基于51单片机恒压恒流源的设计
恒压、恒流源的设计学校:专业：电气工程及其自动化带队教师:参赛队员:第一章前言 (3)第二章方案论证 (4)第三章整体设计思路 (5)1）、整体主电路框图2)、整体框图3)、电源主体4）、控制电路第四章单元电路 (7)1)、充电电流取样检测电路2)、充电电压取样检测电路3)、检查及保护电路4)、时钟芯片DS1302辅助电路5)、1602液晶显示模块第五章软件设计 (13)第七章结论 (14)附页前言铅酸蓄电池是目前世界上广泛使用的一种化学电源，该产品具有良好的可逆性，电压特性平稳，使用寿命长，适用范围广，原材料丰富（且可再生使用）及造价低廉等优点而得到了广泛的使用。
是社会生产经营活动中不可缺少的产品。
但是，若使用不当，其寿命将大大缩短。
影响铅酸蓄电池寿命的因素很多，而采用正确的充电方式，能有效延长蓄电池的使用寿命。
研究发现：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。
也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的。
由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。
而且，传统充电器的充电策略比较单一，只能进行简单的恒压或者恒流充电，以致充电时间很长，充电效率降低。
另外，充电即将结束时，电池发热量很大，从而造成电池极化，影响电池寿命。
针对上述问题，设计了一种智能充电器，尽量延长铅酸蓄电池的使用寿命。
第二章方案论证一、方案论证与比较控制器的选择方案1：采用AT89S52单片机，该单片机做为经典单片机，方便使用，价格便宜，较长使用；但其功能单一，使用中需要外加多个其他电路，增加外围电路的设计及成本；方案2：选择STC12C5A60S2单片机，此款作为本控制器自身带有AD转换、捕捉、PWM等功能，可减少外围设计且价格适中，开发周期短，编程及调试环境简单，容易实现；方案3：选择PIC16F1829单片机，本款控制器功能齐全，属于当前高端的8位MCU，其工作速度快，功耗低，可靠性高，但其开发调试环境都需要专门的调试器，不利于任务的完成。
综上所述，选择方案2；稳压电路选择方案1：采用集成稳压模块，如LM7805、LM317等。
此种拓扑形式的稳压电路可控性较差，控制精度较低；方案2：采用分离式元件，如大功率达林顿、场效应管等。
电路较复杂，但性能指标可通过自己设计其大小，利于根据单片机的需要设置工作环境，如短路保护定值，负载电流的测量等。
综上所述，选择方案2；第三章整体设计思路1）整体主电路框图主电路框图2）、整体框图3、电源主体、辅助电源直流电源部分的工作原理：交流220V 的市电经变压器TI 降压、桥式整流电路进行整流，然后通过C 1滤波，所得到的电压V=15V 同时提供给BUCK 变换器和7805，7805三端稳压器稳压后的输出为单片机提供5V 的直流工作电源。
若电源准就绪，备发光二极管发亮，显示电源正常。
、主电路交流220V 输入单片 机降压、整流、滤波电源主电路电压采样 电流采样蓄 电池液晶显示按键控制主控电路部分主要由开关型电流控制回路、检测取样电路、液晶显示电路组成。
主电路4 控制电路、主控电路主控电路第四章单元电路、充电电流取样检测电路该电路设置了过流保护，能达到恒流充电目的。
电流取样放大电路，是把取样后的电流以电压形式送回到PWM比较器中去比较，从而决定输出的占空比。
如图所示：图电流取样检测电路、充电电压取样检测电路当接入电池时，检测到电池两端有电压，充电器开始充电。
当检测到电池端电压已经达到最大值时，确定充电已满，调整PWM输出占空比，充电器自动转入浮充电状态，并发出声光报警。
如图所示：图电压取样检测电路、检查及保护电路过载检查及短路保护电路时钟芯片DS1302辅助电路DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为～。
采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
[6]4.4.1引脚功能及结构在DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。
在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。
DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。
当Vcc2大于Vcc1+时，Vcc2给DS1302供电。
当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
X1和X2是振荡源，外接晶振。
RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST 输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。
如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。
上电运行时，在Vcc≧之前，RST必须保持低电平。
只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。
I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。
SCLK始终是输入端。
4.4.2 DS1302的控制字节DS1302 的控制字符表示。
控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。
4.4.3数据输入输出(I/O)在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。
同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。
4.4.4 DS1302的寄存器DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。
此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。
时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。
DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。
4.4.5设计该模块完成的任务用于为系统提供精确的时间1602液晶显示屏4.5.1液晶显示的原理液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板，为什么会显示数字呢原来这种液态光电显示材料，利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。
