基于stm32的数控电流源设计

基于单片机的数控恒流源设计本文以基于单片机的数控恒流源设计为研究对象，针对数控恒流源设计中存在的问题，提出一种单片机控制的数控恒流源，以解决普通恒流源模块对负载变动敏感、性能稳定性较差的问题。

先，本文分析了数控恒流源设计中产生的问题，并讨论了现有的解决方案，以推导出设计的可行性。

其次，本文介绍了实施该设计的方法，包括单片机选择、负载检测以及恒流控制算法等。

最后，本文对该设计进行了仿真，结果表明，该设计在反应时间、负载变化范围和控制精度方面具有较高的性能。

在当今的数控电路中，数控恒流源的应用越来越广泛，它的功能是提供恒定的电流，以保证整个电路的正常工作。

然而，传统的数控恒流源模块存在一些问题，比如对负载变动的敏感性较高，性能稳定性较差，因此，如何有效解决这些问题，提高恒流源性能，成为当前研究的一个热点课题。

针对这一问题，本文提出一种基于单片机的数控恒流源，以提高精度和稳定性，并简化设计过程。

首先，本文从数控恒流源设计的角度出发，分析了引起数控恒流源失效的因素，从而推导出设计的可行性。

其次，本文介绍了实施该设计的方法，并详细描述了单片机选择、负载检测以及恒流控制算法等步骤。

本文选用单片机AT89C52作为主控芯片，结合PID算法实现恒流控制，并采用数字采样手段实现负载检测。

此外，本文还给出了恒流控制算法的完整流程，以便用户了解该设计的具体运行状况。

最后，本文利用Simulink进行仿真，结果表明，该设计的最大反应时间为1ms，负载变化范围是0-2A，控制精度达到1%，实现了数控恒流源的高效控制。

综上所述，本文针对数控恒流源设计中存在的问题提出了一种单片机控制的数控恒流源，提高了恒流源的结构精度和控制性能，在电路设计过程中具有重要意义。

未来研究将针对该设计进一步优化和开发，以改善控制技术性能。

stm32电源电路设计原理STM32是一系列由意法半导体（STMicroelectronics）公司开发的32位微控制器单元（MCU），广泛应用于嵌入式系统设计中。

在STM32的设计中，电源电路的设计是至关重要的，因为它直接影响到整个系统的稳定性和性能。

STM32的电源电路设计需要考虑的一个重要因素是稳定性。

稳定的电源可以确保STM32在工作过程中提供稳定的电压和电流。

为了实现稳定的电源，可以采用线性稳压器或开关稳压器。

线性稳压器具有简单、成本低、噪声小等优点，适用于低功耗应用。

而开关稳压器则具有高效、占用空间小等优点，适用于高功耗应用。

在选择电源稳压器时，需要根据具体的应用需求来进行选择。

电源滤波也是STM32电源电路设计中的一个重要环节。

由于外部环境中的电磁干扰以及电源本身的噪声等因素，会对STM32的正常工作产生影响。

为了抑制这些干扰和噪声，可以在电源电路中加入滤波电容和滤波电感。

滤波电容可以将高频噪声短路到地，而滤波电感则可以将低频噪声隔离。

通过合理选择滤波元件的数值和布局，可以有效提高STM32系统的抗干扰能力。

为了保护STM32免受过电流和过压等异常情况的损害，需要在电源电路中加入保护电路。

过电流保护电路可以通过电流检测电阻和过流保护芯片来实现。

当电流超过设定值时，过流保护芯片会自动切断电路，以保护STM32不受损坏。

过压保护电路可以通过电压检测电路和过压保护芯片来实现。

当电压超过设定值时，过压保护芯片会切断电路，以防止STM32受到损害。

在STM32电源电路设计中，还需要考虑到电源的效率。

高效率的电源可以减少能量的损耗，延长电池寿命，提高系统的运行时间。

为了提高电源的效率，可以采用低功耗的电源芯片，合理选择电源元件的参数，以及优化电源布局。

在STM32电源电路设计中，还需要考虑到电源的稳定性和可靠性。

稳定的电源可以确保STM32的正常工作，可靠的电源可以避免由于电源故障而导致的系统崩溃。

基于单片机数控直流可调电源的设计作者：邢任郎清泉崔庆锋钟耀超倪婧玮来源：《科学与财富》2020年第17期摘要：本文提出了一种基于STM32单片机数控直流可调电源的设计方案，通过市电的输入电压，利用STM32单片机输出PWM信号，经D/A转换实现反馈闭环控制，实现了数控智能化、数字化和模块化的直流可调电源。

单片机数控直流可调电源可以实现输出电压在0- 30V 范围内连续可调，使用按键调节电压，调整幅度为0.1V，最大输出电流2A，具有过压过流保护功能，使得单片机数控直流可调电源具有纹波系数小、精度高、输出电压稳定、效率高的优点。

