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数控电流源.txt如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光！我允许你走进我的世界，但绝不允许你在我的世界里走来走去。
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数控直流电流源（数控直流电流源（F 题）设计者：彭浦能梁星燎林小涛指导教师：王贵恩摘要：本系统以直流电流源为核心，AT89S52 单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达 1mA，并可由数码管显示实际输出电流值和电流设定值。
本系统由单片机程控输出数字信号，经过 D/A 转换器（AD7543）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过 A/D 转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。
实际测试结果表明，本系统输出电流稳定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围±5mA，输出电流可在20mA~2000mA 范围内任意设定，因而可实际应用于需要高稳定度小功率恒流源的领域。
关键词：压控恒流源智能化电源闭环控制The Digital Controlled Direct Current SourceAbstract: For the system that DC source is center and 89S52 version single chip microcomputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard which step level of 1mA can be available, while the real output current and set value can be displayed by LED. In the system, the digital programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD7543), then the analog value that is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed. The test results have showed that the system can output a stable current, which has no influence with load and environment temperature, and can output a precise current of ±5mA error with a width, which can be set liberally in 20mA~2000mA, so it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power. Keywords: voltage-controlled constant current source ; intelligent power ; closed loop control总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用 CPLD 等可编程逻辑器件。
题目名称：数控直流电流源摘要：该数控直流电流源以精密压控电流源为核心、用单片机、DAC组成控制电路，引入“S类”反馈控制功率放大电路，实现超精密电流控制、具备精准的扩流能力、低失调、有步进、同时带有丰富扩展功能的精密电流源。
经过ADC采样，完成输出电流显示功能，并使输出范围覆盖0～2A，是理想的电流源解决方案。
关键词：精密电流源低失调S类功率放大器Abstract:The direct current source of numerical control bases on accurate VCCS, using MCU and DAC as controller kernel, importing circuit of power amplification of type S with feedback control; achieves ultra accurate current control; has low offset and excellent capacity for current enlarging; has step by step motion. At the same time, it provides abundance extended functions. According to the ADC sampling, it carries out the function of displaying the current output, meanwhile it achieves a range of 0 to 2A. Above all, it is an ideal solution of current source.Keyword: accurate current source , low offset , power amplification of type S目录1方案论证与比较 (3)1.1精密压控电流源方案论证 (3)1.2扩流模块方案论证 (3)1.3电流检测方案论证 (4)1.4功率输出级电源方案论证 (4)1.5其它模块电源方案论证 (4)2 系统设计 (5)2.2单元电路设计 (6)2.2.1 压控电流源单元电路设计 (6)2.2.2S类功率放大器电路设计（理论推导和证明） (7)2.2.3 数控电路设计 (10)2.2.4 大功率电源模块 (11)3 软件设计 (11)4系统测试 (13)4．1测试仪器 (13)4.2测试方法 (13)4.3测试数据 (14)5 结论 (15)参考文献： (15)附录： (16)附1：元器件明细表 (16)附2：仪器设备清单 (16)附3：电路图图纸 (16)附4：程序清单 (19)附5：使用说明 (24)1方案论证与比较本系统主要由精密的电流源模块、S类扩流模块、电流检测模块、数控模块、以及大功率的电源模块组成,如图1所示。
数控直流电流源内容摘要：本系统是以直流恒流源为核心，P89V51单片机为系统主控制器，通过键盘来步进调整电流源的输出电流，步进电流≤10mA，并由数码管直观显示输出电流值。
该系统由主控制器输出数字量，经过DAC0832数模转换之后，输出模拟电压，经过运算放大器隔离放大之后，控制TIP122功率管的基极电压，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。
