最新数控恒流源
数控恒流源
3.1 数控恒流源数控恒流源为电阻测量提供恒定的电流。
单片机由测量所需的电流而控制输出恒定电流的大小。
实际电路中采用的三极管为TIP41，三极管本身在这里不具备控制电流大小的作用，但是起到驱动和扩流的作用。
前面是一个电压跟随，后面一个负反馈。
R9上的电压为输入的电压Vin。
理论计算I 1=VR1/R1=(Vi-V+)/R1；I 2=VR2/R2=(V+-Va)/R2；因为I+=0,得I1=I2所以Va=(V+-Vi)R2/R1+V+；I 3=VR3/R3=V-/R1；I4=VR4/R4=(VO-V-)/R4；因为I-=0,得I3= I4所以VO=V-(R3/R4+1)；从而可得R5上电压为UR5＝VO-Va=（R4/R3）×V-- （R2/R1）×V++(V--V+）+ （R2/R1）×Vi ，若R2=R1,R3=R4,且 V-＝V+则UR5＝Vi（输入电压）假设I5=IL可得VA/RL＝VI/R5，由上式的Va=(V+-V-)R2/R1+V+；及R2=R1；可得（２V+-V-）/RL＝Vi / R5 即（２V+/V-）-1＝ RL/ R5；当V+<Vi 和RL<R5，R3+R4>>R5, R3+R4>>RL,时可满足RL上电流恒定。
基于PWM技术的数控恒流源电路设计
基于PWM技术的数控恒流源电路设计现今，电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。
然而绝大多数数控电源设计是通过高位数的A/D 和D/A 芯片来实现的，这虽然能获得较高的精度，但也使得成本大为增加。
本文介绍一种基于AVR 单片机PWM 功能的低成本高精度数控恒流源，能够精确实现0～2A 恒流。
系统框模块介绍1 人机接口模块本模块包括小键盘电路和液晶显示电路。
键盘设计为3 乘以4 键盘，由数字键0～9，功能键删除及确认组成，采用反转法实现键值识别。
显示电路由带中文字库的LCD 12864 构成，该液晶可以每行8 个汉字显示4 行。
由于这部分电路比较简单，在此不详述。
2 核心控制模块系统的核心控制模块为AVR 单片机(ATMEGA 16L)。
主要使用了AVR 的PWM 功能和A/D 功能。
AVR 单片机片内有一个具有16 位PWM 功能的定时/计数器。
在普通模式下，计数器不停地累加，计到最大值(TOP=0xffff)后溢出，返回到最小值0x0000 重新开始。
当启用PWM 功能即在单片机的快速PWM 模式下，通过调整OCR1A 的值可实现输出PWM 波的占空比变化。
产生PWM 波形的机理是：PWM 引脚电平在发生匹配时(匹配值为0～0xffff 之间的值，如(1)其中，fclk_I/O 为系统时钟频率(7.3728MHz)，N 为分频系数(取1、8、64、256 或1024)。
在N 取1 时，根据式(1)得PWM 波的最大频率为7.3728MHz;当N 取1024 时，PWM 波的最小频率为7.2kHz。
本系统N 取256，PWM 波频率为28.8kHz。
单片机内部有1 个10 位的逐次逼近型ADC，当使用片内VCC 作为参考电压Vref，其分辨率为：(2)若使用片内的2.56V 基准源作为参考电压，依据式(2)可得到其分辨率为0.003V。
当系统需要更高的分辨率时，可以通过软件补偿的方法来实现。
具体实现方法可参考相关资料。
高精度数控恒流源
摘要本文介绍了一种开环智能数控直流电流源的设计原理和实施方案，该方案采用D/A（MAX531）转换器、运算放大器等器件来控制场效应管导通状态的原理，达到了输出恒流的目的。
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锰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。
系统还对输出电压进行实时采样，通过A/D转换器采样回单片机与用户给定的限压值进行比较，从而监控了输出电压。
同时通过键盘的控制,实现了输出电流值和限压值可预置，可步进调整、输出的电流信号和电压信号可直接数字显示的功能，并具有输出电压实时监控限压报警并自动降低输出电流等功能。
与以往的直流恒流源相比，此次所设计的恒流源具有精度高、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 MAX187AbstractThis paper introduces a smart NC open-loop DC current source design principle and the implementation of the programme, 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 Manganin 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 voltage of the system to conduct real-time sampling, through the A / D converters with sampling to MCU users to set limit values to compare pressure to control the output voltage. At the same time, the keyboard control and realized the value of output current and voltage-limiting values can be preset, stepping adjustment, the current signal and the output voltage signal can be directly figures show that the function, and real-time