关键词：STM32 D/A转换;馈闭环;数控直流电源0 引言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术[1，2] 。

当前最广泛应用的电源技术就是智能化直流电源技术，它经常应用于教学、科研领域。

直流稳压电源种类繁多，但也存在诸多的问题，例如功能简单、稳定性差、抗干扰能力大、精度低、体积庞大、复杂度高[3] 。

传统的直流稳压电源使用波段开关和电位器进行调节，但在精确调节时，电源电压难以精确到个位以及调节方式困难。

我们在传统稳压电源上进行优化，提出假设，仿真检验。

决定采用单片机替换直流稳压电源中传统的控制方式。

单片机具有使用方便、成本低、性价比高还可以通过更改软件设计，扩大直流稳压电源的使用领域等特点。

使用单片机可以实现直流稳压电源的智能化、数字化、模块化。

其中智能化表现在单片机对多种突发情况应急处理;数字化表现在直流稳压电源输出电压通过的可视化，同时通过按键电路对输出电压的增加或减少;模块化表现在设计由各个模块组成。

提高设计的稳定性。

1 系统组成从市电输入交流220V经过变压器先降低电压，然后经过整流滤波电路得到脉动的直流电压。

该直流脉动电压通过稳压电路可得到稳定的直流电压，给输出电路供电。

通过单片机输出PWM信号，经D/A转换，再经控制电路得到所需的电压值，所需的电压值经稳压电路后，稳定输出对应的直流电压。

STM32实现4-20mA压控恒流源电路为工业场合开发的设备通常情况下都会具有4-20mA输出接口，在以往没有DAC模块的单片机系统，需要外加一主片DAC实现模拟量的控制，或者采用PWM来摸拟DA，但也带来温漂和长期稳定性问题。

在以STM32为中心的设备中，使用它自带的DAC即可非常方便的实现4-20mA的输出接口，具有精度高、稳定性好、漂移小以及编程方便等特点。

在STM32单片机系统中，100脚以下没有外接出VREF引脚，但这样使得DAC的参考端和VCC共用，带来较大误码差，为解决这一问题，可以使用廉价的TL431来解决供电问题，TL431典型温漂为30ppm，所以在一般应用中已非常足够。

选用两只低温漂电阻，调整输出使TL431的输出电压在3V-3.6V之间，它的并联稳压电流可达到30mA，正好能满足一般STM32核心的功耗需求。

利用TL431解决了供电问题，余下的就是4-20mA的转换电路，如下图：上图即为非常精确的转换电路，OPA333是一颗非常优异的单电源轨至轨运算放大器，其工作电压为 2.7-5.5V，其失调电压仅为10uV，实测最低输出为30uV，最高输出可达VCC-30uV。

电路组成压控恒流源，其关键在于OPA333这颗芯片的优异性能，使得以上电路获得了极高的精度和稳定性。

DACOUT来自于STM32的DAC1或者DAC2输出，由C25进行数字噪场滤波之后进入运算，进行1:1缓冲，后经过Q2进行电流放大，在R7上形成检测电压，C17进行去抖动处理。

4-20mA信号由AN_OUT+/AN_OUT-之间输出。

上图中，负载中的电流在R7上形成压降，经运放反馈后得到Vdacout=Vr7=I*R7，所以：I=Vdacout/R7，当Vdacout在400mV到2000mV之间变化时，可得到4-20mA的输出。

改变R7的大小，便可改变DACOUT的需求范围。

电路中，R2的基射极之间将有0.7V左右的偏压，所以Vb[MAX]=2V+0.7V=2.7V，这正好在OPA333的输出范围之内。

stm32直接控制mos的极高效率的电源设计电源充电器鉴于目前大家常用的开关电源工作效率都不太高的现状，我和@2545889167深感痛心，并且决定打造一款极高效率的双向DC-DC 电源，它使用stm32f334作为主控，直接产生高频pwm控制mos管的通断，并配合同步整流，达到极高的工作效率。

