基于AT89S52的多功能數(shù)控電流源設(shè)計
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D／A轉(zhuǎn)換的電路如圖3所示。
1．4 V／I轉(zhuǎn)換部分
V／I轉(zhuǎn)換電路采用高精度集成運放OP07作為比較放大器，DA的輸出電壓經(jīng)跟隨器與比較器的同向端相連，比較器的反向端與采樣電阻的相連，使電流預設(shè)值與測量值直接進行比較，±12 V電源為OP07提供電源電壓，運放的輸出電壓信號控制達林頓復合三極管的導通，經(jīng)模擬閉環(huán)反饋調(diào)整使電流達到設(shè)定值，TIP41(10 A)是大功率PNP三極管，在本設(shè)計中的主要功能是實現(xiàn)功率放大。
采樣電阻將電流信號以電壓的形式加到運放的輸入端，由此構(gòu)成的電流并聯(lián)負反饋電路，可以減輕后級電路對D／A的干擾，從而得到恒流輸出，大大提高了電流源的穩(wěn)定性。
根據(jù)運算放大器的結(jié)構(gòu)可知，負載電流僅與輸入電壓和采樣電阻的阻值有關(guān)，而與負載電阻的大小無關(guān)。當輸入電壓保持不變時，負載電阻在一定范圍內(nèi)變化，而輸出電流將保持不變，由此構(gòu)成恒流源電路。本設(shè)計方案的一個主要特點是，采用康銅絲做采樣電阻，康銅絲的溫度系數(shù)約為5 ppm／℃，當有電流流過電阻是引起的溫度升高對其阻值影響不會太大，其溫度特性較好。電路中各電阻均應選用精密電阻，以達到能高的V／I轉(zhuǎn)換精度。V／I轉(zhuǎn)換部分電路圖如圖4所示。
1．5 人機接口
為了能夠更好地顯示更多信息，且能直接輸入電流值。使用4x4鍵盤和LCD顯示屏構(gòu)成人機接口。使用AT89S52、薄膜鍵盤和LCD顯示屏YM12864R構(gòu)成人機接口。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)的主程序流程圖如圖5所示，由主程序?qū)崿F(xiàn)整體控制，系統(tǒng)的功能子程序主要包括A／D轉(zhuǎn)換子程序，A／D轉(zhuǎn)換處理子程序，延時子程序，鍵盤處理子程序，液晶顯示子程序等。
程序開始運行后，首先進行系統(tǒng)初始化，顯示初始設(shè)定的電流值和實際采樣得到的電流值，然后檢測是否有鍵按下，若有則進入按鍵處理子程序。由于采樣電阻隨溫度變化，因此軟件設(shè)計中需根據(jù)實際測得的變差數(shù)據(jù)，根據(jù)實際電流與電流理論值直接的函數(shù)關(guān)系進行溫度補償，使實際輸出電流值與預設(shè)電流值之間的變差保持在誤差允許范圍內(nèi)。
2．1 D／A轉(zhuǎn)換部分
D／A轉(zhuǎn)換器選用TLV5618，TLV5618是串行輸入的12位高精度快速D／A轉(zhuǎn)換器，能夠輸出二倍于基準電壓的電壓信號。其基準電壓是由MC1403提供的2．5 V電壓，因此經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換后得到的輸出為0～5 V。12位D／A轉(zhuǎn)換器，分辨率為1／4 096，選采樣電阻為0．1Ω，D／A輸出分辨率為1 mA的電流，實現(xiàn)步進10 mA，能夠滿足本設(shè)計的要求。
TLV5618的時序轉(zhuǎn)換圖如圖6所示。
根據(jù)上述時序圖，編寫DA轉(zhuǎn)換子程序，其流程圖如圖7所示。
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