单片机数控直流恒流源的设计+电路图(3)

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1.4 本论文的主要任务

本设计主要是通过单片机等微控制器来控制模拟电路参数，为了完成设计任务，故本课题对设计人员有如下要求：

1.充分了解数控直流恒流源的行业现状和发展趋势；

2.研究分析相关新旧技术，研究其理论基础和构成原理，掌握此设计实现方法；

3.研究分析此设计的技术资料实现电流的预置、控制和采样显示；

4.能够通过软件模拟仿真设计和调试，并能够分析结果。

2 设计方案

2.1 总体设计方案分析

2.1.1 传统电流源的设计方案

电源作为常用的实验仪器，在电子领域有着非常广泛地运用。传统电流源的控制部分一般采用模拟电路，即用电位器对基准电压源进行分压，再进行电压－电流转化，其电路设计简单，制造成本低廉。该电路原理框图如图2.1所示：

传统电流源方案

图2.1传统电流源方案

从框图不难发现传统的电流源方案有着非常明显的缺点：

第一，输出电流无法精确掌握。早期的电流源输出电流仅仅靠标在电位器或者指针表的读数，不仅读取不方便，而且读数误差也比较大。虽然现在有些模拟电流源也使用了数字电流表作为电流显示,提高了其精确性，但是在可操作性方面依然存在着不足。

第二，用电位器产生参考电位的方法是不对的。在电子元器件中，电位器是最容易产生噪声的,对干扰最为敏感,而且在使用一段时间以后,电位器作为机械元件会出现磨损,此时该电流源的输出电流将变得很不稳定,噪声也大幅度地提高,如果不更换该电位器，电流源将无法正常使用。

第三，传统的电流源方案电路一旦确定，更改的余地非常小，升级性能差，几乎不存在什么升级的可能。

2.1.2 数控直流恒流源的设计方案

随着单片机的日益成熟，其稳定性得到不断提高，使得数控电流源成为可能。从原理图来看，数控电流源和传统电流源是相似，不同的是数控电流源是由单片机控制的D/A转换器提供参考电压，取代了传统电流源的电位器，使得电流源不仅是在控制精度上还是在使用寿命上都有很大的进步。此外，单片机还具有可编程性，可以进行更为复杂的控制，如输出特定的波形、电脑通讯、智能化控制等