液晶在正常情况下，其分子排列很有秩序，显得清澈透明，一旦加上直流电场后，分子的排列被打乱，一部分液晶变得不透明，颜色加深，因而能显示数字和图象。
4.5.2基本用途该点阵的屏显成本相对较低，适用于各类仪器，小型设备的显示领域。
4.5.3设计该模块的作用用于显示当前系统信息，即输出电压、电流。
第五章软件设计主流程图第五章proteus仿真电路图仿真电路图图5-1 主电源仿真图图5-1是本设计的主体部分。
Q4为大功率达林顿管，在此作为调整管，Q3选用2N5551，最为对调整管的一级驱动电路。
由上图可知，供电12V，调节2N5551的输入电压即可改变输出大小的电压。
图5-2 电流检测放大电路图5-2为电流检测放大电路，通过采集RV2上的电压，通过运放的放大到单片机AD转化后即可知道回路中的电流值，从而判断当前电路是否过载。
图5-4 DS1302仿真电路图U3是DS1302是该电子时钟的时钟芯片，它右侧是晶振电路，它的功能是给它提供时钟频率作为DS1302的工作频率。
51单片机不停的从DS1302中读取信息然后在1602液晶显示上显示出来。
EEPROM，它是用来存储时钟闹铃的。
实物图使用方法本设计通过液晶显示当前输出电压、电流值，并通过外界两点触按钮实现电压的高低调节，使用简单。
电路设计过流保护，自动控制电流上限。
性能测试1）纹波大小（测试环境：负载20Ω/50W）输出12V纹波输出波形空载纹波带载纹波结论自申请本设计以来经过分析问题，查找资料，制作实物，编写程序阶段工作，直到系统成型，一共经过了四个多月的时间，其间尝试了两种主电路设计（一是mos管作为开关电路，二是三极管作为开关电路），尝试了avr、51等系列的单片机控制，驱动电路的选择（用不用驱动芯片，光耦隔离）等，最后我们选择了TIP41作为开关电路，51单片机作为控制芯片，三极管放大电路作为驱动电路作为最终的方案。
本设计以单片机为核心设计一种智能恒压恒流电源，不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能卓越。
本设计程序稍加修改便能够实现对铅酸蓄电池的快速充电，慢充以及涓流三个阶段充电。
输出电压采用数字显示，输人采用按键方式，操作使用方便，具有较高的使用价值。
由于水平有限，并且时间不足，有许多技术与算法都没有深入的研究，需要在以后继续研究中不断的完善，总结如下：(1)、经过这次设计，它让我接触更多平时没有接触过的科学仪器设备、元器件以及获得相关的仪器调试经验，同时我也发现自己在这方面很多不足之处。
体会到理论知识对实践有很大的指导作用，她让我知道，只有在正确的理论指引下，才能设计出合乎实际需要的硬件电路。
(2) 电路的硬件设计能力有待进一步提高。
(3) 软件编程能力有待进一步提高。
（4）本设计程序稍加修改便能够实现对铅酸蓄电池的快速充电，慢充以及涓流三个阶段充电。
参考文献[1]康华光等，电子技术基础模拟部分，北京：高等教育出版社，1999，第四版，106-111。
[2]康华光等，电子技术基础数字部分，北京：高等教育出版社，2000，第四版，40-57[3]李全利，单片机原理及接口技术，北京：高等教育出版社，。
[4]张毅刚等，单片机原理及应用，北京：高等教育出版社，2004。
[6]全国大学生电子设计竞赛组委会，全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编（第一届~第五届），北京：北京理工大学出版社，2004，12-50。
[7] STC12C5A60S2官方提供单片机详情介绍[8]龚运新，单片机C语言开发技术北京：清华大学出版社。
[9]唐颖，单片机原理与应用及C51程序设计，北京大学出版社，2008第一版。
[10]王水平等，单片机开关电源集成电路应用设计实例，人民邮电出版社，2008第一版。
基于51单片机的恒流源设计
基于51单片机的恒流源设计Abstract: This paper presents the design of a constant current source based on AT89C51 microcontroller for precision applications. The device is implemented with a sensing resistor, an operational amplifier and a switching transistor to maintain a consistent output current. The control algorithm is written in C programming language and the device can be programmed through a serial interface. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed design with high precision and stability in various conditions.Keywords: Constant Current Source; AT89C51 Microcontroller; Sensing Resistor; Operational Amplifier; Switching Transistor; C Programming Language.Introduction:Constant current source is an important circuit that provides a stable current output for various applications such as LED drivers, battery charging and sensor bias. The existing options of current source are based on discrete components such as transistors, resistors and zener diodes. The major disadvantage of these circuits is the limited precision and instability caused by mismatches, temperature fluctuations and aging effects. On the other hand, microcontroller based current sources offer greater flexibility, precision and stability due to their digital control and