先来两张电源总体的图片。

至于工作效率，来一张降压的图展示一下。

输入30.17V，电流0.706A，输出20.76V，电流1.0036A，于是可得降压效率为97.8%，效率还OK吧。

再来一张升压的图片输入16.70V ，电流1.858A，输出30.78V，电流 0.9962A，效率98.82%。

这两张是我们这个电源极高工作效率的一个缩影。

一般来说，对于16~36V的输入，工作电流1~2A，降压效率都在95%以上，升压效率略高，在96%左右。

1L先简单解释这个电源的原理，2L将详细介绍。

这个电源采用双向半桥拓扑结构，结构极其简单，仅由两个mos管，一个电感，一个mos驱动芯片组成。

mos驱动芯片型号为ucc27211，TI家的，mos 驱动电流最大4A，典型应用电路为这款芯片内置自举二极管，因此，外部元件极其少。

事实上，我们电源的实际电路就如上图所示，只是变压器的地方是一个电感而已。

实际电路图在2L有介绍。

这个电路的核心为pwm的产生和mos管的选择。

因此，我们选择了意法半导体专门为工业应用设计的334型号来作为主控，产生高频pwm。

mos 管方面，应当选择导通电阻小的mos管，这个电源设计中，我们选择了irf3205，8mOhm的导通电阻，使得我们电源的热损耗极其小。

1L 的简介到此为止，详细介绍请移步2L。

这个电源呢，算是上一个DC-DC玩耍的入门贴“分享最近折腾几片DC-DC芯片的经验，QC3.0快充原理（TPS61088 SX1308 PT4103）|/read.php?tid=2134373”的进阶版本。

基于STM32F334双向同步整流BUCK BOOST数字电源设计牟健何波贤梅杰丁少娜摘要：本设计中采用同步BUCK电路和同步BOOST电路级联而成的同步整流BUCK-BOOST电路拓扑，基于STM32F334高性能32位ARM Cortex-M4 MCU构建能量实现的双向流动，并能在同一方向实现升降压功能的数字电源。

关键词：STM32F334；双向同步整流；数字电源DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2018.8.012O 引言随着不可再生资源的日益减少，人们对新型清洁能源的需求增加，促进了诸如太阳能发电、风力发电、微电网行业的发展，在这些行业产品中需要能量的存储释放以及能量的双向流动，比如太阳能、风力发出的电需要升压逆变之后才能接入电网，而对于电池或者超级电容的充放电需要系统能够具备升压和降压的功能，为了确保电能转换的安全性以及稳定性，因此急需设计一款变换器，不仅能实现能量的双向流动，还能在同一方向实现升降压功能。

实现能量双向流动功能整流驱动电路拓扑有很多种，双向DC-DC变换器一般可以通过用MOS 管代替经典拓扑电路中整流二极管得到新的拓扑，例如双向Cuk电路、Sepic电路、Zeta电路等，其中双向Cuk电路需要多个电感，输出负电压，输出的电流较小；而Sepic电路有非常复杂的控制环路特性，且效率低；Zeta电路是双Sepic电路，要求更高的输入电压纹波、大容量的飞跨电容。

本系统设计采用同步BUCK电路和同步BOOST电路级联而成的同步整流BUCK-BOOST电路拓扑，并采用STM32F334高性能32位ARM Cortex-M4MCU构建数字电源，其不仅嵌入浮点单元（FPU），集成高分辨率的定时器（达217 ps）和两个超高速5 Msps（0.2Us）12位模数转换器（ADC），对电路的输出电压电流同步测量，还构建实时的双闭环PID控制，实时跟踪输出电压，减少系统的稳定误差。