monitoring of the output voltage, such as over-voltage 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目录摘要 (I)前言 (1)第一章系统结构及功能介绍 (2)1.1系统工作原理概述 (2)1.2系统的特点和使用 (2)1.2.1 系统的特点 (2)1.2.2 系统的使用说明 (3)第二章设计方案 (4)2.1方案比较 (4)2.1.1整体方案 (4)2.1.1.1 方案一 (4)2.1.1.2 方案二 (5)2.1.1.3 方案三 (5)2.1.2恒流源方案 (6)2.1.2.1 方案一 (6)2.1.2.2 方案二 (6)2.1.2.3 方案三 (7)2.2最终选用方案 (7)第三章硬件系统设计 (8)3.1系统硬件基本组成 (8)3.2各模块单元电路设计 (8)3.2.1 电源电路 (8)3.2.2 扩流电路 (9)3.2.2.1 电路的优点. (9)3.2.2.2 电路工作原理 (10)3.2.3 恒流电路 (10)3.2.4 采样电路 (11)3.3系统主要芯片介绍 (12)3.3.1 AT89S52单片机 (12)3.3.2 MAX531 (12)3.3.3 MAX187 (13)3.3.4 AT24C16 (14)第四章软件设计 (18)4.1概述 (18)4.2主程序结构 (18)4.3各模块子程序设计原理 (20)4.3.1 MAX531工作原理 (20)4.3.2 MAX187工作原理 (20)4.3.2 键盘扫描原理 (21)4.3.3 LCD 12864显示 (22)第五章系统调试 (23)5.1硬件设计要点 (23)5.1.1 共地问题 (23)5.1.2 采样电阻选择 (23)5.1.3 D/A及A/D电路处理 (24)第六章数据测试及分析 (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 (27)6.4 负载阻值变化测试 (28)6.5 输出电压值测试 (29)第七章结束语 (31)参考文献 (32)附录 (33)一、系统电路原理图： (33)图1.1 系统电源原理图 (33)图1.2 系统恒流源电路原理图 (33)图1.3 系统单片机最小系统原理图 (34)图1.4 系统D/A、A/D原理图 (34)图1.5 系统显示电路及存储电路 (35)二、系统部分程序设计 (35)2．1 MAX531子程序 (35)2．2 MAX187子程序 (36)2．3 键盘扫描子程序 (37)2．4 AT24C16子程序 (38)2．5 LCD12864子程序 (42)致谢 (44)前言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。
简易数控恒压恒流电源
1（一）简易数控恒压恒流电源一、任务设计并制作简易数控电源。
输入交流200～240V，50Hz；可以在键盘切换下，分别实现恒压恒流源，其原理示意图如下所示。
二、要求1、基本要求（1）恒压源部分：a．能输出1A电流；b．输出电流为1A时，输出纹波电压小于100ｍＶ；c．使输出电流Iout从0至1A变化时，输出电压Vout=10±0.25V；d．输出电流Iout=1A时，DCDC恒压恒流部分效率≥70%；e．具有过流保护功能，动作电流Io=1.1A～1.3A。
排除过流故障后，自动回复正常工作状态。
（2）具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
2、发挥部分在键盘的切换下，可以实现恒流源的功能恒流源部分：a.负载电阻在5欧姆至10欧姆变化时，要求输出电流Iout=1±0.025A。
b．可在键盘的切换下输出500mA和800mA的恒定电流。
c.输出电流Iout=1A，负载电阻为10欧姆时，输出纹波电压≤50mV。
d.输出电流Iout=1A，负载电阻为10欧姆时，DCDC恒压恒流部分效率≥85%。
三、说明（1）D C-DC变换器不允许使用集成场效应管的成品模块，但可使用开关电源控制芯键盘控制器DCDC恒压恒流负载显示电压、电流等检测2片，DC-DC变换器的辅助电源可以使用成品模块；（2）本题要求只能采用一个拓扑回路，分别实现恒压恒流功能；（3）本题中的输出纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量V OPP（峰峰值）；（4）D C-DC变换器效率 =P O/ P IN，其中P O＝U O I O，P IN＝U IN I IN；（5）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）；（6）制作时应考虑方便测试，合理设置测试点；（7）设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果；完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。
高效数控恒流源（UC3525）
高效数控恒流源（UC3525）基于UC3525的高效数控恒流源的设计摘要：研究了一种适合宽负载条件运行的有限双极性控制方法并配合饱和电感和隔直电容实现ZVZCS PWM的全桥变换器，分析了其工作过程及主开关器件实现ZVZCS的约束条件。
最后通过具体的功率实验．验证了该控制方法在较宽负载范围条件下实现软开关的能力。
关键词：有限双极性控制；零电压零电流开关；饱和电感；全桥变换器引言全桥移相ZVS变换器近年来得到了广泛关注，在中大功率的通讯电源和电力操作电源中得到广泛的应用。
然而，这种控制方法有以下几个明显的缺点。
(1)滞后臂开关管在轻载下将失去零电压开关功能；(2)为了实现滞后臂的ZVS，必须在电路中串联电感，这会引起占空比丢失，增人了原边电流定额；(3)原边存在较大环流，增加了系统通态损耗。