另外，单片机还同时对输出电流进行实时监控。
电流源的输出电流经过热稳定较好的采样电阻后，完成了电流/电压转换。
采样电阻上的电压经过同相放大之后，通过TLC0832完成模/数转换，再由单片机分析处理。
通过该反馈环节，可以使电流源的输出电流更加稳定，以形成稳定的压控电流源。
关键词：P89V51 DAC0832 TLC0832 TIP122 恒流源The Digital Controlled Direct Current Source Abstract:In the system the DC current source is the centre, and P89V51 version single chip microcomputer is main controller. Output current of DC power can be set by the keyboard which step can reach 10mA, while the value of the current can be displayed by LED. The digitally programmable signal is made by the central controller, which converted to the analog voltage after the Digital-to-Analog of DAC0832. Then the analog voltage which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of TIP122, and the current of the emitter varies with the change of the base’s voltage. Otherwise, the output current can be monitored by the MCU real-timely. The current-to-voltage conversion is completed when the current pass through the sampling resistor whose thermal stability is very well. At the same time, the DAC is achieved by the TLC0832 after the phase amplification of the voltage on sampling resistor. And then the MCU will analyse and process the data. The output current can be more stable by the feedback loop so that a stable voltage-controlled constant current power is designed.Keywords：P89V51 DAC0832 TLC0832 TIP122 Constant current power目录1 绪论 (1)1.1 电流源简介 (1)1.2 问题提出 (1)1.3 历史发展及趋向预测 (1)1.3.1 历史发展 (1)1.3.2 趋向预测 (2)1.4 数控直流电流源的可行性 (2)1.5 研究方向 (2)1.6 工作内容 (2)2 总体方案论证与比较 (1)2.1 传统电流源的设计方案 (1)2.2 数控直流电流源 (1)2.3 数控直流电流源的方案论证与比较 (2)3 模块硬件电路的设计与比较 (2)3.1 单片机P89V51芯片的介绍 (2)3.1.1 P89V51单片机的性能介绍 (3)3.1.2 功能引脚说明 (4)3.2 数模转换模块 (5)3.2.1 DAC0832概述 (5)3.2.2 DAC0832参考电压的选择 (8)3.2.3 数模转换模块设计方案 (8)3.3 模数芯片TLC0832概述 (9)3.5 人机界面方案的选择 (10)3.4 恒流源方案的选择 (12)3.5 反馈闭环方案的选择 (13)3.5.1 闭环系统的原理 (13)3.5.2 数控直流电流源闭环系统方案选择 (14)3.6 电源方案的选择 (15)3.6.1 各电源模块的设计 (15)3.6.2 三端集成稳压器概述 (17)3.6.3 系统电源模块的抗干扰措施 (17)4 软件设计 (17)4.1 主程序模块MAIN (18)4.2 定时器中断服务子程序 (19)4.3 键盘扫描子程序模块 (19)5 数据测试及分析 (21)5.1 空载输出电流测试和步进测试 (22)5.2 负载阻值变化测试 (23)5.3 纹波电流测试 (23)6 结论 (25)致谢.............................................................................................. 25错误！未定义书签。
数控直流电流源的设计1.设计思路本设计以ATmeｇa16Ｌ为核心，通过A/D、Ｄ/A转换、Ｖ/I转换及独特的算法实现高精度的,电流输出范围为20mＡ～2000mA的数控直流电流源。
该电流源具有电流可预置，1ｍA步进，同时显示给定值和实测值等功能。
2.方案设计2.1控制器模块方案利用ＡTmeｇa16Ｌ单片机将电流步进值或设定值通过换算由Ｄ/A转换,驱动压控恒流源电路实现电流输出。
输出电流经处理电路，作Ａ／D转换反馈到单片机系统,通过补偿算法调整电流的输出,以此提高输出的精度和稳定性。
D／A转换器选用１２位优质D／A转换芯片 TＬＣ5618,直接输出电压值，且其输出电压能达到参考电压的两倍，A/D转换器选用高精度16位模数转换芯片AD7705。
2.2显示器模块方案采用19264Ｄ汉字图形点阵液晶显示模块同时显示电流给定值和实测值。
使用ＬCD显示。
ＬCD具有轻薄短小，可视面积大,方便的显示汉字数字,分辨率高，抗干扰能力强，功耗小，且设计简单等特点。
2.３键盘模块方案采用标准4X4键盘，此类键盘采用矩阵式行列扫描方式,优点是当按键较多时可降低占用单片机的I/O口数目，而且可以做到直接输入电流值而不必步进。
2.4压控电流源模块方案精密压控电流源是本数控电流源的关键之所在,针对设计要求和使用需求、结合设计思路,精密电流源模块必须具备以下指标:纹波小于2mA，误差小于0．1%,具有低的输出失调。
基于稳定性要求和以上考虑，电流源电路选择了经典的压控电流源电路，它负责与后级扩流模块连接，用电压控制后者,而使用电流反馈，这样可以保证有足够高的精度。
该部分采用了高性能、低温漂、低失调的运算放大器OP77和精密元件组成，保证性能指标的良好发挥。
2．5扩流模块方案为了克服传统扩流电路在高精度、高稳定性要求下的缺陷，追求一种精度高、稳定性好、对前级影响小的扩流电路,受到S类功率放大器的启发,本设计率先把S类放大器优秀的电压跟随器原理引入电流源电路之中。
