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1、實用標準文案數(shù)控恒流源設計報告背景數(shù)控恒流源是單片機運用數(shù)字控制技術(shù)控制恒流源的一種設計方案。當前，數(shù)字化數(shù)控恒流源的應用，隨著電子技術(shù)的發(fā)展使用范圍越來越廣，在電子測量儀器、激光、傳感技術(shù)、超導、現(xiàn)代通信等高新技術(shù)領(lǐng)域，恒流源都被廣泛應用，且發(fā)展前景較為良好。同時，也不僅局限于此。電子領(lǐng)域，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術(shù)是有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開發(fā)和應用存在巨大的發(fā)展空間。所以設計一個數(shù)控恒流源方案來提高恒流源的穩(wěn)定性、適用范圍以及精度很有必要。目錄精彩文檔實用標準文案第一章設計方案第二章恒流電路第三章MSP43
2、0F149單片機及電源第四章AD模塊第五章DA模塊第六章鍵盤模塊和顯示模塊第七章軟件設計第八章實驗總結(jié)第一章設計方案本設計本設計是基于單片機控制的直流恒流源,分為以下幾個組成部分:單片機控制系統(tǒng)、A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、恒流源模塊、負載及鍵盤液晶顯示模塊,系統(tǒng)框圖如圖所示。精彩文檔實用標準文案系統(tǒng)框圖用430單片機作為整機的控制單元，通過改變Ｄ/A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而間接地改變壓控恒流源的輸出電流大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電流值的大小，可以將電流轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，用單片機實時對電壓進行
3、采樣，與輸入預期值比較，并通過430單片機進行進行數(shù)據(jù)處理微調(diào)輸出，提高精度實時顯示。第一章恒流電路數(shù)控直流電流源可以采用電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)，單由于其輸出電流的幅值一般在uA數(shù)量級，因此需要進行電流放大若干倍才能達到所需要的要求電流值，電路實現(xiàn)很困難。若選擇電壓輸出型DAC，再通過V-I轉(zhuǎn)換電路變成與之成比例的電流信號，則電路實現(xiàn)相對簡單，因此設計直流電源時常采用該種方案實現(xiàn)，在這種方案中，V/I轉(zhuǎn)換電路設計是關(guān)鍵。通常的V/I轉(zhuǎn)換有兩種方式，一種是負載共地的方式，一種是負載共電源的方式。我們選用的是負載共地的方式，因為有很多電路負載在連接
4、的時候需要進行共地。精彩文檔實用標準文案R6為電流反饋采樣電阻，R5為限流電阻，RL為負載電阻。R7為A/D轉(zhuǎn)換采樣電阻，R6采樣到的電流信號加到電路的輸入端，構(gòu)成電流并聯(lián)負反饋電路。由虛斷知，運算放大器輸入端沒有電流流過， 則(Vi–V2)/R1=(V1–V4)/R2……a 同理(V3–V2)/R3=V2/R4……b 由虛短知V1=V2……c如果R1=R2=R4=R3，則由abc式得V3-V4=Vi上式說明R6兩端的電壓和輸入電壓Vi相等，則通過R7和RL的電流I=Vi/R6。如果負載RL<<100KΩ，且運算放大器的放大增益足夠大時，通過負載
5、RL的電流僅有輸入電壓Vi決定，并且I=Vi/R6。所以R1、R2、R3、R4選用100kΩ。為了方便采樣，我們選擇R6為1Ω電阻。Vi為0~1V，我們做的恒流源輸出電流在0~100mA，R6=1/0.1=10Ω。為了擴大電流的輸出能力，在上電路的負反饋沒有通過電阻直接反饋，而是串聯(lián)了三極管的發(fā)射結(jié)，進行電流放大。因為在恒流源電路中,MOSFET管的輸入電容太大,而一般運放的輸出電阻都在幾十歐姆以上,會造成閉環(huán)的延遲,而高增益的閉環(huán)負反饋中的遲延很容易振蕩,三極管的放大倍數(shù)選大些,也可以用復合管,實際上電阻的誤差比三極管基極電流的影響可能要大,還可以
6、通過調(diào)節(jié)電阻的值來調(diào)節(jié).所以我們選用的是三級管而不是MOSFET管。精彩文檔實用標準文案第一章MSP430F149單片機及電源3.1MSP430F149單片機MSP430F149單片機是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機。由于它具有極低的功耗、達到60KB的FLASH容量、豐富的片內(nèi)外設和相對較小的體積及方便靈活的開發(fā)環(huán)境，已成為眾多單片機系列中一顆耀眼的“芯星”。開發(fā)板資源描述:【1】.板載MSP430F149芯片【2】.集成USB型BSL編程器（對自身或其他板子進行bsl編程）【3】.提供32.768KHZ和8MHZ兩種晶振連
7、接方式【4】.采用USB供電和程序下載，優(yōu)質(zhì)電容濾波精彩文檔實用標準文案【5】.采用標準JTAG接口（14針），支持硬件仿真?！?】.所有IO口（包括AD電源等）均引出（未焊接排針，可自己向上或向下焊接）?！?】.4路彩色LED全部上拉，可以借此觀察程序運行狀態(tài)?！?】.2個優(yōu)質(zhì)獨立按鍵?！?】.板載手動復位電路?！?0】.板載蜂鳴器電路，可做音樂實驗等?！?1】.提供NRF24L01+無線模塊接口?！?2】.板子集成USB轉(zhuǎn)串口功能?！?3】.向外提供3.3v和5v電源排針。?MSP430的端口有P1、P2、P3、P4、P5、P6、S和COM（型號
8、不同，包含的端口也不僅相同，如MSP430X11X系列只有P1,P2端口，而MSP430X4XX系列則包含全