第10期2023年5月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.10May,2023作者简介:王海圳(2000 ),男,江苏徐州人,专科;研究方向:嵌入式系统㊂基于STM32的电流信号采集设计王海圳,鲍婷婷,常旭阳,刘孝赵(苏州经贸职业技术学院机电技术学院,江苏苏州215000)摘要:随着现代电子技术的不断发展,智能电子产品应用广泛,因此对电路的电流监测必不可少㊂文章设计了电流信号处理模块㊁ADS1118电压采集模块㊁STM32F103ZET6主控模块㊁NT35510和GT1151电容触摸屏显示模块㊂各个模块之间耦合性低,模块集成度高,使用简单,拓展性强㊂采样电流在触摸屏上进行显示,触摸屏可以对电流参数进行调整,数据调整简单易操作㊂本设计已应用在部分产品,通过应用和测试,效果良好,同时为后续研究提供参考㊂关键词:智能;电流;采集;测试中图分类号:TP311㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀随着时代的不断发展,智能电子产品的应用越来越广泛㊂为了在使用过程中对智能电子产品进行实时监控,也为今后的故障排除更加方便,对电路的电流监测必不可少㊂从电器角度而言,电流检测装置分为接触式和非接触式两种㊂接触式测量一般在电路中接入采样电阻,通过电阻两端的电势差来反推电流大小㊂而非接触式电流采集一般通过检测电流周围产生的磁场,采用电流互感器㊁霍尔传感器㊁罗氏线圈㊁光纤电流传感器等来实现㊂1㊀硬件电路设计㊀㊀整个系统由电流信号处理模块㊁ADS1118电压采集模块㊁STM32F103ZET6主控㊁NT35510和GT1151电容触摸屏显示模块组成㊂各个模块之间耦合性低,模块集成度高,使用简单,拓展性强㊂依据 法拉第电磁感应定律 和 安培环路定律 可知:当被测电流沿轴线通过电流互感器线圈中心时,会在环形绕组所环绕的体积内产生相应大小的磁场㊂磁场强度H 可由安培环路定律求得:ɥH ㊃dl =I (t )由此可知,线圈的感应电压与磁场强度的变化率成正比,即:e (t )=di /dt所以求得e (t )的积分即可获得电流I ㊂为了测量较大的电流信号,同时也为了便于后续的数据采集及处理,使用线圈绕组作为电流互感器[1],其原边为单匝线圈,副边为多匝线圈,可以将一侧母线上的电流信号减小到另一侧㊂对于输出电压V out 可以由如下公式求得:V out =M di /dt通过积分器将线圈输出的电压积分即可得到一个交流电压信号,这个交流电压信号可以准确地显示被测电流的波形㊂积分器电路如图1所示㊂图1㊀积分器电路串联式峰值检波器无隔直特性,并联式峰值检波器由于有电容的存在,拥有隔直能力,因此应用更为广泛㊂当交流电压u (t )的正半周波形施向二极管时,u (t )对电容C 充电,当u (t )波形过峰值后,此时电容两端的电压大于u (t ),二极管截止,电容C 会慢速放电,而后当u (t )第二个半周施向二极管时,u (t )高于C 两端的电压,u (t )向电容C 充电,如此反复,最后C 上的电压平均值会接近u (t )的峰值[2]㊂需要注意的是,峰值检波电路中的RL 和C 值对应不同频率的测量电压,但要使检波器的充电时间远大于放电时间,放电时间也要远远大于输入信号的最大周期,RL 也要远远大于被测回路的内阻㊂电路最终输出电压Vo 与被测电流i 在一定的范围内近似线性化,由于AD 采集量程问题,如需扩大量程,可以考虑缩减电压输出比例,以扩大量程,缺陷在于由于ADC 采集精度固定,会同步降低最终电流值的精度㊂而且在靠近量程极限时容易出线饱和或者进入非线性区域,这时就需要调节电路参数以适应不同量程电路㊂在实际应用中,测量较低电流时,二极管的压降造成的实际影响不能忽略,因此,文章最终设计增加了复位开关对电容进行放电,消除了二极管压降所造成的影响㊂整体设计电路如图2所示㊂图2㊀整体电路设计㊀㊀不同电路由于工艺的问题,无法做到完全一致,在理论计算完成后,需进行校准和定标,如误差过大,需对电路参数进行调整㊂2　软件设计㊀㊀软件代码由C 语言编写,使用ADS1118来进行电压数据采集,通过屏幕触摸实现按键切换,实现各界面图的编程㊂ADS1118是来自TI 的16bit 精度ADC,同时片内集成温度传感器,可允许差分输入或单端输入㊂自带1MHz 的晶振以及内部参考电压源,因此外部电路较为简单,同时功能十分强大,转换速度8~860SPS可调,在较低转换速度时,采样精度有所提升㊂同时片内集成可编程增益放大器,量程ʃ0.256V ~ʃ6.144V 可调节[3],可根据所测电流幅值进行自由选择,当程序检测到电压数据处于较小量程时,可自动切换至较小的量程以增加测量精度㊂ADS1118支持单次转换模式和循环读取模式,在本设计中采取循环读取模式以增加读取速度,简化读取流程㊂ADS1118内部仅有两个寄存器,采用SPI 接口进行读写,将其数据接口接到STM32片上外设SPI2上,以使用STM32硬件SPI 降低内核占用㊂显示屏由STM32片上外设FSMC 驱动,将屏幕数据在初始化阶段或跳转时写入内存后,后续测量时仅需修改测量数据即可,屏幕数据由FSMC 进行写入,避免了整页写入占有内核大量算力,提高了测量效率㊂GT1151Q 触摸芯片则由软件模拟IIC 时序进行通信㊂GT1151Q 仅需4个引脚与主控相连,分别是INT,/RST,IIC_SCL 和IIC_SDA㊂其中INT 为中断引脚,用于检测坐标变化,/RST 为复位引脚,IIC_SCL 和IIC_SDA 为IIC 接口的时钟线和数据线㊂由于STM32所有IO 口均支持中断,而且IIC 时序由软件模拟得到,因此GT1151Q 可以连接在STM32任意空闲引脚上[4]㊂频率测量由STM32定时器输入捕获来完成,输入的正弦信号经由硬件电路变换成方波输入主控,主控通过输入捕获可测量除两次上升沿之间的时间差T ,而周期的倒数即为频率㊂参数设定可设置电流上限值,参数超过设定参数时蜂鸣器长鸣报警,同时软件控制电磁继电器切断信号输入以确保电路不会被烧坏㊂若想重新测试,重启即可㊂3㊀数据采集测试结果㊀㊀用信号发生器给出信号,串联电阻已经测量得出采样电阻,然后接入电流信号检测仪进行测试㊂实际测试结果如表1所示㊂表1㊀实际测试结果波形实际峰值/mA测试峰值/mA实际有效值/mA测试有效值/mA实际频率/Hz测试频率/Hz 正弦波14.1414.2010.009.735050正弦波70.7169.1150.0049.99200200方波 5.00 4.83 2.50 2.42165165方波45.0045.1722.5022.591000999三角波40.0040.3120.0020.16700700㊀㊀经实际测试,被测正弦电流频率范围为50Hz~ 2kHz,被测电流在1~10mA时,电流测量精度优于5%,被测电流在10~50mA范围时,电流测量精度优于1%,频率测量精度优于1%㊂经过多次反复测量,采集数据符合设计要求㊂若对精度或速度有额外的要求,可修改ADS1118的采样速率或可编程增益放大器以达到要求㊂4㊀结语㊀㊀本设计主要完成了基于STM32的触摸屏电流信号采集设计,在相关理论的参考依据下,实现了对电流信号的频率和幅值进行测量,并且在屏幕上进行显示,显示部分由STM32片上外设FSMC进行驱动,节省了内核生成时序时的等待时间,极大地加快了程序运行速度㊂但是本设计依旧有许多不足之处,例如测量范围依旧局限于50mA以下,更高电流会影响线性化结果,造成测量误差过大;不同线圈之间差异无法通过硬件调节来消除,只能通过软件重新校准和定标;频率的采集可经由STM32高级定时器的PWM输入捕获功能来测算等㊂参考文献[1]赵兰,赵美琪,王从清.STM32在温度控制系统应用与设计[J].信息与电脑(理论版),2015(12): 76-78.[2]何明炜.MAX471/472电流检测放大器IC[J].实用电子文摘,1995(9):55-57.[3]徐洋,马跃.STM32F103系列微控制器在应用编程技术研究[J].单片机与嵌入式系统应用,2013 (8):35,37,40.[4]江杰,宋宏龙.基于GSM短信的烟雾传感报警系统[J].测控技术,2014(1):1-3.(编辑㊀王雪芬)Design of touch screen current signal acquisition based on STM32Wang Haizhen Bao Tingting Chang Xuyang Liu XiaozhaoCollege of Mechanical and Electrical Technology Suzhou Institute ofEconomics and Technology Suzhou215000 ChinaAbstract With the continuous development of modern electronic technology intelligent electronic products are widely used so the current monitoring of circuits is indispensable.In this paper the current signal processing module the ADS1118voltage acquisition module the STM32F103ZET6main control module and the NT35510and GT1151 capacitive touch screen display modules are designed.The coupling between each module is low the module is highly integrated simple to use and highly expandable.Finally the sampled current is displayed on the touch screen which can adjust the current parameters and the data adjustment is simple and easy to operate.This design is applied in some products through application and testing the effect is good and at the same time provides reference for subsequent research.Key words。