摘要本系统利用集成运放、场效应管对电流放大与单片机的自动控制来实现数控直流电流源。
系统有控制模块与恒流源模块组成。
控制模块使用STC89C52结合按键与LCD1602液晶显示器，实现对恒流源的数控和预设值的显示；恒流源模块采用OP07与IRFP540组成的反馈放大电路实现对电流的放大，控制到恒流源的信号转采用DAC0832来实现，显示模块由ADC0832组成的显示电路来显示。
并使用自制电源来实现供电。
关键词：STC89C52，恒流源，ADC0832，DAC0832，OP07AbstractThis system use the integrated operational amplifier, field effect tube to the current amplification and single chip microcomputer automatic control to realize numerical control dc current source. System consists of the control module and the constant current source module. Control and LCD1602 LCD module USES STC89C52 combined with buttons, realize the constant current source of nc and default display; Of constant current source module USES OP07 and IRFP540 feedback amplifier circuit implementation of current amplifier, control to turn signal of constant current source USES the DAC0832, display module display circuit composed of ADC0832 to display. To achieve the power supply and use homemade power.Key words: STC89C52, constant current source, ADC0832, DAC0832, OP07 一．方案设计与论证1.方案的选择方案一：通过编码开关来控制存储器的地址，根据地址输出的对应的数字量送数模（D/A ）进行转换，再根据输出的电压量来控制电流的变化，同时，通过四个编码开关的BCD 码送给4511及数码管显示。
数控交流电流源
一、任务
设计并制作小型数控交流电流源，输入交流200～240V，50Hz，输出正弦交流电流，其原理示意图如下所示。
二、要求
1、基本要求
（1）输出交流电流有效值范围：100μA～100mA；
（2）输出交流频率范围为：10Hz～100KHz；
（3）可设置并显示设定的输出电流有效值，要求输出电流有效值≤给定值的1％+50 μA；
（4）输出电流具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤50μA；
（5）可设置输出频率，且具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10Hz，要求输出频率误差≤1％；
（6）改变负载电阻，输出电压峰峰值在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流有效值的1％+100μA；
（7）失真度≤5％；
（8）自制电源。
2、发挥部分
（1）输出交流电流有效值范围为50μA～2A，步进≤10μA，输出交流频率范围为1Hz～500KHz，步进≤1Hz，失真度≤1％；
（2）设计、制作测量并显示实际输出电流有效值的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤实际值的0.5％+10μA；
（3）改变负载电阻，输出电压峰峰值在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流有效值的0.5％+20μA；
（4）其他。
三、评分标准
四、说明
1、需留出输出电流端子。
2、测量输出交流电流可通过在采样电阻上测量电压换算成电流。
3、自制电源。
桂林电子科技大学
执笔人：黄新。
简易数控直流电流源摘要基于STC89C52单片机作为整机的控制单元，通过功率放大电路、ICL7107电压测量等设计实现了一个简易数控直流电源。
其电压可预置，步进为0.1V，输出电压范围 0—9.9V。
输出电流为500mA。
步进调节输出电压幅度、预置电压和实测电压均可通过数码管显示。
本系统调整速度快，效率高，通用，输出纹波小等优点。
关键字：数控直流源步进加减功率放大数码管显示1引言在常规电路中，我们一般使用普通的自制电源。
输出电压V 15 。
然而却没有数码显示、电压预置和步进增减功能。
基于此，我们本次设计一个直流电流源。
该电源设计满足以下基本要求：（1）输出电压：范围0-9.9V ，步进0.1V 。
纹波不大于10mV ；（2）输出电流：500mA ；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳定直流电源，±15V 、± 5V 输出。
系统的设计框图如图1所示图（１）总体设计框图2方案设计2． 系统设计2.1设计思路采用单片机作为控制器的简易数控直流电源设计方案框图如图一所示。
STC89C52完成系统的数控功能。
运放电路为功率放大单元的输入级，通过OTL 电路进行功率放大。
ICL7107和数码管为实际电压测量的反馈单元，为了达到设计的要求，我们需进行功率放大和显示电压。
本次设计的关键在于对DAC0832的控制和ICL71017的应用。
2.2方案比较与选择通过以上分析我们拟定如下方案：方案一：此方案采用传统的调整管方案，主要采用一套计数器完成系统的控制功能，其中二进制计数器的输出经过D/A变换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。
十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值，为了使系统工作正常，必须保证双计数器同步工作。
从而，难以控制单片机。
方案二：此方案的控制部分采用STC89C52单片机，输出部分采用ICL7107与数码管结合。
数控直流电流源
数控直流电流源是一种能够通过数字信号控制输出电流的电子设备。
该设备的主要作用是为需要稳定电流输出的各种电路提供直流电流。
数控直流电流源通常由数字控制器、稳定电源、电流放大器组成，其输出电流范围可以从微安到数十安，精度高达0.1%。
数控直流电流源的控制信号可以通过电压、电流、数字接口、以及网络等多种方式输入。
