數(shù)控電流源【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述通信工程數(shù)控電流源摘要：通過文獻(xiàn)的閱讀，總結(jié)了他們各個(gè)模塊的優(yōu)缺點(diǎn)。本文介紹了基于單片機(jī)控制的數(shù)控電流源設(shè)計(jì)，包括它們的硬件組成部分及軟件系統(tǒng)等。并對它們各自的硬件組成部分，軟件部分進(jìn)行比較分析，歸納總結(jié)他們的優(yōu)缺點(diǎn)等。對其數(shù)控模塊，電源模塊等選擇的方法進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：pic單片機(jī)；電流源；D/A轉(zhuǎn)換器一、引言：通過閱讀參考文獻(xiàn)[1]-[5]了解到電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，涉及了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，給電力電子技術(shù)提

2、供懶人廣大闊的發(fā)展前景。同時(shí)也給電源提出了更高的要求。普通電源由于精確度不高等缺點(diǎn)已不能滿足現(xiàn)實(shí)的需要。直到單片機(jī)技術(shù)和電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)，才使精確數(shù)控源的發(fā)展有了可能。基于模擬電路的電流源雖然可以實(shí)現(xiàn)高精度、寬電流范圍輸出，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)整困難，指示不直觀。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制電流源開始出現(xiàn)，其以控制靈活、調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)展示了良好的應(yīng)用前景。電源技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用廣泛，例如：開關(guān)穩(wěn)壓電源在數(shù)控機(jī)床上維修改造中的應(yīng)用，用它來測試調(diào)整電壓，消除故障等。電源技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也占有很大的優(yōu)勢，既

3、環(huán)保又節(jié)能。二、應(yīng)用于數(shù)控電流源的常用單片機(jī)PIC16F877A:PIC16F877A采用的是哈佛結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)指令的單直指節(jié)化，有精簡指令集技術(shù)，尋址方式簡單，I/O口驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，具備SPI串行總線端口，外圍電路簡潔，不僅便于開發(fā)，而且還可節(jié)省用戶的電路板空間和制造成本。程序保密性強(qiáng)，有低功耗、寬電壓設(shè)計(jì)，能將相當(dāng)一部分外圍器件結(jié)合在一起，使用方面、抗干擾能力提高。CYGNAL公司的C8051F020型單片機(jī)，該單片機(jī)是一種處理混合信號系統(tǒng)級芯片,具有與8051指令集完全兼容的CIP-51內(nèi)核。芯片上有一個(gè)真正12

4、位100ksps、8通道帶可編程增益放大器的ADC及真正8位500ksps、帶可編程增益放大器的ADC,還有雙12位可稱快更新的DAC,豐富的串行接口:具有雙工UART、PHILIPS或INTEL標(biāo)準(zhǔn)的I2C/SMBus串行總線及MOTOROLA的SPI串行總線等。它采用流水線結(jié)構(gòu),執(zhí)行指令可高達(dá)25MIPS的速度,比標(biāo)準(zhǔn)8051快20倍以上,絲毫不遜于PIC、AVR單片機(jī)。采用該芯片的通信口、一塊將TTL電平轉(zhuǎn)換為232電平的集成電路加上光偶,組成通信接口,整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,穩(wěn)定性和速度等性能指標(biāo)更高。89S52

5、單片機(jī)基本系統(tǒng):數(shù)控部分的核心采用89S52。晶振、復(fù)位、74LS245、非易失存儲(chǔ)等組成單片機(jī)的基本系統(tǒng)。SPCE061A:SPCE061A單片機(jī)為一種16位單片機(jī),被用來作為數(shù)控直流電流源的核心控制器件主要是基于以下考慮:其數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng),在功能上遠(yuǎn)超過8位單片機(jī);集成度較高,基本不使用外部接口;SPCE061A單片機(jī)內(nèi)部自帶有10位的DAC和ADC轉(zhuǎn)換器,其接口是可編程控制的,使用起來更方便可靠;有支持DSP(數(shù)字信號處理)的指令,可方便地實(shí)現(xiàn)語音處理功能;帶有LCD,可實(shí)現(xiàn)多數(shù)的同時(shí)顯示.。二、基于單片機(jī)

6、控制的數(shù)控電流源文獻(xiàn)[2]介紹的一種以PIC16F877A單片機(jī)為核心部件，采用PID算法實(shí)現(xiàn)量程可選、輸出可調(diào)、步進(jìn)精確等功能的電流源。核心部件PIC16F877A單片機(jī)是Microchip公司開發(fā)的新產(chǎn)品，具有FLASH編程的功能，可以直接在單片機(jī)上進(jìn)行如暫停CPU執(zhí)行，觀察寄存器內(nèi)容等操作，是目前應(yīng)用最廣泛的一種PIC單片機(jī)。本設(shè)計(jì)采用電源模塊為開關(guān)電源，以達(dá)到輸出范圍和精度以及紋波的要求。根據(jù)系統(tǒng)要求，采用D/A轉(zhuǎn)換后，接運(yùn)算放大器構(gòu)成的功率放大來控制D/A的輸入，從而控制電流值的方法。本系統(tǒng)主要由數(shù)控部分

7、、電源部分和鍵盤顯示電路組成。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。由于開關(guān)電源的功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，功率損耗小、效率高。與之相配套的散熱器體積大大減小，同時(shí)脈沖變壓器體積比工頻變壓器小了很多。因此采用開關(guān)電源的電流源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。由于此設(shè)計(jì)對電源的要求比較高，尤其體現(xiàn)在對電源的功率和紋波電壓的要求上。因此，在這里采用的是開關(guān)電源電路。文獻(xiàn)[3]介紹的電流源是以C8051F020為核心的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),利用該單片機(jī)內(nèi)部集成D/A輸出控制信號,該信號作用到外圍電流路,從而輸出所需要的電壓,還利用單片機(jī)內(nèi)部集

8、成A/D采樣輸出電壓。該電流源具有開和過載保護(hù)功能,輸出電流增減以按鍵方式調(diào)整,電流值以數(shù)字方式顯示。該電流源既可單獨(dú)使用,又可以通過串口與PC機(jī)連接,通過PC機(jī)控制電流源操作(在PC機(jī)上設(shè)定輸出電流)同時(shí)電流源將工作狀態(tài)(如輸出值,是否開路和過載等)反饋給PC機(jī)。文獻(xiàn)[2]中介紹的D/A轉(zhuǎn)換模塊采用的是TLC5615為美國德州儀器公司1999年推出的產(chǎn)品，