开发研究基于STM32技术的电流检测系统设计王彰云（广西工业职业技术学院，广西 南宁530001）摘要：基于STM32技术的电流检测系统采用STM32F103VCT6微处理器，以互感线圈作为电流传感器，将大电流信号转换成小电流,然后经过转换电路, 将电流信号转变成为电压信号，通过STM32嵌入式自带的A/D 采集模块对电压信号进行采样并处理输出。

关键词：STM32F103VCT6；互感线圈;A/D0引言当路灯出现短路或者烧断等故障时，智能化的路灯监 控系统需要将这些故障信息上报给监控中心。

如何判断路灯短路、路灯断路以及路灯亮度不够等现象呢？可以通 过检测路灯电路的电流值来确定出现哪种故障。

目前电 流检测的方法很多，比如高频电流的测量常用热电法和测 辐射热器法。

传统的测量方法常将被测件与测量仪器串联,这样会使电路负载增加,从而使测量难度变大。

本文采用互感式电流检测装置，并且采用非接触式电流测量方 法,降低对被测电路的影响。

1 设计思路后将电压信号输送到STM32的内部A/D 采样模块，把 模拟信号转换成数字信号。

电流采样电路如图2所示。

图2电流采样电路2.2频率检测电路设计-10V交流电 信号U4A图1系统设计框图电流舷由电圈采自w e成,电流蚊，产生跳感量越大。

利用电流b 懣篩大电流信^电流,将电流电量，最利顾晶屏S 示电流缀L 裁设H 框ffl 如图1所凤2硬件设计2.1电流采样电路设计采样交流电流主要是为了监控路灯短路，当路灯负载发生短路故障时,其流过的电流值很大，通过对电流的采样即可判断故障,进而可以切除该条线路的路灯,达到保 护路灯控制器的作用。