该设备可以通过数字信号处理技术实现多种操作，如电流的精确控制、电流的扫描和可编程控制等功能，适用于高精度电子测试和各种电子设备的研发、生产和维修。
数控直流电流源具有输出稳定、精度高、可编程性强等特点，可广泛应用于各种电子行业，如半导体、电子元器件、电力、通信、电子测试等领域。
数控直流电流源摘要:本文设计了一种数控直流电流源的方案，给出了硬件组成和软件流程及源程序。
以STC89C52单片机为核心控制电路，利用12位D/A模块产生稳定的控制电压，12位A/D模块完成电流测量。
输出电流范围为20~2000mA，具有“+”“-”步进调整功能，步进为1mA，纹波电流小，LCD同时显示预置电流值和实测电流值，便于操作和进行误差分析。
关键词：STC89C52数控电流源Numerical Control DCCurrent SourceAbstract:This paper introduces a design scheme of numerical control DC current source ,and gives the hardware composition and software flow as well as the source program. UseSTC89C52MCU as the core control circuit. 12 D/A module generates A steady the control voltage and 12 A/D module completes current measurements.The current-output ranges 20 to 2000mA,with "+" and "-" steppingfor 1mA adjustment function and small ripple current. LCD could show presets current value and the measured resultat the same time,for easy operation and error analysis.Keywords:STC89C52 Numerical controlCurrent source1设计方案的选择1.1电路综合设计流程图1.1.1数控电流源电路设计流程图1.2总体设计方案经初步分析设计要求，得出总体电路由以下几部分组成：电源模块，控制模块（包括AD、DA转换）恒流源模块，键盘模块，显示模块。
数控直流电流源（第一题）摘要：本系统以直流电压源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电压源的输出电流，设置步进等级可达0.1V，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。
本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。
实际测试结果表明，本系统输出电压稳定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围±1％，输出电压可在0V----18V范围内任意设定，因而可实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。
一方案设计与论证1.1．总体设计方案与比较：方案一：通过编码开关来控制存储器的地址；根据地址输出对应的数字量送数模（D/A）进行转换；再根据输出的电压量来控制稳压源的变化；同时；通过四个编码开关的BCD码送给4511及数码管显示。
此方案的优点是电路简单，缺点是数据量大且存储器存储容量有限，在实验过程中发现编码开关不稳定，所以不宜采用。
其电路方框图如图1.1所示：二模块电路设计及比较系统硬件以AT89S52单片机为核心，外围包括电源模块、数码管显示模块、D/A转换模块及恒压源模块。
2．1 电源模块：本设计共用到电源有四种：即±5V，±15V.2.1.1 电源原理稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图2.1a 整流和滤波电路：整流作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。
滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。
b 稳压电路：由于得到的输出电压U4受负载、输入电压和温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压U。
+5V其中+5 V给DAC0832,单片机供电；-5V为ICL7107参考电压。
要求输出的电压最大值为18V，取样电阻为0.37欧图2.2中电路提供+5V的电源；主要用于单片机（AT89S52）、数码显示（包括74LS164,ICL7107）。
1绪论1.1电流源简介所谓恒流源就是输出电流极其稳定不随负载变化。
为了保证电流不变，输出电压必须始终符合V=I*R。
即负载需要多大电压，恒流源就必须输出多大电压，“无条件”予以满足。
从外部看，就是Ro=∞。
如果R→∞，那么V→∞。
所以理想恒流源都不允许输出开路。
对于实际电路，当R大到一定程度，电压输出能力就会不够，输出电流必然下降，不再恒定。
在一般恒流电路多采用电流负反馈来恒定电流负反馈的作用就是“使之稳定”。
通过时刻“检查”控制对象的状态，并进行调整。
发现小了，就设法使之增大，发现大了，就设法使之减小。
形象地说，电流负反馈电路则是采样输出电流，计算误差，据此调节自身状态，使输出电流稳定，因而，输出特性接近恒流源。
衡量“接近”程度的指标就是输出电阻R远大于零。
一般希望Ro→∞。
（只能接近，不可能完全达到）1.2数控电流源的必要性作为常用的电子仪器在学校和研发和检测部门都有着相当广泛的应用，特别在电路原理实验和电子元件老化测试中都离不开电流源。
随着电子技术的不断进步对电子仪器的要求不断提高，电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开实验电源，然而传统的电源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。
首先从精度上来看传统电流源的调整大多采用旋转电位器的方式，在调整时电流值主要从电位器的刻度读出，容易产生读数误差。
从可操作性来看传统电流原电位器上的刻度有限，不可能非常精细，仅仅靠电位器的几个刻度对操作者的技巧要求比较高，同时误差也比较大。
传统的实验电源急待改进电源。
1.3数控电流源的可行性由于单片机技术的不断发展和D/A，A/D元件的普及使得数控电源成为可能，数控电源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势，由于单片机的平民化，使得数控电源与传统电源的成本日益接近。
