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基于单片机的数控直流恒流源系统设计与应用
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更新于2024-06-21
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本文档探讨了数控恒流源系统设计的重要性及其在现代信息技术中的应用。首先,选题背景指出电源在保障系统安全性和稳定性中的核心地位,尤其是在电子信息产业飞速发展的今天,恒流电源因其体积小、损耗低、效率高和电路简洁等特点,被广泛应用于计算机设备、通信设备、仪器仪表及航空航天等领域,其研究具有实际价值。 数控恒流源技术作为实践性强的技术,与电气电子、控制理论等多学科紧密相连,推动了信息技术和电源技术的协同进步。传统的电源系统由于易产生误差,影响系统精度,各国通过制定严格的性能标准来确保产品质量,而随着经济全球化的推进,电源产品需符合国际规范才能进入市场。尽管如此,早期的数控电流源发展起步较晚,电力电子理论为其奠定了基础,但仍存在输出精度低、带载能力弱、体积大等局限性,这促使该技术朝着更高的精度要求发展。 本文的核心关注点在于基于单片机的数控直流恒流源系统设计。恒流电源因其在日常生活中的广泛应用,如电池充电时保持恒定电流的特性,能够显著提升工作效率和精度。例如,对于电阻器测量,稳定的电流能确保测量结果的准确性。此外,恒流源还能为放大电路提供稳定的偏流,进一步优化电路性能。 课题的目标是设计出性能优越的数控直流恒流源,通过集成单片机和先进的控制理论,优化系统组成,包括器件选择、主电路设计和控制电路的实现,以实现高精度、高效能和小型化的系统,以满足日益增长的市场需求和科技发展需求。这个研究不仅具有理论意义,也将对实际应用产生深远影响。
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图 3.2 D/A 转换器图
D0~D7 引脚是 8 位的数据输入线,TTL 电平(5V 等价于逻辑“1”,0V 等价
于逻辑“0”),在本系统中,这 8 个引脚作为单片机的信号输入线;
ILE 引脚:高电平有效,数据锁存允许控制信号输入线,在本系统中与单片机
的 RA2 引脚连接;
CS 引脚:片选信号输入线,在本系统中做接地处理,低电平有效;
WR1:这个是数据锁存器写选通输入线。在本系统中 ILE、CS、WR1 均做接地
处理;
XFER:数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于 500ns)
有效;
WR2:这个引脚是 DAC 寄存器选通输入线,负脉冲有效。在本系统中将
WR2、XFER 做接地处理。
IOUT1:电流 1 输出端,其值随 DAC 寄存器的内容变化而线性变化;
IOUT2:电流输出端 2,其值与 IOUT1 值之和为一常数;
Rfb:这个引脚是反馈信号输入线,改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程
精度;
Vcc:电源输入端,Vcc 的范围为+5V~+15V;
* VREF:基准电压输入线,VREF 的范围为-10V~+10V;
* AGND:模拟信号地;
* DGND:数字信号地。
3.4.2 A/D 转换器
由于我们用的是单片机 PIC16F877A,而此单片机上面有 RA0,RA1 等模拟信号
输入端,因此我们不需要再用其他 A/D 转换模块。
3.4.3 D/A 与单片机连接电路
在这个电路中,单片机的 RD 的 8 个引脚全接 D/A0832 的 8 个串行并行输入口,
给 VCC 施加 5V 的电压,CS,WR1,GND 均做接地处理。ILE 引脚接单片机 RA2
引脚作为单片机的参考电压输出。整体 D/A0832 与单片机 PIC16F877A 连接电路如
下图 3.3 所示。
图 3.3 D/A 与单片机图
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