programmability. This paper presents the design of a constant current source based on AT89C51 microcontrollerfor high precision applications.Design:The proposed circuit employs a sensing resistor and an operational amplifier to detect and amplify the voltage drop across the resistor. The amplified signal is fed to theanalog input of the microcontroller where the controlalgorithm is executed. The algorithm compares the voltage toa reference value and adjusts the output voltage of aswitching transistor accordingly to maintain a constant current. The switching transistor is connected in series with the load and controlled by the microcontroller through adriver circuit. The control algorithm is written in C programming language and compiled with Keil µVision software. The device can be programmed and debugged through a serial interface using a PC with a USB to TTL converter.Results:The performance of the proposed circuit was evaluated through experiments with a load resistance of 10 ohms. The nominal current was set to be 100mA and the maximum output voltage was 5V. The measurements were taken under various conditions of temperature and load resistance. The experimental results demonstrate the high precision andstability of the circuit with a current accuracy of 1% and a voltage ripple of 10mV. The response time of the control algorithm was 100µs and the maximum switching frequency was1kHz. The circuit was also tested with a capacitive load and the results showed a good transient response withoutovershoot or oscillation.Conclusion:A constant current source based on AT89C51microcontroller has been designed and implemented with highprecision and stability. The circuit employs a sensing resistor, an operational amplifier and a switching transistor to maintain a consistent output current. The control algorithm is written in C programming language and the device can be programmed through a serial interface. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed design with high precision and stability in various conditions. The circuit can be further improved by adding protection features, current limiting and remote control options.。
基于单片机的恒流源设计
（1）C1，C21，因为每一种晶振都有各自的特性，所以最好按制造厂商所提供的
数值选择外部元器件。
（2）在误差允许的区域内，C1和C2值都是越小，实现的功能就越精确，如果C1和C2值比正常数值大时，可能会使振荡器更加稳定，可是也会增加响应的时间。
TLC5615芯片的结构框图与特点
场效应晶体管作为主要组成部件的恒流电路，如图2所示。Rg1、Rg2分压，稳定G点电位。由于MOSFET的G电压被钳位.当流过MOSFET的电流有增大的趋势时，负反馈电阻上的压降增大，使MOSFET截止趋势增加，电流下降。同样的当流过MOSFET的电流有减小的趋势时，负反馈电阻上的压降降低，使MOSFET导通趋势增加，电流升高，从而达到恒定输出的作用。具体恒流输出Id如下：
图9：Urst电压时间曲线。
在本设计中采用了按键复位和上电复位的两种模式（如图8所示）上电复位完成系统初始化，同时增加的手动按键复位可以方便调试使用。
在单片机最小系统里晶振的作用是给单片机输入时钟信号，这个时钟信号就是单片机的工作速度。单片机工作的最小时间计量单位就是由这个晶振决定的。
图10晶振电路
基于单片机的恒流源设计
基于单片机的恒流源设计
摘 要
恒流源在日常生活中扮演着重要的角色，很多电子设备需要做恒流源。恒流源的用途很丰富，它能够在脉冲或者差动放大电路中产生作用，同样也能够作为它的有源负载，又可以提供给放大电路偏流用来使它的静态功能工作点处于稳定。
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（1）晶体管恒流电路优点：无特殊的元件使得设计简单而且可行性较高，电流输出可以通过Rs控制。
（2）晶体管恒流电路优点：元器件本身差异造成不同管子的晶体管节电压Ube差距较
基于单片机控制的直流恒流源的设计毕业论文