另外，SMT技术也是飞速发展，使得数控电源体积和重量都大大减小，为其在特殊领域的应用奠定了基础。
目录一方案比较、设计与论证 (2)二理论分析与计算 (5)三系统框图及电路设计 (6)四单片机软件设计 (11)五校准、测试数据及结果分析 (13)六设计总结 (15)七参考资料 (16)八附件一（系统设计总电路图） (17)摘要本数控电流源由四部分组成：CPU主控及键盘显示电路、恒流源产生电路、信号检测电路和电源电路。
采用128×64点阵LCD汉字显示使显示更为直观。
MAX531 12位D/A转换器作数控电流源控制，具用1/4096的分辨率。
采用高性能运算放大器使电流源的调节范围达到了2~2200mA，步进为1mA，最大负载电压可以大于10V，负载变化对电流无影响。
使用具有双路检测功能的16位Σ-ΔA/D转换器AD7705作为测量部件，测量精度达到了0.01%。
在信号处理时用标准表测量数据和数字恒流源显示数据相比对的方法对数控电流源的误差进行修正，从根本上消除了系统误差。
系统采用线性直流稳压电源，减小了纹波电流。
CPU 采用89C51，软件用C51编写。
整体技术指标达到了题目的全部要求并有所创新。
关键词：数控恒流源；串联稳压电源；数字校准AbstractThe NC current supply comes in four parts: CPU and keyboards circuits and displaying circuits; constant-current source; signal detecting circuits of current and voltage; power circuits. It has more intuitive displaying by using 128×64 dot matrix LCD. MAX531, 12 bits D/A converter with 1/4096 resolution, controls NC current supply. Higher performance operational amplifier adjusts current range from 2 to 2200mA, in which current step is set 1mA. The change of load does not affect current, when the maximum of load voltage less or equal to 10V. Measurement components use 16 bits Σ-Δ A/D converter AD7705 with two-way detecting function, and its accuracy arrives 0.01%. By comparing standard meter measuring data with NC current supply displaying data, the system corrects error of the NC current source in processing signals in order to eliminate systematic errors radically. The system reduces ripple current by using DC regulated power supply.The CPU uses 89C51 MCU. The software is programmed by C51. The whole technology data has met entirely the needs of this subject and has some innovation.Key Words: Numeric control constant current source; Series-wound regulated power supply; Numeric calibration一方案比较、设计与论证⒈恒流源电路的选择根据题目要求，设计一个输出电流范围在20～2000mA、负载电压在10V以内变化的受控恒流源，我们构想了如下三个方案：方案一：图1-1为固定恒流源，如果把基准源LM336-2.5 上的基准电压替换成D/A转换器上的输出电压，此恒流源就是一个受控电流源。
1方案论证在自动控制和测量系统中, 经常需要使用性能良好的可调电源。
电源设备更是电子仪器的一个重要组成部分，通常有直流电压源、电流源、交流电压源、电流源等。
随着信息时代的飞速发展，电源设备也逐渐向数字化方向发展,本次设计题目为数控直流电流源。
1.1任务分析设计并制作数控直流电流源。
输入交流200~240V ，50Hz ；输出直流电压≤10V 。
其原理示意图如下所示。
1、基本要求（1） 输出电流范围：200 mA~2000mA ；（2） 可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1%+10mA ；（3） 具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA ；（4） 改变负载电阻，输出电压在10V 以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1%+10mA ；（5） 纹波电流≤2mA ；（6）自制电源。
2、发挥部分（1）输出电流范围为20mA~2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置（可同时或交替显示电流的给定值和实测值），测量误差的绝对值≤测量值的0.1%+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流的0.1%+1mA；（4）纹波电流≤0.2mA；（5）其他。
1.2方案比较一般电子设备在工作时，都需要稳定的直流电压或电流，电网通常是220V、50Hz，电压波动可达±10%，甚至更高，而且可能含有尖端、浪涌或高频干扰。
因此直流稳压电源需要完成以下任务：AC-DC高效转换、输出电压或电流稳定、抑制电网上的干扰、较小的传导发射及电磁辐射。
从基本原理上讲，可选择线性电源及开关电源两种形式。
（1）线性稳压电源并联型线性稳压电源：利用并联稳压二极管的方法吸收额外的电流，要求输入电源具有较高内阻，只适用于负载电流较小的场合，电路简单，但效率较低。
串联型线性稳压电源：在输入电源及负载之间串联电压调整管，正由于在输入电源及负载之间串联电压调整管，将（Vin-Vout）转换为调整管上的发热，而调整管必须工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低（一般只有45%左右）；另外，由于调整上消耗较大的功率，所以需要采用大功率的调整管及体积很大的散热器。
