基于单片机的数控恒流源设计

基于PWM技术的数控恒流源电路设计现今，电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。

然而绝大多数数控电源设计是通过高位数的A/D 和D/A 芯片来实现的，这虽然能获得较高的精度，但也使得成本大为增加。

本文介绍一种基于AVR 单片机PWM 功能的低成本高精度数控恒流源，能够精确实现0～2A 恒流。

系统框模块介绍1 人机接口模块本模块包括小键盘电路和液晶显示电路。

键盘设计为3 乘以4 键盘，由数字键0～9，功能键删除及确认组成，采用反转法实现键值识别。

显示电路由带中文字库的LCD 12864 构成，该液晶可以每行8 个汉字显示4 行。

由于这部分电路比较简单，在此不详述。

2 核心控制模块系统的核心控制模块为AVR 单片机(ATMEGA 16L)。

主要使用了AVR 的PWM 功能和A/D 功能。

AVR 单片机片内有一个具有16 位PWM 功能的定时/计数器。

在普通模式下，计数器不停地累加，计到最大值(TOP=0xffff)后溢出，返回到最小值0x0000 重新开始。

当启用PWM 功能即在单片机的快速PWM 模式下，通过调整OCR1A 的值可实现输出PWM 波的占空比变化。

产生PWM 波形的机理是：PWM 引脚电平在发生匹配时(匹配值为0～0xffff 之间的值，如(1)其中，fclk_I/O 为系统时钟频率(7.3728MHz)，N 为分频系数(取1、8、64、256 或1024)。

在N 取1 时，根据式(1)得PWM 波的最大频率为7.3728MHz;当N 取1024 时，PWM 波的最小频率为7.2kHz。

本系统N 取256，PWM 波频率为28.8kHz。

单片机内部有1 个10 位的逐次逼近型ADC，当使用片内VCC 作为参考电压Vref，其分辨率为：(2)若使用片内的2.56V 基准源作为参考电压，依据式(2)可得到其分辨率为0.003V。

当系统需要更高的分辨率时，可以通过软件补偿的方法来实现。

具体实现方法可参考相关资料。

0 引言智能阀门定位器以DCS 系统提供的4-20mA 电流信号作为工作电源，实现气动阀门开度控制。

在生产和调试过程中，需要使用高精度的可调恒流源代替DCS 系统给阀门定位器提供控制信号进行功能验证和测试。

为此，本文以压控恒流电路为基础，设计了基于AVR 单片机的低成本、高精度的数控恒流源。

该恒流源输出电流具有“+”、“-”步进调整功能，在0～20mA 范围内精确可调；使用LCD 模组中文显示，人机交互非常友好。

1 系统组成系统结构如图1所示，按照功能可分为V/I 转换模块、数控模块、稳压电源几个部分。

V/I 转换模块基于压控恒流的电路原理将电压基准信号转换成恒定电流输出，是本系统恒定电流的生成部分，决定着整个系统的精确性、稳定性和负载能力。

数控模块包含单片机最小系统、D/A 转换电路和人机交互电路，将设置的输出电流数值经过线性化比例换算后由D/A 转换电路输出对应的基准电压，进而对V/I 电路的输出进行控制，实现输出电流的可调和可视。

稳压电源主要是为V/I 转换、单片机最小系统等各电路模块提供高质量的工作电源。

2 硬件电路设计2.1 V/I 转换电路V/I 转换电路是本设计中的核心模块，如图2所示。

自恢复保险丝F1与TVS 管D1组成输出接口保护电路，防止静电或者用户错接高压而对恒流电路造成损坏。

共模电感L1滤除共模干扰，提高电路工作的可靠性。

运放U1A 组成比较放大电路，根据控制信号Vref 与电流反馈信号的差值，改变输出电压，控制三极管Q1调节输出电流的大小。

从图中可以看到，运放U1A 的输出反馈回路中既有负反馈又有正反馈，二者彼此平衡时，进入稳定工作状态。

为了提高运放高增益回路的稳定性，防止电路发生振荡，在反馈回路适当位置需要增加补偿网络，电容E1和C4便是起到相位补偿的作用。

该电路中，U2A 和U2B 是电压跟随器，起到缓冲和电流隔离的作用；U2A 可防止正反馈电路对输出电流分流而产生误差，U2B 可防止因V/I 转换电路对前级电路的影响而造成控制电压Vref 不稳定。

数控直流电流源设计学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职称：起止日期：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。