基于单片机控制的直流恒流源的设计毕业论文基于单片机控制的直流恒流源的设计摘要本文主要论述了一种基于单片机为核心控制器的数控直流电源的设计原理和实现方法。
该电源具有电压可预置、可步进调整、输出的电压信号和电流信号可同时显示功能。
文章介绍了系统的总体设计方案，其主要由微控制器模块、稳压控制模块、电压/电流采样模块、显示模块、键盘模块、电源模块五部分构成。
该系统原理是以单片机为控制单元，以数模转换芯片DAC0832输出参考电压控制电压转换模块LM3输出电压大小，同时输出稳压、恒流采用转换芯片C0832对采样的电压、电流转换为数字信号，再通过单片机闭环控制。
文章最后对数控直流电源的主要性能参数进行了测定，并对其发展前景进行了展望。
AbstractThe method of this paper based on the 51 microcontroller core of the numerical controller DC power supply design theory and realization. The power supply has some functions such as presetting voltage, stepping adjustment, displaying the output voltage signals and current signals at the same time. This paper introduces a general designing plan of the system, which is mainly consisted of micro-controller module, DC Regulators module, voltage/current sampling module, display module, keyboard module, power supply module. The system is based on the principle of single-chip microcomputer to control the unit STC89C52 to DAC0832 digital-to-analog converter chip reference voltage to control the output voltage LM317 output voltage conversion module size, while the output voltage regulator, current use of analog-to-digital converter ADC0832 chip sampling of voltage and current converted to digital signals, and then through the single-chip closed-loop control to achieve. Article on the main DC power supply CNC performance parameters were measured and summarized, and their development prospects.Keywords：microcontroller MCU ， the Digital to Analog DAC ，the Analog to Digital ADC ， the closed-loop control目录摘要Abstract目录第一章绪论 11.1研究背景及意义 11.2 国内外研究现状 11.3 单片机概述、应用及发展2单片机发展概述 3单片机的应用领域 5单片机的发展趋势 6单片机应用系统开发简介7单片机开法方式的发展81.4 恒流源的发展历程9电真空器件恒流源的诞生9晶体管恒流源的产生和分类9集成电路恒流源的出现和种类10 1.5 国内外研究现状101.6 课题的主要内容10第二章方案与设计基础知识122.1方案设计与论证122.2主控单片机 MCU 14STC89C52 简介14引脚说明 152.3 液晶显示屏（1602）15 LCD1602简介 15口说明162.4 三端可调稳压器172.5 运算放大器OP07 1818介 182.6数模转换芯片18A/D转换芯片ADC0832介绍19ADC0832接口说明20第三章系统电路原理及硬件实现 21 3.1 系统总体框图 213.2 系统模块电路设计21单片机控制模块21稳压控制模块22电压与电流采样模块23块 26电源模块 27键盘模块 273.3 系统整体原理图28第四章系统的软件设计294.1 软件设计思路 294.2 系统软件流程 29模块29较程序模块31第五章系统测试与误差分析325.1 系统测试32试 32硬件测试 32体测试。
基于单片机的恒流源设计
基于单片机的恒流源设计摘要：随着电子技术的发展，产品数字化已经成为一种发展趋势，电子设备的精密度和稳定度备受关注。
性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，基于此，人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切。
本文介绍了一种数控恒流源的设计原理和实施方案，该方案运用D/A转换器（MAX531）、运算放大器等器件来控制场效应管输出电流的原理，以达到输出恒流的目的。
整个系统采用AT89S52单片机作为主控部件，将预置电流值数据送入D/A转换器（MAX531），经硬件电路变换为恒定的直流输出，同时采用基本没有温度漂移的康铜电阻丝作为精密采样电阻。
采用性能优于普通晶体管的场效应管作为恒流源的主要部件，大功率晶体管作为扩流电路的主要器件，结合三端稳压管和多层滤波使得整个系统性能提升了一个层次，从而实现了高精度恒流源的目的。
系统还对输出电流进行实时采样，通过A/D （MAX187）转换器采样回单片机与用户设定的电流值进行比较，实现了对输出电流的监控。
同时通过键盘的控制,实现了输出电流值的预置，可步进调整、输出的电流信号可直接数字显示的功能，并具有输出电流实时监控超限报警等功能。
本设计与以往的恒流源相比，具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点。
