设计

信息与控制工程学院硬件课程设计说明书数控直流电流源设计学生学号：学生姓名：专业班级：自动1003班指导教师：职称：讲师起止日期：2013.03.11～2013.03.31吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology信息与控制工程学院硬件课程设计说明书课程设计任务书一、设计题目：数控直流电流源二、设计目的1.掌握STC89C52单片机最小系统及接口电路的设计；2.熟练掌握单片机的编程方法；3.掌握利用DXP软件绘制电路图的方法；三、设计任务及要求设计并制作数控直流电流源。输入交流200～220V,50Hz;输出电流≤10V,输出电流范围为20～2000mA。四、设计时间及进度安排设计时间共三周（2013.03.11～2013.03.31），具体安排如下表：周安排设计内容设计时间第一周学习掌握分析硬件的外围电路，查找和熟悉相关芯片的基本知识原理和应用，设计单片机最小系和外围电路的原理图，学习使用DXP工具，绘制设计电路原理图。2013.3.11～20013.3.17第二周按原理图焊接电路板，学习如何驱动各模块以及利用Keil进行编程，学习对单片机各模块功能程序的调试与整合。2013.3.18～20013.3.24第三周完成并提交硬件设计作品及硬件课程设计说明书，课程设计答辩。2013.3.25～20013.3.31五、指导教师评语及学生成绩指导教师评语:2013年月日成绩指导教师(签字):I摘要：该数控直流电流源以精密压控电流源为核心、用单片机、DAC组成控制电路，引入“S类”反馈控制功率放大电路，实现超精密电流控制、具备精准的扩流能力、低失调、有步进、同时带有丰富扩展功能的精密电流源。经过ADC采样，完成输出电流显示功能，并使输出范围覆盖0～2A，是理想的电流源解决方案。关键词：精密电流源低失调S类功率放大器Abstract:ThedirectcurrentsourceofnumericalcontrolbasesonaccurateVCCS,usingMCUandDACascontrollerkernel,importingcircuitofpoweramplificationoftypeSwithfeedbackcontrol;achievesultraaccuratecurrentcontrol;haslowoffsetandexcellentcapacityforcurrentenlarging;hasstepbystepmotion.Atthesametime,itprovidesabundanceextendedfunctions.AccordingtotheADCsampling,itcarriesoutthefunctionofdisplayingthecurrentoutput,meanwhileitachievesarangeof0to2A.Aboveall,itisanidealsolutionofcurrentsource.Keyword:accuratecurrentsource,lowoffset,poweramplificationoftypeS信息与控制工程学院硬件课程设计说明书II目录第1章绪论--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1-1.1恒流源的应用------------------------------------------------------------------------------------------------------------1-1.1.1在计量领域中的应用------------------------------------------------------------------------------------------1-1.1.2在半导体器件性能测试中的应用---------------------------------------------------------------------------1-1.2恒流源的发展历程------------------------------------------------------------------------------------------------------2-1.2.1电真空器件恒流源的诞生------------------------------------------------------------------------------------2-1.2.2晶体管恒流源的产生和分类---------------------------------------------------------------------------------2-1.2.3集成电路恒流源的出现和种类------------------------------------------------------------------------------2-第2章恒流源的设计理论与总体方案--------------------------------------------------------------------------------------3-2.1总体方案选取及性能指标---------------------------------------------------------------------------------------------3-2.1.1数控直流电流源的设计要求---------------------------------------------------------------------------------3-2.1.2数控直流电流源系统设计方案比较-------------------------------------------------------------------------3-.22恒流源基本设计原理与实现方法------------------------------------------------------------------------------------4-.22.1恒流源基本设计原理------------------------------------------------------------------------------------------4-.22.2引起稳定电源输出不稳定的主要原因---------------------------------------------------------------------4-第3章系统的硬件设计与实现-----------------------------------------------------------------------------------------------5-3.1单片机介绍---------------------------------------------------------------------------------------------------------------5-3.1.1认识单片机-------------------------------------------------------------------------------------------------------5-3.1.2其他外围器件----------------------------------------------------------------------------------------------------9-3.2A/D和D/A的介绍-----------------------------------------------------------------------------------------------------11-3.2.1A/D和D/A的选择--------------------------------------------------------------------------------------------11-3.2.2A/D和D/A的介绍--------------------------------------------------------------------------------------------12-3.3供电电源的设计-------------------------------------------------------------------------------------------------------14-3.4数控直流电流源主要单元器件的选择-----------------------------------------------------------------------------15-3.4.1开关的选择------------------------------------------------------------------------------------------------------15-3.4.2PWM芯片的选择----------------------------------------------------------------------------------------------15-3.4.3电流传感器的选择---------------------------------------------------------------------------------------------19-3.5电源输入EMI滤波和主电路前级整流滤波电压电路设计---------------------------------------------------21-3.5.1电源输入EMI滤波电路--------------------------------------------------------------------------------------21-3.5.2主电路前级整流滤波稳压电路-----------------------------------------------------------------------------21-3.6PWM调制波与MOSFET的驱动电路的设计-------------------------------------------------------------------22-3.7斩波电路与滤波稳流电路的设计----------------------------------------------------------------------------------22-3.7.1输入电压最大有效值的计算---------------------------------------------------------------------------------22-3.7.2斩波与滤波稳流电路原理图---------------------------------------------------------------------------------22-3.8电流检测电路的设计------------------------------------------