完成输出电流显示功能，并使输出范围覆盖0～1A，是理想的电流源解决方案。

关键词：单片机 TLC5615 PWM控制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. it carries out the function of displaying the current output, meanwhile it achieves a range of 0 to 1A. Above all, it is an ideal solution of current source.Keyword: accurate current source , low offset , power amplification of type S目录摘要I 目录II 第1章绪论- 1 -1.1 在计量领域中的应用- 1 -1.2 在半导体器件性能测试中的应用- 1 -1.3 恒流源的发展历程- 2 -1.2.1 电真空器件恒流源的诞生- 2 -1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类- 2 -1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类- 2 -第2章恒流源的设计理论与总体方案- 3 -2.1 总体方案选取及性能指标- 3 -2.1.1 数控直流电流源的设计要求- 3 -2.1.2数控直流电流源系统设计方案比较- 3 -2.2 恒流源基本设计原理与实现方法- 4 -2.2.1 恒流源的基本设计原理- 4 -2.2.2 引起稳定电源输出不稳定的主要原因- 4 -2.2.3 恒流源的基本设计原理- 5 -第3章系统的硬件设计与实现- 5 -3.1 A TMEGA16单片机介绍- 5 -3.2 LCD1602液晶- 6 -3.3 D/A的介绍- 6 -3.4 供电电源的设计- 7 -3.5 PWM芯片的选择- 7 -3.6 PWM调制波与MOSFET的驱动电路的设计- 11 -第4章系统的软件设计- 12 -4.1 主软件流程- 12 -程序初始化- 12 -4.2 LCD1602软件流程- 13 -第5章系统测试分析与总结- 13 -5.1 测试方法- 13 -5.2 总结- 13 -附录- 16 -附1：原件清单- 16 -附2：总电路图- 17 -附3：源程序- 17 -参考文献- 23 -第1章绪论在实际生活中，很多电子系统都要求有稳定的直流电流源供电，特别是在厂矿企业和实验室中，直流稳压电流源作为一种必备的电子设备得到了广泛的应用。

前言随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已经成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格，发展空间等备受人们关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。

性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件就越优越，那么设备的寿命就更长。

基于此，人们对数控恒定电流器件的需要越来越迫切。

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，服务于各行各业。

电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。

只有满足产品标准，才能够进入市场。

随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。

数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。

这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。

在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。

数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。

前言随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已经成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格，发展空间等备受人们关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。

性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件就越优越，那么设备的寿命就更长。

基于此，人们对数控恒定电流器件的需要越来越迫切。

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，服务于各行各业。

电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。

只有满足产品标准，才能够进入市场。

随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。

数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。

这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。

在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V 的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。

数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。

第一章引言直流稳流电源基本参数就是输出电流的稳定，即实现恒流，而理想恒流源是不允许输出开路的，实际上当负载R的阻值大到输出电压的极限后，输出电流将下降，而不再恒定。

基于上述，本系统采用反激式开关稳压电源替换传统的线性稳压电源，在源头上提升电能的利用率和降低电压纹波；在此基础上，采用LM317和DAC8512配合使输出电压在1.25 V—6.25 V内可数字调控，特别地DAC8512为12位分辨率可达1/4096小于1mV显然在理论上可实现1mA的步进，当负载在1.25欧—6.25欧内变化，完全能满足设计要求。

再有，为了实现系统可预设输出电流给定值达到自我稳定，引入电流反馈将系统在自我调节到最终稳定的过程的电流值实时引入主控系统，作为下一次调节幅度的参考，具体方案是在输出回路上串联电阻，通过测量此精密电阻两端电压，实现电流的变向采样；所选用的采用电阻为0.1欧，主要介于功耗和误差的考量。

由于本系统最终实现电流在 20mA—1A内连续变化，那么加在采样电阻上的压差极其微弱，故本系统将此压差经运放OP07放大30倍至60mV—3V之间，再经过滤波、钳位送至高精度16位AD7790采样量化将数字量送入主控制器，由主控制器操控12位DAC8512完成对输出量的微调。

考虑到在此过程中，负载大到上述提到的极限后输出电流达不到预期，源于输出电压达到了极限，利用此特征将LM317的输出电压值经分压处理后引入MSP430主控片内AD进行检测。

最后由四位共阳极数码管实现当前稳定状态下的电流值。

第二章方案设计2.1设计思路基于MSP430单片机强大的系统功能和超低功耗的特点，本设计采用其作为主控制器。

利用其内置的中断控制，存储器保护以及系统的调试和控制功能和配合AD、DA、运放等模块完成对输出电流进行精准而可靠的采集和控制输出端电流精准对的微动，完成最终的输出稳定。