关键词：恒流源；AT89S52单片机；MAX531；MAX187Constant current source design based on MCUAbstract：With the development of electronic technology, digital products has become a trend,the precision and stability of electronic equipment received extensive attention. Good performance of electronic equipment depends on a stable power supply first of all, based on this, people's demands on CNC constant current device is more and more pressing needs.This paper introduces a smart NC open-loop DC current source design principle and the implementation of the programmer, using the D/A (MAX531) converters, op amp, and other devices to control FET on-state principle, the output reached constant current purposes. AT89S52 the entire system uses a single-chip microcomputer control components, preferences current value data will be sent to the D/A converters (MAX531), the hardware circuit for the constant transformation of DC output, but not using the basic temperature drift Concord Managing resistor Silk as a sophisticated sampling resistor. Performance is better than the ordinary use of the FET transistor as a constant current source of major components, high-power transistors as expanding the main circuit device, the combination of three-terminal regulators and the multi-filter makes the whole system a performance boost levels to achieve a high-precision constant current source purposes. Output current of the system to conduct real-time sampling, through the A/D converters with sampling to MCU users to set limit current to compare pressure to control the output current. At the same time, the keyboard control and realized the value of output current can be preset, stepping adjustment, the current signal can be directly figures show that the function, and real-time monitoring of the output current values, such as over-current alarm function.In the past compared to DC current source, the design of a high-precision constant current source, simple structure and work stability, and easy to operate, low cost, with a payload capacity, and other advantages.Key words:Current source ;AT89S52MCU ;MAX531;MAX187目录1 系统结构及功能介绍 (1)1.1系统工作原理概述 (1)1.2系统的设计要求与内容 (2)2 设计方案 (3)2.1方案比较 (3)2.2最终方案的选用 (5)3 硬件系统设计 (6)3.1系统硬件基本组成 (6)3.2各模块单元电路设计 (6)3.3系统主要芯片的选择 (9)4 软件设计 (17)4.1概述 (18)4.2主程序结构 (19)4.3各模块子程序设计 (21)5 系统设计要点 (23)5.1硬件设计要点 (23)5.2共地问题 (24)5.3采样电阻的选择 (24)5.4D/A及A/D电路处理 (25)5.4软件调试 (25)6 数据测试及分析 (25)6.1输出电流测试 (25)6.2步进电流测试 (26)6.3工作时间测试 (26)6.4负载阻值变化测试 (26)7 误差分析及功能改进 (26)参考文献 (28)附录1 (30)1 系统电路原理图 (30)2 系统程序设计 (32)附录2 (37)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的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
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。
基于单片机的数控恒流源设计
本科毕业论文（设计）题目（中文）基于单片机的数控恒流源设计a（英文）Design of constant current voltage source based on SCM完成日期 2016 年 4 月摘要恒流源是一种高精度的电源，具有响应速度快，恒流精度高，能长期稳定工作，适合各种性质负载等优点，而具有了越来越广泛的应用。
本文主要论述了一种基于51单片机为控制核心的数控直流源的设计与实现。
本电源具有可预设电流，电流步进，显示电流的功能。
主要由单片机控制模块、键盘输入模块、A/D转换模块、恒流源模块、D/A转换模块和显示模块六部分组成。
系统由单片机设定预置电流信号，经过D/A转换器TLC5615输出模拟电压信号，该信号控制达林顿管的基极，使其集电极输出相应的电流。
再通过A/D转换芯片，实时把采样电路上的模拟信号转换成数字信号，形成反馈，显示出实际的输出电流。