为了解决这些问题，人们针对IGBT拖尾电流大的特点义提出了全桥移相ZVZCS变换器。
其主要思路是超前臂实现ZVS，滞后臂实现ZCS，从而从根本上解决了原先全桥移相ZVS变换器中滞后臂零电压开关困难的问题。
由于不需要外加电感，占空比丢失问题随之解决，环流也大大减小。
实现滞后臂的ZCS目前主要有以下几种办法。
(1)副边有源箝位的ZVZCS方法，但增加了成本，并由于需要复杂的隔离驱动而降低了可靠性；(2)副边无源箝位和原边无源箝位；(3)利用IGBT的反向雪崩击穿电压；(4)原边串联饱和电感和隔直阻断电容。
但移相控制本身还有一个难以克服的缺点，即死区时间不好调整。
当负载较重时，由于环流大，超前臂功率管上并联的电容放电较快，因此实现零电压导通比较容易，但当负载较轻时，超前臂功率管上并联的电容放电很慢，超前桥臂的开关管必须延时很长时间才能实现ZVS导通。
传统的移相控制很难调整这个死区时间。
本文研究了一种名为有限双极性控制的控制方法，配合上面介绍的原边串联饱和电感和隔直电容的ZVZCS PWM全桥拓扑，可以在很宽的负载范围内实现超前臂的ZVS和滞后臂的ZCS。
高精度数控恒流源
高精度数控恒流源高精度数控恒流源是一种电子设备，其主要作用是为各种电子设备提供恒定的电流输出。
高精度数控恒流源是目前电子设备中必不可少的一种设备，特别是在半导体器件和光器件的制造过程中。
高精度数控恒流源的主要特性是稳定性好、响应迅速、输出精度高。
它可以有效地控制电子设备的功率，确保其稳定运行。
这种设备的工作原理是根据输入电信号来控制输出电流，并具备对输出电流、电压、功率等参数进行精准控制的功能。
高精度数控恒流源通过稳定的电流输出，可以为各种电子设备提供一个恒定的电流源，从而保障设备的正常运行。
高精度数控恒流源的主要应用领域是半导体器件和光器件，其中最常用的是在半导体的制造过程中。
在半导体材料的化学腐蚀、电镀、轻蚀等工艺中，高精度数控恒流源能够保证电流和电压的恒定输出，确保制造过程的正常进行。
此外，在光器件中，高精度数控恒流源还能够为激光二极管驱动、LED驱动等提供恒定的电流。
高精度数控恒流源的性能对于电子设备的稳定性和精度来说十分重要。
因此，高精度数控恒流源使用的材料、硬件、软件设计等方面都要求十分严格。
一般来说，高精度数控恒流源的设计必须符合以下几个方面的要求：1. 稳定性高精度数控恒流源必须具有良好的稳定性，这意味着其需要对其输出电流进行精准的控制和调整。
当其中任何一个元件失去稳定性时，都能对整个系统产生不良的影响，降低系统的精度和可靠性。
2. 精度高精度数控恒流源需要提供高精度电流输出，这是它的主要功能之一。
它可以通过对输出电流进行调整和控制，以保证其精度。
同时还需要提供对输出电流、电压等参数进行监测和测量的功能。
3. 响应速度在不同的应用场景中，需要高精度数控恒流源能够快速地响应变化，来满足其特定的需求。
响应速度通常是指设备需要从一个电流输出值迅速切换到另一个电流输出值时所需的时间。
4. 可靠性高精度数控恒流源需要在长时间运行中保持其良好的性能，以保证其不会因为设备故障而中断正常的运行。
数控恒压恒流源
基于msp430单片机的数控恒压恒流电源设计一．Msp430单片机简介MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）。
称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。
该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。
二．项目研究内容该电源具有两种工作模式，恒压模式和恒流模式。
在恒压模式下，按照恒压电源的特征工作；在恒流模式下，则按照恒流电源的模式工作。
两种模式具有不同的电路结构。
一种是恒压状态，按照恒压电源的特征在工作，一种是恒流状态，按照恒流电源的特征在工作。
这种电源内部有两个控制单元，一个是稳压控制单元，在负载发生变化的情况下，努力使输出电压保持稳定，前提是输出电流必须小于预先设定的恒流值。
实际上在恒压状态时，恒流控制单元处于休止状态，它不干扰输出电压和输出电流。
当由于负载电阻逐步减小，使得负载电流增加到预先设定的恒流值时，恒流控制单元开始工作，它的任务是在负载电阻继续减小的情况下，努力使输出电流按预定的恒流值保持不变，为此需要使输出电压随着负载电阻的减小而随之降低，在极端情况下，负载电阻阻值降为零（短路状态），输出电压也随之降到零，以保持输出电流的恒定。
这些都是恒流部件的功能，在恒流部件工作时，恒压部件亦处于休止状态，它不再干预输出电压的高低。
直流稳压电源，又称直流稳压器。
它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。
稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。
前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。
纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。
数控直流电流源(线性恒流源)
数控直流电流源摘要:本文设计了一种数控直流电流源的方案，给出了硬件组成和软件流程及源程序。
以STC89C52单片机为核心控制电路，利用12位D/A模块产生稳定的控制电压，12位A/D模块完成电流测量。
输出电流范围为20~2000mA，具有“+”“-”步进调整功能，步进为1mA，纹波电流小，LCD同时显示预置电流值和实测电流值，便于操作和进行误差分析。