由于设计要求达到20mA—1000mA的电流调节幅度，而本系统采用反激式开关稳压电源的最大输出功率仅为8W左右，经LM317调压输出的电压区间为1.25V—6.25V，那么主控制器、AD、DA、运放、显示及驱动电路等电路的总功耗必须小于2W，而本设计采用四位共阳数码管势必要损耗1W左右，借此MSP430是首选，AD选用超低功耗AD7790，DA 选用DAC8512 SO8贴片、运放选用OP07贴片，两个双电源12V稳压芯片选用TO-92封装；最大限度的降低系统的控制及显示驱动部分的功耗，拓宽输出端功率的可调范围。

基于单片机控制的直流恒流源的设计基于单片机控制的直流恒流源的设计1. 引言直流恒流源是电子学中一个十分重要的电源，它能够为需要稳定电流的电路或设备提供稳定的电流输出。

在很多应用中，例如LED照明、电池充电、电化学实验等，直流恒流源都起着至关重要的作用。

为了满足实际应用需求，本文将基于单片机控制设计一种直流恒流源。

2. 系统结构本系统主要由单片机控制模块、电流测量模块、PWM调光模块以及电流输出模块四个部分组成。

其中，单片机控制模块负责接收用户输入的目标电流值，控制PWM调光模块输出恒流；电流测量模块用于实时读取电流值，反馈给单片机；PWM调光模块根据单片机给出的控制信号通过调节占空比的方式来控制输出电流；电流输出模块将调整后的电流信号输出。

3. 执行流程系统运行的主要流程如下：（1）初始化：单片机控制模块初始化，设定PWM调光模块PWM输出频率和占空比，电流测量模块初始化。

（2）用户输入目标电流值：通过按键或者其他输入设备，用户可以输入目标电流值。

（3）单片机控制：单片机读取用户输入的目标电流值，通过PID控制算法计算出PWM调光模块的控制信号。

（4）PWM调光：PWM调光模块根据单片机给出的控制信号调整占空比，从而控制输出电流。

（5）电流测量：电流测量模块实时测量输出电流并将数据反馈给单片机。

（6）反馈调整：单片机通过比较测量得到的电流值和目标电流值，根据误差大小调整PWM调光模块的控制信号。

（7）循环控制：系统根据反馈信号不断调整输出电流，直到输出电流稳定在目标电流值附近。

4. 系统特点与优势（1）精度高：采用PID控制算法可以实现精确的电流调节，输出电流精度高。

（2）可靠性强：系统采用了电流测量反馈，单片机能够根据实时电流值进行调节和控制，实现了稳定可靠的直流恒流输出。

（3）可扩展性好：基于单片机控制的直流恒流源可以通过添加其他模块实现更加复杂的控制功能，满足不同应用需求。

5. 实验与结果本设计基于单片机进行了实际搭建与测试，结果表明系统能够达到预期的设计要求。

辽宁科技学院（2014 届）本科毕业设计题目：基于单片机控制的直流恒流源设计专题：专业：自动化班级：自BG102姓名：韩杰学号：6019110205 指导教师：孙禾说明书31 页，图纸1 张，专题0 页，译文8 页基于单片机控制的直流恒流源设计摘要随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的。

它造价低，精确度高，体积小，使用方便。

本设计是以恒流源部分为核心，利用键盘来输入电流值，以STC89C52单片机为主控制器的直流恒流源。

该系统具有实时反馈的功能，恒流源设计可自动调整恒流输出，实际输出值能够在LCD液晶显示屏上显示。

此设计的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，并且采用C语言来进行各功能模块程序的设计和编写。

在利用系统结构框图描述系统硬件工作原理的基础上，介绍了本次设计所应用的各硬件接口技术和各个接口芯片的功能及工作过程，阐述了程序的流程和实现过程，并且利用各种元件实现了直流恒流源的功能。