关键词：压控恒流源；单片机；数控电源AbstractConstant current source is a kind of common power source with high precision with fast response, high precision of constant current. It can also work stably for a long time and has various properties of the load. So now it is used more and more widely. This paper mainly discusses the design and implementation of a digital constant current source based on51 MCU as the control core of the system. The power supply has a preset current, current step, current display function. It has 6 parts: Control module, keyboard input module, A/D transform module, D /A transform module , display module and constant current source module. The current signal set by the SCM. Then it through D / A converter TLC5615 , which output to the voltage analog signal and control the Darlington tube base, and output the corresponding current. Finally through the A/D conversion chip, real-time sampling circuit analog signal is converted into digital quantity, feedback form, show the actual output current.Keywords: voltage controlled constant current source; single chip microcomputer; digital power supply目录上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)1 前言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 基本原理与方案对比 (2)2.1 总体框图 (2)2.2 恒流源方案对比 (3)2.2.1 晶体管恒流源 (3)2.2.2场效应管恒流源 (4)2.2.3集成电路恒流源 (5)2.2.4 总结.................................................................................52.3 单片机简介 (6)2.4 液晶显示屏简介 (8)2.5 数模转换芯片 (9)2.6 模数转换芯片 (9)3各模块实现………………………………………………………………………103.1 键盘模块 (10)3.2 液晶显示模块 (11)3.3D/A转换模块 (12)3.4 A/D转换模块 (12)3.5恒流源模块 (13)3.6 电路整体工作原理 (14)4 系统软件实现 (15)4.1综述 (15)4.2键盘输入流程图 (16)4.3A/D转换流程图 (17)4.4D/A转换流程图 (18)4.5液晶显示流程图 (19)5 整体测试与分析…………………………………………………………………206 总结与展望………………………………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………………23附录A 仿真原理图…………………………………………………………………24附录B 程序部分……………………………………………………………………251 前言1.1 研究背景及意义随着电子技术的发展，我们身边出现了越来越多的智能化数字化的精密电子设备，消费者在关注设备的性能、价格、功能、设计的同时，设备的质量和稳定性越来越成为人们关注的重点。
基于单片机控制的恒流源的设计
基于单片机控制的恒流源的设计一、恒流源的原理恒流源是一种能够输出稳定电流的电路，其原理是通过控制电路中的元件使电路输出的电流保持恒定。
在恒流源电路中，通常会采用反馈控制的方式来实现恒流输出。
二、恒流源的设计步骤1. 选择合适的电源：首先需要选择一个合适的电源，根据实际需求选择直流电源或交流电源，并确定所需的电流范围。
2. 选择恒流源控制器：根据所需的电流范围和控制精度，选择合适的单片机作为恒流源的控制器。
常见的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等。
3. 设计反馈控制电路：根据所选的单片机，设计反馈控制电路来实现恒流输出。
反馈控制电路通常包括电流传感器、运算放大器、比较器等元件。
4. 编写控制程序：根据所选的单片机，编写控制程序来实现恒流源的控制功能。
控制程序需要读取电流传感器的信号并与设定的目标电流进行比较，根据比较结果控制输出电路的开关状态。
5. 调试和优化：完成控制程序的编写后，需要进行调试和优化，确保恒流源能够稳定输出所需的恒定电流。
可以通过调整反馈控制电路的参数、增加滤波电路等方式来优化恒流源的性能。
三、恒流源的应用范围恒流源广泛应用于各种需要稳定电流的场合，例如LED照明、电化学实验、电池充放电测试等。
在LED照明中，恒流源可以提供稳定的电流驱动LED，确保LED的亮度和颜色一致；在电化学实验中，恒流源可以提供恒定的电流用于电解过程；在电池充放电测试中，恒流源可以模拟负载，对电池进行充放电性能测试。
总结：基于单片机控制的恒流源的设计，通过选择合适的电源、单片机和设计反馈控制电路来实现稳定的电流输出。
恒流源广泛应用于LED照明、电化学实验、电池充放电测试等领域，为这些应用提供稳定可靠的电流驱动或负载。
设计恒流源需要注意选择适合的元件和参数，并进行调试和优化，以确保恒流源的性能达到设计要求。
基于单片机控制的恒流源的设计
电源的组成框图如图 1 所示 。 交流输入部分的输入电压是 220V/ 50 Hz , 它接入交流调压部分 。交流调压部分由一个 电机调节的自耦变压器及正反转控制电路组 成 ;整流滤波电路由整流桥和电容组成 ; 输出 调整单元由大功率三极管及驱动电路 、输出取 样及比较放大等电路组成 ; 电压基准有 3 个 , 由模拟开关控制当前 D/ A 转换器的基准 。 开机后 ,通过单片机的键盘可输入所需磁 感应强度 ,然后按确认键 ,单片机开始给 D/ A 由小到大逐渐送入数据 , D/ A 的输出逐渐增 大 ,从而使得输出调整单元中大功率管基极的电流增大 ,输出电流增加 ,负载上的压降将逐渐增 大 ,导致输出调整单元中调整管上 c - e 之间的电压降低 。降低到设定的最低值时 ,将给单片机 输出一个信号 。单片机得到信号后控制输入调整单元中的电机转动 ,带动自耦变压器使得输出 交流电压增大 ,调整管 c - e 间的电压随之增大 ,增大到一定数值时 ,电机停止转动 。流源的设计