该电流互感器输入电流为0-5A,对应的输出电流为0〜20mA,通过采样电阻把电流信号 转换成电压信号,然后通过放大电路将电压信号放大，最基金项目：广西高校中青年教师基础能力提升项目"基于物联 网技术的智能路灯监控系统研究”（2017KYU76 ）。

基于stm32的数字恒流电源实习总结
这里是基于32的数字恒流电源实习总结:
电源电路的设计目的就是为了提供给负载稳定的电压或者电流。

数字恒流电源利用数字控制方法实现电流的恒定输出,相比于模拟控制方法,数字方法控制精度和稳定性更高。

本次实习设计了一个基于32的1数字恒流电源。

主要分为以下几个部分:
1. 电源线路设计。

采用电感并联整流后电容滤波的方式,利用32内部输出波形控制开关,实现不整型电源输出。

最大输出5/1。

2. 数字控制部分设计。

利用实时采集输出电流值,与设定值进行比较,利用不断调节导通时间,使输出电流保持恒定。

这里利用互补数码滤波提高控制精度。

3. 人机交互设计。

采用4个按键和显示屏进行电流值设定和显示。

利用32的和库完成按键扫描和输出。

4. 软件流程设计。

主要包含初始化、采集、输出、显示更新等部分。

利用状态机思想实现不同模式的切换。

5. 调试和测试。

实验台上测试程序和电路操作是否正确,校正设定值和输出值,测试不同负载下输出是否能稳定在设定值附近等。

整体实习验证了基于32如何利用数字控制方法实现恒流输出的原理。

在以后工作中,数字控制方法相对模拟控制更适合工控设备。

这次实习也增长了对数字控制和软件开发的理解。

基于单片机的数控恒流源设计
基于单片机的数控恒流源设计是指利用单片机控制程序实现数字恒流源。

可以用于研究实验室中的电路测试，工厂自动化测试，航空电子测量，通讯等各种设备中对电流源做准确测量。

数控恒流源有效控制了输出电流大小，从而使电路中恒流保持在规定的电流值。

基于单片机的数控恒流源的设计，首先要选择单片机，单片机的功能越强大，能控制的电流越精确，相应的性能越好，如常用的均为大功率晶体管 MOS6553，MOSFET等。

然后确定电路，它拥有使能、放大两个部分，使能部分实现电流控制，当控制信号为高电平时，使能部分的电源开启，否则保持在空闲状态；放大部分实现电流的分配和调整，以此来调节输出的电流大小。

完成电路设计之后，根据电路原理编写单片机控制程序，使之可以按照所要求的电流进行调节，最后实现电路的连接，做好容错措施，便可以完成数控恒流源的设计。

基于单片机的数控恒流源设计不仅易于操作，而且可以精确控制输出电流，具备稳定可靠的特性，是我们在实际应用中的绝对优势之一。

基于STM32程控电源的硬电路设计摘要：电源作为任何地电子产品的动力源泉，其性能优良直接关系着产品的可靠性；本文采用STM32作为主控制芯片，利用ZigBee无线传输技术搭建主从机，从机利用AD7705采集程控电源的电压与电流参数信息，主通过ZigBee接受从机传输的电源参数信息进行信息识别与处理，从而使得从机可以利用PWM信号调控程控电源。

关键词：STM32 程控电源 ZigBee1.引言伴随着材料工程和通讯工程的发展，传统的数字电源正从单一的，笨重的的设计转变为多功能，便携性的设计。

在保证了传统数字电源的调节范围广、纹波低的特性后，又添加了轻便。

高效的设计。

这样的新型数字电源设计不经能够大大减少数字电源在正常工作时产生的异常次数，并且随着数字电源的体积和重量的减少。

这样设计出来的新型电子产品的体积和重量会大大减少。

本设计为新型的数字电源设计提供了一种无线控制解决的方案。

具有很大的研究意义。

2系统方案设计如图2.1，本设计首先将220V市电通过整流电路转变成直流电，同时利用BUCK电路降压获得可被程序设计控制的直流电；其次，采用分压与康电阻采样电阻，对程控电源的输出电压及电流进行采集；通过ZigBee无线传输技术，主机将从机采集的电压与电流信号加以提取和分析，利用数字PID算法合理的控制从机的输出电压，并最后在从机的OLED屏幕上显示出当前的电压与电流信号。

图1 系统方案设计图1.硬件的电路设计3.1 STM32最小系统电路STM32单片机最小系统如图2所示。

时钟电路采用低电平将STM32单片机程序复位。

晶振旁的等效电容保证了晶振震荡的稳定性并且还能防止晶振损坏，使晶振一直工作在高增益的工作区。

图2 TM32最小系统电路图3.2BUCK-BOOT电路的搭建与设计BUCK电路也称降压式交换电路如图3所示，本设计采用的BUCK电源拓扑电路主要分为PWM信号驱动电路和BUCK电路，PWM信号驱动电路主要是将单片机产生的PWM信号进行功率放大，放大到能够驱动后面BUCK的电路的MOS管，NPN三极管的发射极接电源正，PNP三极管的集电极接GND。

