2. 3 電流采樣模塊設(shè)計(jì)

　　電流采樣也就是將實(shí)際輸出的電流測(cè)量出來并顯示在LCD 上， 其基本原理是采集取樣電阻上的電壓， 并根據(jù)取樣電阻的值將其換算為相應(yīng)的電流， 這里采用10 位串行A/ D 轉(zhuǎn)換芯片T LC1543 采集電壓。為實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量， 仍采用TL431 作為電壓基準(zhǔn)， 基準(zhǔn)值為2 V 。值得一提的是， 若要求負(fù)載接地， 則負(fù)載和取樣電阻的位置應(yīng)調(diào)換， 此時(shí)， 測(cè)量取樣電阻兩端電壓時(shí)， 需用差分放大器進(jìn)行差分到單端的轉(zhuǎn)換。

　　2. 4 過流保護(hù)電路

　　為了防止外界干擾造成瞬間電流過大損毀器件， 設(shè)計(jì)過流保護(hù)電路， 采用專用電壓比較器LM311 實(shí)現(xiàn)， 比較器的參考電壓根據(jù)最大電流以及取樣電阻的阻值確定， 當(dāng)正常工作時(shí)比較器輸出低電平， 過流時(shí)輸出高電平， 單片機(jī)根據(jù)監(jiān)測(cè)到的電平變化觸發(fā)中斷將輸出電流置零。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)的C51 編程和PC 端基于LabVIEW 的監(jiān)控程序兩部分。單片機(jī)的C51 編程實(shí)現(xiàn)如下功能， 在圖2 中按數(shù)字鍵輸入設(shè)定電流， 之后按“ 確認(rèn)”鍵，如輸入錯(cuò)誤， 可隨時(shí)按“取消” 鍵， 取消本次操作； LCD 第一行顯示設(shè)定值， 第二行顯示實(shí)際測(cè)量值， 如果實(shí)測(cè)值未達(dá)到所需值， 可以按步進(jìn)加減鍵進(jìn)行微調(diào)， 使輸出值最終滿足要求。軟件設(shè)計(jì)的核心是識(shí)別鍵值， 并通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理完成數(shù)據(jù)的輸入、顯示和電流控制功能。

　　圖4 計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面

　　通信功能已經(jīng)成為儀器儀表的重要功能之一， 利用串口通信功能， 計(jì)算機(jī)可以對(duì)恒流源的輸出電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可以在PC 上對(duì)恒流源進(jìn)行遠(yuǎn)端控制。我們采用LabVIEW 編寫了計(jì)算機(jī)監(jiān)控程序， 并利用虛擬串口與Proteus 進(jìn)行了通信仿真調(diào)試。PC 端的控制界面如圖4 所示， 設(shè)置好通信參數(shù)后，輸入設(shè)定電流并確定即可， 前面板同時(shí)顯示出當(dāng)前儀器實(shí)際輸出的電流值。

　　4 結(jié)束語

　　經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)， 在理論上證明了本文所述數(shù)控恒流源設(shè)計(jì)方案的可行性。在仿真成功的前提下， 我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了實(shí)際電路， 經(jīng)實(shí)際測(cè)試， 與仿真結(jié)果十分接近， 滿足了設(shè)計(jì)要求。可見在借助Proteus 仿真技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤， 極大的提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本。