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數控直流電流源的設計與實現
來源:作者:本站
  本文采用SPCE061A單片機作為數控直流電流源的主控部件,通過巧妙的軟件設計與簡易可靠的硬件電路相配合,實現了輸出電流可預置、可步進調整、輸出電流信號可直接顯示和語音提示等功能。系統采用了閉環控制方案306彩票,將實際輸出的電流值通過精密電阻采樣反饋,經PID算法修正實際輸出值,提高了電流源的輸出精度和穩定性。

  在電子設備中經常用到穩定性好、精度高306彩票、輸出可預置的直流電流源。本文設計的數控直流電流源能夠很好地降低因元器件老化306彩票、溫漂等原因造成的輸出誤差,輸出電流在20mA~2000mA可調306彩票,輸出電流可預置306彩票、具有“ ”、“-”步進調整、輸出電流信號可直接顯示和語音提示等功能。硬件電路采用凌陽單片機SPCE061A為控制核心,利用閉環控制原理,加上反饋電路,使整個電路構成一個閉環,在軟件方面主要利用PID算法來實現對輸出電流的精確控制。該系統可靠性高、體積小、操作簡單方便、人機界面友好。

  系統硬件實現方案

  本設計采用單片機作為主要控制部件,通過鍵盤預置輸出電流值并采用液晶模塊實時顯示。整個系統硬件部分由微控制器306彩票、電壓-電流轉換、鍵盤、顯示、直流穩壓電源和語音提示等模塊組成。系統組成框圖如圖1所示。
來源:http://www.tede.cn

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圖1 數控直流電流源的基本模塊方框圖 來源:www.tede.cn


  微控制器是整個系統的核心,負責整個系統的運作。為了實現簡化硬件電路、系統性能穩定可靠,便于實現語音播報306彩票、鍵盤設置和信息的實時顯示等功能的協調,通過多種方案論證后,微控制器選用凌陽公司的SPCE061A,該單片機內部集成有ADC306彩票、DAC、PLL306彩票、AGC306彩票、DTMF、LCD-Driver等電路(與IC型號有關)306彩票。它采用精簡指令集(RISC),指令周期均以CPU時鐘數為單位。另外,它還兼有DSP功能306彩票,內置16位硬件乘法器和加法器306彩票,并配備有DSP擁有的特殊指令,大大加速了各種算法的運行速度306彩票。同時可以在Windows環境下使用凌陽單片機應用開發工具,該工具支持標準C語言和凌陽單片機匯編語言,集匯編、編程、仿真等功能于一體,大大加快了軟件開發過程306彩票。用該單片機作為控制器比較合適,在硬件電路簡單的前提下306彩票,容易實現A/D和D/A轉換、語音提示、PID運算等功能。

  顯示模塊主要實現的功能是顯示設置的電流輸出值和其它人機交互信息。本部分可以采用七段數碼LED顯示器,顯示數字、簡單字母和小數點等信息,但由于其顯示信息單一,人機交互不友好,本文采用字符型液晶顯示屏LCDSMC1602A模塊。該模塊具有輕薄短小、低壓微功耗、體積小306彩票、無輻射306彩票、平面直角顯示及影像穩定不閃爍等優點306彩票,且可視面積大、面效果好、分辨率高、抗干擾能力強,適合用于顯示字母、數字306彩票、符號等信息,而且不需要擴展過多外圍電路,可由單片機直接進行控制輸出顯示。
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