基于32数控dcdc稳压电源代码一、介绍32数控DCDC稳压电源是一款高效、稳定的电源模块，可以输出可调的直流电压。

它采用STM32F103C8T6单片机作为控制核心，具有高精度、低噪声等特点。

本文将详细介绍基于32数控DCDC稳压电源代码的实现方法。

二、硬件设计1. 电路原理图32数控DCDC稳压电源的电路原理图如下所示：其中，U1为STM32F103C8T6单片机，U2为LM2675-5.0芯片，用于实现升压转换。

C1、C2为输入滤波电容，C3、C4为输出滤波电容，L1为升压电感。

2. PCB设计根据上述原理图进行PCB设计，并进行布线和焊接。

三、软件设计1. 系统框架本系统采用Keil MDK-ARM开发工具进行编程开发。

系统框架如下所示：其中，main.c为主程序文件，包括系统初始化和主循环函数；system.c和system.h文件包含了系统时钟配置和中断处理函数；adc.c和adc.h文件包含了ADC采样函数；pwm.c和pwm.h文件包含了PWM输出函数；lcd.c和lcd.h文件包含了LCD显示函数。

2. 系统初始化系统初始化包括时钟配置、GPIO配置、ADC配置、PWM配置和LCD配置等。

其中，时钟配置采用外部晶振8MHz，系统时钟频率为72MHz；GPIO配置包括输入口和输出口的初始化；ADC采样使用单通道模式，采样时间为239.5个周期，分辨率为12位；PWM输出使用TIM3定时器，频率为20kHz，占空比可调；LCD显示使用4位并行接口方式，液晶屏型号为1602A。

3. 主循环函数主循环函数包括ADC采样、电压计算、PID控制和PWM输出等功能。

具体实现方法如下：（1）ADC采样：通过调用adc.c文件中的函数进行单次ADC采样，并将结果存储在变量中。

（2）电压计算：根据ADC采样结果计算实际输出电压值，并与设定值进行比较。

（3）PID控制：根据实际输出电压值与设定值之差计算PID控制器的输出值，并限制其范围在0-100之间。

基于 STM32的开关电源设计摘要：本文在开关电源和数字控制技术现有基础上，研制一款以STM32为控制核心的开关电源，输出电压0〜12V可调，最大可带100A负载，可调整电压和电流等级，设置稳压或稳流输出模式，输出噪声纹波电压峰-峰值较小，DC-DC变换器的效率能够达到80%以上，整个电路采用多种保护功能来实现系统的可靠性，而且具有输出电压、电流的显示功能。

关键词：单片机开关电源DC/DC变换器1．研究背景目前我国市场上的开关电源中，功率管基本都采用双极型的晶体管，其开关频率可达到几十千赫；如果是MOSFET管的开关电源，转换频率可达到几百千赫。

为了有更高的开关频率，就得采用高速的开关器件。

谐振电路具有兆赫以上开关频率，它可以迅速地提高开关的速度，理论上开关损耗应该为零，噪声也非常小，这是提高开关电源频率的一种方式。

2．课题研究内容本课题在开关电源和数字控制技术现有基础上，研制一款以STM32为控制核心的数控开关电源，输出电压0〜12V可调，最大可带100A负载，可根据用户的功率需求调整电压和电流等级，设置稳压或稳流输出模式，并通过485通讯协议实现触屏控制和远程控制。

得出适合于设计要求的主电路的结构，并在此基础上设计出具体的驱动电路、控制电路、保护电路。

通过按键调节占空比的大小，输出可调电压30V～36V，最大输出电流可以达到2A，电压调整率和负载调整率尽可能低，DC-DC变换器的效率达到80%以上。

采用过流保护、滤波保护等多种保护功能，保证了系统的可靠性。

根据设计要求以及主电路的结构，对电路中各参数进行计算。

最后对电路进行仿真测试，并根据不足进行改进。

2.1 系统设计要求开关电源是工作原理很简单，就是对开关管进行控制，然后使其不断地进行“开路”和“闭合”，改变对输入电压的脉冲宽度，对占空比进行反馈对比，达到所需时进行输出，一般输入输出都需要有整流滤波电路。

本文所设计的开关电源是电源内部的采样、算法运算、PWM生成、通讯与监测控制等主要功能都是通过数字控制技术实现的电源产品。

摘要逆变电源是电源领域中的重要部分。

传统逆变电源为模拟控制，由于模拟控制系统的缺陷是结构复杂、易受干扰以及难以调试等，相对而言数字化控制系统的优势在于结构简单、控制精度高以及容易进行算法升级等，所以逆变电源数字化是逆变电源的升级方向。