第一章设计任务和要求1.1设计任务设计一个数控电流源，能够输0mA、10mA、20mA、30mA、40mA、50mA、60mA、70mA共8个档位的电流，档位序号依次为0,1、2、3、4、5、6、7；1.2设计要求1) 档位通过按键选择，同时将档位序号用LED显示；2) 电源：220V/50HZ的工频交流电供电；（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）3) 按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim 或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。
4)发挥部分：(1)增大输出电流能力；(2)其它恰当的功能。
第二章系统设计2．1分析技术要求通过对题目的分析可知，数控电流源包括几个小的部分，分别是按键对输入脉冲的控制，译码器对LED的驱动和LED的显示，DA的转换部分，DA转换出来的是电流要通过运算放大器转换成电压，还有很重要的直流电流源部分。
2.2 方案设计通过学习数字电子技术和模拟电子技术，了解到数字方面的集成模块，模拟方面的电流源及运放的知识，还有通过浏览互联网上相干的内容和组内的讨论，定出初步的方案，经过老师的帮助最终得到较理想的方案。
方案一: 采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用单片机控制。
本方案电路复杂，还要经过软件的编程，难度较大，并且成本较高，调试空难。
方案二：采用集成器件，通过按键产生脉冲信号，计数器（74LS192）的二进制数字输出分两路运行：一路用于驱动数显电路，指示电源输出电流的大小值，LED输出（0、1、2、3、4、5、6、7）七个数字；另一路进入Ｄ/Ａ转换电路，Ｄ/Ａ转换器（DAC0832）将数字量按比例转换成模拟电流，再经过(LM324N)、电阻、三极管组成的恒流源部分，使其输出（0、10、20、30、40、50、60、70）mA八个档位的电流。
数控直流恒流源 Last updated on the afternoon of January 3, 2021数控恒流源设计与总结报告摘要：本设计以89C52为主控器件，采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器OP07和大功率场效应管IRF640构成恒流源，通过12位A/D、D/A转换芯片，完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能，人机接口采用4*4键盘及LCD液晶显示器。
该系统电流输出范围为20mA～2000mA的数控直流电流源。
该电流源具有电流可预置，1mA步进，同时显示给定值和实测值等功能。
关键词： 89C52 恒流源 AD DA1 系统设计设计并制作数控直流电流源。
输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。
其原理示意图如下所示。
图数控直流电流源原理示意图设计要求题目要求设计并制作数控直流电流源。
输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。
其要求如下:1.1.1 基本要求（1）输出电流范围：200mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；（5）纹波电流≤2mA；（6）自制电源。
1.1.2 发挥部分（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的％+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的％+1 mA；（4）纹波电流≤；（5）其他。
总体设计方案本设计要设计的基于单片机控制的直流恒流源，以直流稳压电源和稳流电源为核心,结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。
摘要本系统利用集成运放、场效应管对电流放大与单片机的自动控制来实现数控直流电流源。
系统有控制模块与恒流源模块组成。
控制模块使用STC89C52结合按键与LCD1602液晶显示器，实现对恒流源的数控和预设值的显示；恒流源模块采用OP07与IRFP540组成的反馈放大电路实现对电流的放大，控制到恒流源的信号转采用DAC0832来实现，显示模块由ADC0832组成的显示电路来显示。
并使用自制电源来实现供电。
关键词：STC89C52，恒流源，ADC0832，DAC0832，OP07AbstractThis system use the integrated operational amplifier, field effect tube to the current amplification and single chip microcomputer automatic control to realize numerical control dc current source. System consists of the control module and the constant current source module. Control and LCD1602 LCD module USES STC89C52 combined with buttons, realize the constant current source of nc and default display; Of constant current source module USES OP07 and IRFP540 feedback amplifier circuit implementation of current amplifier, control to turn signal of constant current source USES the DAC0832, display module display circuit composed of ADC0832 to display. To achieve the power supply and use homemade power.Key words: STC89C52, constant current source, ADC0832, DAC0832, OP07一．方案设计与论证 1.方案的选择方案一：通过编码开关来控制存储器的地址，根据地址输出的对应的数字量送数模（D/A ）进行转换，再根据输出的电压量来控制电流的变化，同时，通过四个编码开关的BCD 码送给4511及数码管显示。
此方案的优点是电路的原理简单，缺点是数据量大且存储空间有限，在实验过程中发现编码开关不稳定，所以不宜采用。
其电路图如图：方案一方框图方案二：此方案的控制部分采用了AT89C52单片机，输出部分也不在采用传统的调整管方式，而是经过D/A 转换后，将模拟信号经过运放和三极管处理后得到了抽样信号，在精密的1欧姆电阻上取样，然后将取样信号反馈到A/D0832经过处理后得到数字信号传送给单片机，组成了一个反馈循环系统。