关键词：STC89C52数控电流源Numerical Control DCCurrent SourceAbstract:This paper introduces a design scheme of numerical control DC current source ,and gives the hardware composition and software flow as well as the source program. UseSTC89C52MCU as the core control circuit. 12 D/A module generates A steady the control voltage and 12 A/D module completes current measurements.The current-output ranges 20 to 2000mA,with "+" and "-" steppingfor 1mA adjustment function and small ripple current. LCD could show presets current value and the measured resultat the same time,for easy operation and error analysis.Keywords:STC89C52 Numerical controlCurrent source1设计方案的选择1.1电路综合设计流程图1.1.1数控电流源电路设计流程图1.2总体设计方案经初步分析设计要求，得出总体电路由以下几部分组成：电源模块，控制模块（包括AD、DA转换）恒流源模块，键盘模块，显示模块。
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数控直流恒流源的设计与制作摘要：本系统以直流电流源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达1mA，并可由数码管显示电流设定值和实际输出电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器（AD7543）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转换后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数字量形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。
实际测试结果表明，本系统能有效应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。
关键词：压控恒流源智能化电源闭环控制The Digital Controlled Direct Current SourceAbstract:In this system the DC source is center and 89S52 version single chip microcomputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard which step level reaches 1mA, while the set value and the real output current can be displayed by LED. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD7543), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, Theconstant current source can be monitored by the SCM system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed. The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power.Keywords: voltage-controlled constant current source, intelligent power,closed loop control前言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。
性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。
基于此，人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切．当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步且有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。
本文正是应社会发展的需求，研制出一种基于单片机的高性能的数控直流恒流源。
本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000mA围任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差围±4mA，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
1 系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、12位数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件。
1.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定，设定值与Ａ/Ｄ采样显示值（系统部测量值）的关系。
部测量值与实际测量值的关系，而后者是所有仪表所存在的误差。
