基于AT89C52的数控直流电流源设计方案
来源： 作者： 发布时间：2015-01-08 10:39:59 浏览量：2.4 恒流源电路
恒流源模块电路的设计是本系统硬件设计的核心，它是用电压来控制电流的变化。为了能产插件电感生恒定的电流，我们采用电压闭环反馈控制。恒流源电路原理图如图2所示，该电路由运算放大器、大功率达林顿管、采样电阻Rs、负载电阻RL等组成。取样电阻RS从输出端进行取样，再与基准电压比较，并将误差电压放大后反馈到调整管，使输出电压在电网电压变动的情况下仍能保持稳定。电路中调整管采用大功率达林顿管TIPl27，既能满足输出电流最大达到2A的要求，也能较好地实现电压近似线性地控制电流。Rs选用热稳定性好的康铜丝，并选取较大的阻值（2Q），使得在电流较低时也能获得较大的电压值。运算放大器采用高精度的OP一27作为电压跟随器。当Ui一定时，运算放大器的Ui=Uf，Io=Is=U1/Rs，达林顿管的，Ic≈Ie。（基极电流相对很小，可忽略不计），所以Io=Is=Ui/Rs……正因为I0=Ui/Rs，电路输入电压配Ui控制电流Io，即I0不随RL的变化而变化，从而实现压控恒流。
2.5 电流采样电路
输出电流采样电路测量工字电感器Rs两端的电压差，根据，I=U/R换算得到电流值。电路原理图如图3所示。通过对电阻Rs两端的电压值进行采样，经过运算放模压电感器大器送入A/D转换器ADS7841进行转换。因为A1、A2为电压跟随器，输入电阻高，所以采样端V1、V2几乎不分流，从而实现对电流的精确采样。因为采样电阻Rs两端有较高的电压，所以，差分电路中的运放器采用双电源供电。因为电流输出的范围较宽，所以放大倍数不能太大。Rs=2Ω，测量的电流范围为0—2000mA。
Rs两端的电压在0—4V的范围内变化。将该电平输入到ADC输入，因（V1一V2）和A/D的数字采样之间具有线性对应关系，故通过单片机就可以测量出（V1-V2）的电压值，从而计算出恒流源的输出电流。
人机界面包括键盘和显示电路，主要是为了实现对电流值的任意设定，对给定值和输出值实时显示。
输入设备采用轻触按键来实现，显示部分采用LED显示。由于显示的电流值最多为4位，所以在设计中使用了8个共阳极数码管，采用动态扫描的方式实现。
为了增强位选信号的驱动能力，将位选端口接在9012三极管的基极，使9012三极管工作在开关状态，大大提高了数码管显示的亮度。
3 系统的软件设计
为了提高代码的执行效率，系统软共模电感器件设计均采用汇编语言编写。单片机软件主要包括主程序，A/D电流采样子程序，D/A输出电流给定值及键盘显示等程序。A/D采样子程序主要是采集电路中的电流信号，再通过单片机运算并显示当前的电流大小。D/A输出程序将用户设定的恒流值转换成为模拟信号，并提供给压控恒流源，实现恒流控制。键盘与显示程序用LED动态显示数多层片式电感器据信息，在一个主程序周期中扫描检测一次键盘，察看是否有有效的键按下，再根据键盘状态做出相应的处理。系统软件流程图如图4所示。
4 系统测试
采用数字万用表DT9904C（四位半）为测量仪器，以毫安档与负载串联，通过键盘预置输出的电流值，在不同的预置值下测量实际的电流值，检测结果如表1。
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