此方案的优点是成本低，电路简单，可升级性强。
所以在电路设计与制作中采用方案二。
其电路图如图：显示编码开关存储器D/A 转换恒流源负 载数码显示 按键控制单片机 运放+三极管D/A 转换模块 A/D 转换模块恒流输出取样电路二．电路硬件的设计与实现2.1电路硬件的基本组成基于单片机STC89C52设计的数控电流源，数控部分采用能实现8位数据转换的D/A转换器DAC0832控制输出电压的变化间接控制输出电流的变化。
采用八位精度的A/D转换器ADC0832测量输出电压和输出电流；采用带有4按键的组合功能键盘作为电流的控制装置；采用LCD1602液晶显示器作为输出电流的显示装置。
2.1.1 电源模块本设计共用到电源有四种：即±15V、+5V、负载电源。
可选用的有开关电源和稳压电源两种，由于开关电源的纹波系数比较大。
因此采用常用的稳压电源来作为整个系统的电源。
稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图2所示：图2 电源方框及波形图整流和滤波电路：整流作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。
滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。
再通过稳压电路得到平直的直流电压U5。
因此该电源按常规设计，即用降压变压器把220V市电变成较低的交流电，再通过整流桥将交流变为直流，并上电容滤波再接入78X和79X系列稳压块稳压，从而得到5V，±15V的电压源。
其中5V电源采用半波整流，以减小7805的输入电压。
从而使得稳压快的功耗降低，发热量减小，保证电路的长时间工作。
电路原理图分别如图3和图4所示：AC+C9470u+C11100uC100.33uC12104Vin1Vout3G N D2U77805VCCD1DIODE图3 +5V 电源1234D2BRIDGE1ACACVin1Vout3G N D2U97812Vin 1Vout 3G N D2U87912+C13470u +C14470u+C17100u+C18100uC150.33uC160.33uC19104C20104+12-12图4 ±15V 电源负载电源输出电压为1.2～37V 可调，稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、保护电路和稳压电路组成。
其电路原理图如下图所示：+C213300u+C230.33u+C24470uC220.33uC25104C261041234D3BRIDGE1ACACA D J2Vin 1Vout3U10LM317D4DIODED5DIODE R610kR5150VCL负载电源2.1.2单片机的最小系统单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括STC89C52单片机、振荡电路、复位电路等。
电路如下图所示：P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST 9P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR 16P3.0/RD 17XTAL218XTAL119GND 20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/PROG30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 40U3AT89S52keyA keyB keyC keyD lcdrs lcden D7D6D5D4D3D2D1D0ad cs ad sclkad out dasync dasclk dadinsd a sclkeydaVCCY111.0592M HZ C330pC430pC510uR2220R11kS1SW-PBVCC2.1.3 A/D和D/A转换电路ADC0832：ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。
芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。
独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变化得更加方便。
通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
在该方案中符合题目要求，成本低廉，可靠性高，故选用ADC0832。
DAC0832：DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
对于本课题就已经能充分体现其优势所在。
2.1.4 恒流源模块用“运放+大功率三极管”的结构构成恒流源。
大功率三极管选用TIP122型号，它是应用范围广、功率小、频率低的达林顿，NPN极性型，特征频率:1000（MHz），集电极允许电流:8（A），集电极最大允许耗散功率:48（W）。
其性能满足本设计要求，同时可以通过功率管的不同容量来满足不同的应用要求。
采用常用的大功率电阻作为采样电阻，输出电流波动比较大，而康锰铜丝是一种温度特性佳的阻性元件，选其作为取样电阻，其两端电压正比于流过的电流，因此该电压的反馈就是负载电流的反馈。
2.1.5 键盘电路及显示模块键盘的作用是对单片机输入数据，设计中要求能使电流进行“+”，“-”及电流值的设定，所以采用键盘为4个按键的独立键盘。
1602LCD的读写控制引脚是第5引脚R/W;在本次设计中，为了降低程序设计，我们只用LCD作显示器，在此只对其写操作，所以设计时直接将R/W设置为低电平。
三.系统软件设计主程序流程图 监控程序流程图是 是 是 是中断程序检测键值 设置程序右移程序加一程序减 一 程 序中断返回四．性能测试与分析该课题实践需要进一步调试与分析，数据暂无；能实现液晶显示步进1mv、液晶显示正常，自供电源稳压模块驱动正常；输出电流不稳定，与液晶显示设置的电流值不同步，该系列问题正在处理中。
五．参考文献[1] 李霞陈田明邬春明.模拟电子技术。
武汉：华中科技大学出版社，2006.[2] 刘坤张宪栋51单片机c语言应用开发大全。
北京:人民邮电出版社，2008[3] 全国电子设计大赛组委会第九届全国大学生电子设计大赛。