在没有采用数字闭环之前，设定值与部测量值的关系只能通过反复测量来得出它们的关系（要送多大的数才能使Ｄ/Ａ输出与设定电流值相对应的电压值），再通过单片机乘除法再实现这个关系，基本实现设定值与部测量值相一致。
但由于周围环境等因素的影响，使设定值与部测量值的关系改变，使得设定值与部测量值不一致，有时会相差上百毫安，只能重新测量设定值与Ａ/Ｄ采样显示值的关系改变Ｄ/Ａ入口数值的大小才能重新达到设定值与部测量值相一致，也就是说还不稳定。
在采用数字闭环后。
通过比较设定值与Ａ/Ｄ采样显示值，得出它们的差值，再调整Ｄ/Ａ的入口数值，从而使Ａ/Ｄ采样显示值逐步逼近设定值最终达到一致。
而我们无须关心Ｄ/Ａ入口数值的大小，从而省去了原程序中双字节乘除的部分，使程序简单而不受周围环境等因素的影响。
部测量值与实际测量值的误差是由于取样电阻与负载电阻和晶体管的放大倍数受温度的影响和测量仪表的误差所造成的，为了减少这种误差，一定要选用温度系数低的电阻来作采样电阻，因此本系统选用锰铜电阻丝来做采样电阻。
1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中OUT1和OUT2是电流的输出端。
电流的输出级别可这样计算DX=式中：DX是控制级数电压由集成运算放大器U8A的1脚输出，根据T型电阻网络型的D/A转换关系可知，存在如下通式：（1）式中：——输出电压(V)；——参考电压(V)； R ——T网络电阻( )；——外接反馈电阻( )。
电流放大电路存在如下关系：（2）（3）式中： Ib——基极电流（mA）； Ui——输入电压（V）； IL——负载电流（mA）。
由式（1）、（2）可得到：（4）由于电路中的放大系数值远大于1，而与保持恒定，所以可推出负载电流与输入电压存在如下关系：（5）由式(5) 、（1）可得到:（6）其中，k为比例系数。
式（6）可知，负载电流不随外部负载的变化而改变。
当保持不变时(即AD7543的输入数字量保持不变)，输出电流维持不变，能够达到恒流的目的。
为了实现数控的目的，可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出，从而间接改变电流源的输出电流。
从理论上来说，通过控制AD7543的输出等级，可以达到1mA的输出精度。
但是本系统恒流源要求输出电流围是20mA~2000mA，而当器件处于2000mA的工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶体管值下降，从而导致电流不能维持恒定。
为了克服大电流工作时电流的波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流的波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器的实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节。
经测试表明，采用常用的大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善。
电路反馈原理如图1所示。
图1 电流输出反馈电路原理2 总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD 等可编程逻辑器件。
本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。
方案二：采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，通过改变AD7543的输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电流的大小。
为了能够使系统具备检测实际输出电流值的大小，可以将电流转换成电压，并经过ADC0809进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。
此系统比较灵活，采用软件方法来解决数据的预置以及电流的步进控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。
本方案的基本原理如图2所示。
图2 系统原理框图比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方案二来实现。
3 模块电路设计与比较3.1恒流源方案选择方案一：采用恒流二极管或者恒流三极管，精度比较高，但这种电路能实现的恒流围很小，只能达到十几毫安，不能达到题目的要求。
方案二：采用四端可调恒流源，这种器件靠改变外围电阻元件参数，从而使电流达到可调的目的，这种器件能够达到1~2000毫安的输出电流。
改变输出电流，通常有两种方法：一是通过手动调节来改变输出电流，这种方法不能满足题目的数控调节要求；二是通过数字电位器来改变需要的电阻参数，虽然可以达到数控的目的，但数字电位器的每一级步进电阻比较大，所以很难调节输出电流。
方案三：压控恒流源，通过改变恒流源的外围电压，利用电压的大小来控制输出电流的大小。
电压控制电路采用数控的方式，利用单片机送出数字量，经过D/A转换转变成模拟信号，再送到大功率三极管进行放大。
单片机系统实时对输出电流进行监控，采用数字方式作为反馈调整环节，由程序控制调节功率管的输出电流恒定。
当改变负载大小时，基本上不影响电流的输出，采用这样一个闭路环节使得系统一直在设定值维持电流恒定。
该方案通过软件方法实现输出电流稳定，易于功能的实现，便于操作，故选择此方案。
电路原理图如图3所示。
图3 压控恒流源电路原理3.2反馈闭环方案选择方案一：采样电阻上的电压，可知输出电流与采样电阻存在近似线性关系，因此可以从检测电阻上电压的大小来直接增减反馈深度。
方案二：从采样电阻上得到一个反馈电压，由于采样电阻阻值比较小，在该电阻上的压降相应也小，为了提高系统控制的灵敏度，采用一级运算放大器对采样电压进行放大，再送到ADC0809进行A/D转换。