对逆变电源而言，高性能微处理器是全数字化控制核心。

所以研究设计基于 STM32 微处理器的逆变电源具有应用的价值与现实的意义。

首先，文章讲解了课题研究背景与目的，电源发展的现状，存在的一些问题以及逆变电源未来的发展走向。

然后分析了 SPWM 的调制技术，包括单极性控制与双极性控制，而且对二者进行了分析比较，结合本设计要求确定了调制方法。

然后描述了逆变电源的数字控制策略研究现状，并详细描述了数字 PID 技术及其在逆变电源系统中的应用。

其次，详细说明了以 STM32 为控制核心的逆变电源主电路设计过程：首先详细分析了逆变电源主要的拓扑结构以及它的原理，选择了电压源型逆变电源主电路结构和以 STM32 为控制核心的控制电路。

将逆变电源硬件电路分解为逆变主电路、控制电路及辅助电路等进行详细分析与设计，其中重点介绍了主电路和控制电路的设计过程，给出了输入滤波电容，输出滤波器和高频变压器的计算公式以及设计参数。

然后，对逆变电源系统软件部分进行了设计。

描述了 STM32 的开发平台 Keil MDK 的开发特点；给出了逆变电源控制系统软件的主程序流程，对 SPWM 信号发生程序进行了详细的分析；然后详细阐述了 ADC 模块及数字 PID 程序的设计过程，并且对串口通信程序进行了设计，对于各个子程序给出了程序流程图。

最后，对试验样机进行调试，说明了模块调试方法，并对得到的试验结果进行了分析。

关键词：逆变电源 STM32 全桥 PID 控制 ADC 模块ABSTRACTInverter power supply is a key part of power supply. Traditional inverter power supply for analog control, due to the defects of analog control system is complex, are susceptible to interference and difficult to debug, digital control system has the advantage of relatively simple structure, high control precision and easy to upgrade the algorithm, so the inverter power supply digital inverter power supply upgrade direction. For inverter power supply, high performance microprocessor is the core of digital control. Therefore, the research design is based on the application value and practical significance of the inverter power supply based on STM32 microprocessor.Firstly, the paper introduces the background and purpose of the research, the current situation of power supply, the existing problems and the future development trend of inverter power supply. Then the SPWM modulation technique, including single polarity control and bipolar control, is analyzed and compared, and the modulation method is determined by combining the design requirements. Then the research status of digital control strategy of inverter power supply is described, and the digital PID technology and its application in inverter power supply system are described in detail.Second, details the STM32 as control core of inverter power supply main circuit design process: first, inverter power supply are analyzed in detail the main topology structure and the principle of choosing the voltage source type inverter power supply main circuit structure and control circuit with the STM32 as the core. The inverter power supply hardware circuit is decomposed into inverter main circuit, control circuit and auxiliary circuit, etc. A detailed analysis and design, which focuses on the design process of main circuit and control circuit, the input filter capacitor is given, and the calculating formula of high frequency transformer and output filter design parameters.Then, the software part of inverter power supply system is designed. The development features of Keil MDK, the development platform of STM32, aredescribed. The main program flow of inverter power control system software is given, and the SPWM signal generator is analyzed in detail. Then the design process of ADC module and digital PID program is described in detail, and the serial port communication program is designed, and the program flow chart is given for each subroutine.Finally, the test prototype is debugged, the module debugging method is explained, and the results obtained are analyzed.Key words:sediment；rigid vegetation；settling velocity；turbulence characterize目录第一章绪论1.1 课题的研究背景及意义............................................. 1.2 逆变电源的发展概况............................................... 1.3 逆变电源的发展方向...............................................1.4 论文主要章节和内容安排............................................第二章逆变电源控制方案研究模型建立2.1电路模型........................................................2.2 SPWM 技术.......................................................2.3仿真模型........................................................2.3逆变电源控制方案 .............................................第三章逆变电源硬件电路设计3.1 逆变电源系统结构设计............................................. 3.2 逆变电源主电路设计.............................................3.3 主控芯片的选取.............................................第四章逆变电源系开统软件设计....................................4.1 Keil MDK集成发环境简介...........................................4.2 控制系统整体软件设计.............................................4.3 系统模块初始化部分.............................................4.4正弦波信号的产生................................................. 4.5数字PI控制算法.................................................. 4.6试验样机调试结果分析.............................................第五章总结与展望.............................................参考文献.............................................发表论文和科研情况说明.............................................致谢第1章绪论1 .1 课题的研究背景及意义在中国民众经济迅速[1]发展和国内国外能源供给不足的局面下，为了提高利用清洁环保能源，电源技术的发展需要得到我们的重视。