北京:北京理工大学出版社，2008附录一:设计程序：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#include <absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P3^5;sbit wr=P3^6;sbit lcden=P3^4;sbit WR12=P2^1;sbit CS=P2^0;sbit CLK=P3^1;sbit DIO=P3^2;sbit CS1=P3^3;uchar table1[]="input";uchar table2[]="0000MA"; uchar table3[]="output";uchar table4[]="0000MA"; uchar keyflag;//进入中断标志uchar c; //数组位置uchar set,jia,jian,right;//四个按键uchar m;//K1按下次数的标志uchar keyvalue;sbit k1=P2^2;sbit k2=P2^3;sbit k3=P2^4;sbit k4=P2^5;uchar s;//总数void delay(uint x)uint a,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=10;b>0;b--);}void delay20ms(void) //误差0us{unsigned char a,b;for(b=215;b>0;b--)for(a=45;a>0;a--);_nop_(); //if Keil,require use intrins.h_nop_(); //if Keil,require use intrins.h }void delay1(uint x){uint a,b;for(a=x;a>0;a--)for(b=100;b>0;b--);}void write_com(uchar com)P0=com;rs=0;lcden=0;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;}void write_date(uchar date) {P0=date;rs=1;lcden=0;delay(10);lcden=1;delay(10);lcden=0;}void init(){wr=0;write_com(0x38);delay(20);write_com(0x0c);delay(20);write_com(0x06);delay(20);write_com(0x01);delay(20);}void keyscan(){if(k1==0){delay20ms();if(k1==0){ while(!k1);keyvalue=1;set=1;m++;}}if(k2==0){delay20ms();if(k2==0){ while(!k2);keyvalue=2;right=1;}}if(k3==0){delay20ms();if(k3==0){ while(!k3);keyvalue=3;jia=1;}}if(k4==0){delay20ms();if(k4==0){ while(!k4);keyvalue=4;jian=1;}}}//ad采集并返回unsigned char A_D(){unsigned char i,dat;CS1=1; //一个转换周期开始CLK=0; //为第一个脉冲作准备CS1=0; //CS置0，片选有效DIO=1; //DIO置1，规定的起始信号CLK=1; //第一个脉冲CLK=0; //第一个脉冲的下降沿，此前DIO必须是高电平DIO=1; //DIO置1，通道选择信号CLK=1; //第二个脉冲，第2、3个脉冲下沉之前，DI必须跟别输入两位数据用于选择通道，这里选通道CH0CLK=0; //第二个脉冲下降沿DIO=0; //DI置0，选择通道0CLK=1; //第三个脉冲CLK=0; //第三个脉冲下降沿DIO=1; //第三个脉冲下沉之后，输入端DIO失去作用，应置1CLK=1; //第四个脉冲for(i=0;i<8;i++) //高位在前{CLK=1; //第四个脉冲CLK=0;dat<<=1; //将下面储存的低位数据向右移dat|=(unsigned char)DIO; //将输出数据DIO通过或运算储存在dat 最低位}CS1=1; //片选无效return dat; //将读书的数据返回void main(){uchar a,s,q=0,w=0,e=0,r=0,aa,bb;uint cc;cc=(1000*table2[0]+100*table2[1]+10*table2[2]+table2[3])*3/25 CS=0;WR12=0;init();write_com(0x80+0x00);delay(20);for(a=0;a<5;a++){write_date(table1[a]);delay(20);}write_com(0xc0+0x00);delay(50);for(a=0;a<6;a++)write_date(table2[a]); delay(40);}write_com(0x80+0x08); delay(50);for(a=0;a<6;a++) {write_date(table3[a]); delay(40);}write_com(0xc0+0x08); delay(50);for(a=0;a<6;a++) {write_date(table4[a]); delay(40);}while(1){keyscan();if((keyvalue==1)&&(m%2==1)){write_com(0xc0+0x00);write_com(0x0f);}else if((keyvalue==1)&&(m%2==0)){write_com(0x0c);}if(set==1){switch(keyvalue){case 2:c++;if(c==4){c=0;}write_com(0xc0+0x00+c);write_com(0x0f);break;case 3:table2[c]++;if(table2[c]>'9'){table2[c]='0';}table3[c]++;if(c==0){q++;}if(c==1){w++;}if(c==2){e++;if(c==3){r++;}write_com(0xc0+0x00+c);write_date(table2[c]);write_com(0xc0+0x00+c);write_com(0x0f);break;case 4: table2[c]--;if(table2[c]<'0'){table2[c]='9';}table3[c]--;if(c==0){q--;if(c==1){w--;}if(c==2){e--;}if(c==3){r--;}write_com(0xc0+0x00+c);write_date(table2[c]);write_com(0xc0+0x00+c);write_com(0x0f);break;}keyvalue=0;}cc=(1000*q+100*w+10*e+r);cc=cc*34;s=(uchar)(cc>>8);s=(uchar)(cc*0.130*2);CS=1;P1=s;aa= A_D();bb=aa/2.5;if(bb>cc)s--;else if(bb<cc)s++;}}附录二：原理图：。