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415V 基准切换到 6V 基准 后给 D/ A 送的数应为 : d = 415 ×4096/ 6≈3072
之所以采用变换的 D/ A 基 准 ,是由于铁磁质磁感应强度随 电流变化的非线 性[4] 造 成 的。
本机 中 铁 磁 质 磁 感 应 强 度 随 电
1032 1000 0198929 5792 5500 0176614
1524 1500 0199475 6544 6000 0167484
2052 2000 019933 7504 6500 0153566
2548 2500 0198518 8717 7000 0132456
3106 3000 0196791 9303 7210 0122776
基于单片机的恒流源设计
基于单片机的恒流源设计摘要恒流源在日常生活中扮演着重要的角色，很多电子设备需要工作时候的电流处于稳定状态。
我们把可以保证给工作中负载供给恒定电流的电源叫做恒流源。
恒流源的用途很丰富，它能够在脉冲或者差动放大电路中产生作用，同样也能够作为它的有源负载，又可以提供给放大电路偏流用来使它的静态功能工作点处于稳定。
本文介绍了一种基于AT89C51单片机的数控恒流源的研制，该系统主要是由单片机系统电路、DAC转换电路﹑恒流电路。
设计的恒流系统具有精度高、稳定性高的特点。
在数字输入信号部分主要是利用单片机输出的数字量同时配有按键数字键控功能。
DAC转换模块将单片机输出的数字量转换为模拟量，以作为恒流电路的基准电压。
恒流电路部分以集成运放和达林管组成的电流负反馈电路来实现电流的恒定输出。
本设计为了增加人机交互采用数码管显示，可以使得数控恒流的效果更加直观。
本文阐述了精确实现恒流源的原理设计、完整的硬件原理图和软件流程图，并对部分软件模块的设计思想进行分析。
与此同时，也对生活中的可实现性进行仔细测试和仿真。
关键词：AT89C51;单片机;DA转换;恒流源。
A study of the constant current source based on MCUAbstractConstant current source in everyday life plays an important role in many electronic devices need to work in a stable state when the current. We can guarantee that the work load to a constant current power supply is called the constant current source. Constant current source uses a very rich, it can in the differential amplifier circuit in the pulse or an effect, it also can be used as an active load, and can be used to provide bias current to the amplification circuit of the static function of the operating point so that it is stable.This paper introduces a numerical constant current source AT89C51 microcontrollerdevelopment, the system is dominated by single-chip system circuit, DAC converter circuit﹑constant current circuit. Designed constant current system with high precision,high stability characteristics.In the main part of the digital input signal is digital output using the same chip with digital keying function keys. DAC conversion module microcontroller digital output is converted to analog,as the reference voltage constant current circuit. Part of an integrated constant current circuit op amp tubes and Darling current negative feedback circuit to achieve a constant current output.The design of human-computer interaction in order to increase the use of digital tube display, you can make the effect more intuitive numerical constant. This paper describes the precise design principles to achieve a constant current source, a complete hardware schematics and software flow chart, and part of the software module design ideas for analysis.At the same time, but also the life of the realization careful testing and simulation.Key words:AT89C51；SCM; DA conversion; constant current source第一章课题背景所谓恒流源必是输出电流与端电压无关、无温漂，同时其输出电流应该与所连接的外部结构无关。
基于51单片机的数控恒流源设计
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。