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A789C51单片机模块电路直流电源设计 第4页

更新时间:2010-2-19:  来源:毕业论文
A789C51单片机模块电路直流电源设计 第4页
图3.3主程序流程图
 图3.4键盘处理流程图第四章 系统测试
本设计可实现0到2A之间任意预置值(0000-2000mA),同时具有+/-1mA和+/-10mA的步进。
4.1功能测试
本设计要求输出电流范围为200mA—2000mA,根据图2.10恒流源模块可知,采样电阻两端电压为200mV—2000mV,由电压值可以推算出数模转换模块的参考电压 ︱Vref︱至少为2伏(Vref < 0)。本设计的Vref = -2.15V.输出端模拟电压范围为0—2000mV,所以输出电流为0----2000mA. 题目要求在200mA—2000mA内任意预值,本设计可实现0—2050mA的预值。本设计通过键盘输入电流值送单片机(AT89C52),单片机根据输入的键值,将模拟量转换为数字量送给模数转换电路;然后输出模拟量。下面列出部分电流值及其对应的理论和实际的数字量如表4.1

表4.1 预值测量值
电流值  (mA) 理论值 实际值
512 03FF 03FB
256 01FF 01FC
128 00FF 00FD
64 007F 007D
32 003F 003C
16 001F 001E
8 000F 000D
4 0007 0008
2 0003 0002
1 0001 0001

 4.1.1 步进测试
              题目要求具有“+”“-”步进调整功能,步进小于等于10mA,发挥部分要求步进1mA,本设计具有步进调整10mA和1mA功能。完全符合发挥部分的要求并对功能进行了扩充。

4.2纹波系数的测试
4.2.1 纹波电流测试
本设计要求电流小于0.2毫安,根据恒流源模块电路,用低频交流毫伏表测采样电阻(康铜丝绕制而成,由于该电路为直流电路没交流成分,所以不会产生感抗)两端的电压,同过公式:纹波电流(Iw) = 纹波电压(Uw)/采样电阻(1欧),通过测试,列表如下:

表4.2 纹波系数测量
电流值(mA) 交流毫伏表读数(mv) 示波器读数(Vpp)
(mV)
200 0.04 0.06
500 0.12 0.14
1000 0.30 0.39
1500 0.35 0.48
2000 0.60 0.63
 注:交流毫伏表型号为:苏州电子仪器厂生产的SX2172
     示波器的型号为:江苏电子仪器集团有限公司生产的  YB43020B
4.2.2 纹波系数测试
 由于电源电路存在纹波系数,必须尽量减小纹波系数,本设计采用措施有:
ⅰ电源大面积共地(注意大电流与小电流不能共地)
ⅱ在整流桥后加大电容虑波,本设计采用约为10000
ⅲ 为了进一步避免纹波电压对电路的干扰而产生的纹波电流,本设计又加入了有源滤波电路。电路如图4.1其滤波效果相当于  的容量的电容的滤波效果这样进一步减少了纹波电流系数  
图4.1 有源滤波电路
第五章 数据处理
5.1康铜丝阻值测试
电路中需要1欧的大功率电阻,本设计用HZ2790型的LCR数字电桥(北京瑞普电子仪器厂生产)测量康铜丝的阻值,该仪器短路电阻为0.056欧,加上康铜丝后电阻值为1.056欧,误差为0.001欧,精度为0.001。
5.2 误差测试
下面列出部分电流值及其对应的理论和实际的数字量,其中对应码值为输入电流对应数模转换所需要的码值,实际码值为单片机根据输入电流值处理后送到数模转换器的码值如表5.1所示。
表5.1 误差测试表
输入电流值(mA) 理论码值 实际码值 实际电流值(mA) 误差(mA)
2047 0FFF 0FFE 2047 0
1024 07FF 07FA 1025 1
512 03FF 03FB 513 1
256 01FF 01FC 256 0
128 00FF 00FD 128 0
64 007F 007D 64 0
32 003F 003C 33 1
16 001F 001E 16 0
8 000F 000D 8 0
4 0007 0008 4 0
2 0003 0002 2 0
1 0001 0001 1 0
通过测试发现,结果的最大误差为当输入电流为32mA时,误差为1mA.小于输出电流的0.1%
 
而题目中发挥部分要求输出电流变化的绝对值≤输出电流的0.1%+1mA,即1.032,而本设计测量出来的误差值小于规定的误差值。
结 束 语
由于该电源在结合了线性电源与开关电源各自优点的基础上还加入了单片机控制,不仅小巧、轻便、输出特性良好而且还操作简单,具有控制智能化等特点,因此,十分适用于各种科学实验与小功率的电子设备中,相信会有很好的应用前景。
参 考 文 献
[1] 童诗白,华成英  模拟电子技术基础   高等教育出版社 2003年 
[2] 陈明荧  8051单片机设计实训教材    清华大学出版社 2004年
[3] 全国大学生电子设计竞赛组委会  第四届全国电子设计竞赛获奖作品选编  北京理工大学出版社  2001年
[4] 张友德  赵志英 途时亮 单片微型机原理应用与实验 复旦大学出版社  2004年
[5] 阎石 数字电子技术基础   高教出版社  2004年
仪 器 仪 表
[1]YB1731A2A直流稳压电源       江苏扬电子仪器集
[2]YB54100双通道数字存储示波器 江苏绿扬电子仪器集团有限公司[3]YB43020A双综示波器          江苏绿扬电子仪器集团有限公司
[4]伟福E6000/L仿真器          南京伟福实业有限公司       
[5]51/PIC单片机实验仪         北京革新科技有限公司

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