本设计实现了电流可调，显示直观的要求。

适用于需要稳定性较高的小功率恒流源的领域。

关键词：恒流源，单片机，LCD显示The design of constant current source DC based on single chipmicrocomputerAbstractWith the widespread use of CNC power in an electronic device, general power generated errors at work, will affect the accuracy of the entire system. Digital intelligent power supply is aiming at the deficiency of traditional power supply design. It has the advantages of low cost, high precision, small volume, easy to use.The design is based on the constant current source part as the core, with the keyboard to input current value, the DC to STC89C52 MCU as the main controller of constant current source. The system has the function of real-time feedback, constant current source design of automatically adjustable constant current output, actual output can be displayed on the LCD screen. The leading thought of this design is the combination of hardware and software, hardware based, and uses C language to design each function module of the program and writing. Described in the block diagram of system structure based on the working principle of the system hardware, this paper introduces the function and working process of the application of the design of the hardware interface technology and the interface chip, describes the processflow and implementation process, and the use of various elements of the DC constant current source function.Design and implementation of the current can be adjusted, visual displayrequirements. Suitable for small power need high stability constant current source areas.Keywords: constant current source, MCU, LCD display目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 国内外研究现状及已有的研究成果 (1)1.1.2 目的及意义 (2)1.2 主要研究方法及设计内容 (3)2 系统方案设计 (3)2.1 系统总方案设计 (4)2.1.1 系统总方案选择 (4)2.1.2 系统总结构框图 (4)2.2 恒流源部分方案的设计与选择 (5)2.2.1 恒流源方案的选择 (5)2.2.2 供电电源方案选择 (6)2.2.3 控制单元方案选择 (6)2.2.4 反馈系统方案选择 (7)3 系统硬件电路设计 (8)3.1 单片机最小系统 (8)3.1.1 单片机原理概述 (8)3.1.2 单片机基本系统 (9)3.2 键盘扫描 (10)3.3 A/D及D/A转换器 (11)3.3.1 D/A转换原理 (11)3.3.2 A/D转换原理 (14)3.4 1602LCD显示 (16)3.5 供电电源模块 (18)3.6 恒流源设计 (19)3.6.1 恒流原理与电路设计 (19)3.6.2 运算放大器 (20)4软件系统设计 (21)4.1 系统总程序设计 (21)4.2 系统子程序设计 (22)4.2.1 键盘扫描程序设计 (22)4.2.2 D/A转换子程序 (23)4.2.3 A/D转换子程序 (24)5 系统测试 (26)5.1 系统调试 (26)5.1.1 软件调试 (26)5.1.2 硬件调试 (27)5.2 直流恒流源图 (27)5.3 数据记录和误差分析 (27)5.2.1数据记录 (27)5.3.2误差分析 (28)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A 程序 (32)附录B 原理图 (51)附录C (52)附录D (57)1 绪论1.1 概述1.1.1 国内外研究现状及已有的研究成果恒流源器件已有近50年的发展史，工业技术的发展，很早就有了对恒流源的需求，最典型的就是电池应用和管理，必须采用恒流源来对其充电，电流流入电池的形式，导致这种电源被形象地称为充电器，充电器的应用范围由于各种电池如汽车电池，手机电池的广泛应用而广泛发展，有大到几十千瓦小到几毫瓦的充电器，甚至更广泛。

数控恒流源的设计与实现数控恒流源是一种电子设备，它可以在恒定的电流范围内自动调节输出电流。

这种设备被广泛应用于电子、机械、光学、医疗等领域。

它具有精度高、效率高、可靠性强等优点。

下面，我们将详细讨论数控恒流源的设计与实现。

一、设计方案1.数控恒流源的工作原理数控恒流源的工作原理是利用电阻、电感和开关管等元件组成一个功率电路，通过对开关管的控制，来调节输出电流。

具体过程如下：①从外部输入一个控制信号。

②控制信号由微控制器或其他控制元件解码。

③解码器将控制信号转换为PWM信号。

④PWM信号控制开关管，使其按照一定的频率开闭。

⑤开关管在闭合瞬间，会将电源的电能存储在电感中。

⑥当开关管打开时，存储在电感中的电能会被释放，形成一定的输出电流。

（注：开关管的频率一般在几十KHz以上，这样可以减小开关管的体积，并提高效率。

）2.电路设计数控恒流源的电路设计需要考虑到以下因素：（1）电路的精度：为保证电路输出的电流精度，需要选择高精度的元件。

（2）电路的效率：在能满足精度要求的前提下，应尽量提高电路的效率，以减小体积和降低成本。

（3）电路的稳定性：电路需要在多种不同的工作条件下稳定地输出电流，因此需要在设计中考虑到各种因素的影响。

（4）电路的控制：为了保证电路的稳定和精度，需要采用数字控制技术，实现对电流的精确控制。

基于以上考虑，我们可以设计出如下电路：（1）控制电路：采用单片机或FPGA等数字控制芯片，实现对电路的精确控制。

（2）功率电路：由电源、电感、开关管、稳压电路等部分组成。

（3）反馈电路：通过反馈电路，实现对输出电流的精确测量和控制。

二、实现方法1.电路的制作电路的制作需要根据电路设计方案进行，选择合适的元件进行制作。

在制作的过程中需要注意以下几点：（1）元件的选取需要严格参照设计方案，要保证元件的精度、效率和稳定性。

（2）焊接需要仔细，避免焊接不牢固或损坏元件。

（3）在调试电路时，需要注意安全，避免电路损坏或对人身安全造成影响。

基于51单片机的数控恒流源设计摘要：文章介绍了一种基于AT89C51单片机的数控恒流源，通过D/A转换实现输出电流的高精可调，通过采集采样电阻上的电压经A/D转换实现闭环控制，通过数码管显示当前输出电流。

该数控恒流源输出0~40 mA，精度0.2 mA 的数控恒流源。

关键词：AT89C51；闭环控制；数控恒流源恒流电流源是仪器仪表、电子电路领域一种重要的电子设备，运用广泛，但是目前很多恒流源只能输出某一种或某几种特定电流，通用性较差。

文章介绍了一种高精度的数控恒流源：通过键盘设定输出电流值，数码管显示当前电流值，实现0~40 mA可变输出，精度0.2 mA。

以满足测试、科研等各个领域的使用。

1 数控恒流源硬件设计本系统的硬件部分主要包括：电压—电流转换电路、电源电路、控制电路（包括数模、模数转换）、键盘输入及数码管显示电路等。

?譹?訛电压—电流转换电路。

电压—电流转换器电路如图1所示，通过U1电压跟随器，使得输入电流小，而输出电压基本不变。

U3A使得输出电流由R3流出。

理论计算：通过7端输入基准电压，保证■=■,则I=U/R3。

经实际测试，当基准电压输入40 mA，R3选用50 ?赘。

?譺?訛电源电路。

用于产生+9 V、-9 V、+5 V电压，给放大器、单片机、A/D、D/A供电以及提供基准电压。

本例中采用8位并行数模、模数转换器。

基准电压选5 V，分辨率可达0.0195 V。

?譻?訛控制电路。

控制电路如图2所示，通过键盘向单片机输入设定值，产生数字量输出，进入数模转换器，提供基准电压。

P3口接收采样电压经A/D芯片输出的数字量，在单片机内部进行比较，调整P2口的输出量，设定步进与比较精度，使得输出电流达到设定值。

?譼?訛显示部分。

采用74ls48,4-7译码器将单片机收到的采样电压以动态扫描的方式显示在四位七段数码管中。

以2-4译码器控制共阴极的导通。

2软件设计软件部分包括：按键检测部分、数码管显示部分、闭环控制部分。

前言随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已经成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格，发展空间等备受人们关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。

性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件就越优越，那么设备的寿命就更长。

基于此，人们对数控恒定电流器件的需要越来越迫切。

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，服务于各行各业。

电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。

随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。

随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。

电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。

只有满足产品标准，才能够进入市场。

随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。

数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。

这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。

在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V 的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。

数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。

基于51单片机的程控恒流源设计
0 引言
在飞速发展的电子和电信技术系统中，电源的优劣在一定程度上决定着电信设备的性能和寿命。

因此，人们对程控恒流器件的需求也日益迫切。

虽然目前市场上的数控恒压技术已经比较成熟，数控电压源产品也已朝着智能化和小型化的趋势发展，且价格也越来越便宜。

但是，在恒流源方面，尤其是数字控制的恒流技术则由于起步较晚，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在着巨大的发展空间。

为此，本文以C8051FF330D 单片机为控制核心，并利用C8051FF330D 的I2C 串行总线扩展外围器件，同时以模块化设计方法，设计了一种程控恒流源。

而且整个电源还具有功耗低、体积小，电流纹波小、控制精度高和运行稳定等特点。

1 系统总体结构
该程控恒流源设计主要采用C8051FF330D 单片机内部的10 位电流型数模转换器和电流/电压转换电路来输出0～4 V 的模拟量，然后用这个电压信号来控制恒流源的输出电流，以使其按照给定值变化。

由于本系统扩展了I2C 串行总线接口，以及以ZLG7290 为核心的键盘和LED 数码管显示器电路，因而可用键盘进行电流值和时间间隔的设定，其电流值设定范围为0～10 A，时间间隔为0～10 小时。

另外，系统还具有掉电保护功能，故当其恢复用电后，可使电流源从断点处恢复运行。

图1 所示是本系统的硬件组成结构。

其中，时钟电路采用外部晶体振荡器来提高时钟精度，JTAG 接口电路则为系统提供全速、非侵入式的在线系统
调试接口，而外部复位电路可用于强制MCU 进入复位状态。