数控直流电流源刘迪铭

………………………………………………………………………………………………………F数控直流电流源学校：哈尔滨工程大学姓名：刘迪铭姓名：李庚姓名：林华云目录摘要与关键---------------------------------------------------------------------------------------2１.技术指标--------------------------------------------------------------------------------------41.1设计任务---------------------------------------------------------------------------------41.2技术指标---------------------------------------------------------------------------------51.3题目评析---------------------------------------------------------------------------------52、方案比较与论证----------------------------------------------------------------------------62.1各种方案比较--------------------------------------------------------------------------62.2方案论证--------------------------------------------------------------------------------63、系统硬件设计-------------------------------------------------------------------------------73.1系统的总体设计-----------------------------------------------------------------------83.2单元电路的设计及参数的计算-----------------------------------------------------83.5电原理图--------------------------------------------------------------------------------84、系统软件设计-------------------------------------------------------------------------------94.1程序总体流程图-----------------------------------------------------------------------94.2各个功能模块流程图-----------------------------------------------------------------94.3程序清单--------------------------------------------------------------------------------95、系统的组装---------------------------------------------------------------------------------105.1整机结构图及工艺说明------------------------------------------------------------105.2面板图及可调部件说明------------------------------------------------------------106、系统调试------------------------------------------------------------------------------------116.1电路的测试方案---------------------------------------------------------------------116.2测试仪器------------------------------------------------------------------------------126.3测试结果------------------------------------------------------------------------------137、系统电路存在的不足和改进的方向（或称结论）--------------------------------14致谢----------------------------------------------------------------------------------------------16参考文献----------------------------------------------------------------------------------------17附录----------------------------------------------------------------------------------------------20全国电子大赛报告1摘要本电路的控制器采用C8051F005单片机作为控制器,C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SoC），具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令集完全兼容，片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件；前端电路采用多级稳压的方式和采用四运放LM324进行高增益闭环调节。配合单片机进行数字与模拟混合调节方式，大大增强恒流源的稳定性，第一级运放放大倍数为5倍，第二级和达林顿管配合形成高增益电压闭环控制和计算机电流闭环控制．保障可控恒流功能得以高精度完成。由于CPU直接根据设定值与实际值的差别来调整D/A输出以控制输出电流，在A/D采样精确的基础上该电路在理论上有很强大的抗干扰能力而输出稳定的直流电流．关键词：直流电流源，C8051F005,数控，模数混合AbstractThecontrollerofthiscircuitadoptsC8051F005one-chipcomputerasthecontroller,whatC8051Fone-chipcomputertotallyintegratedmixesonegradeofchipsofsignalsystem(SoC),havecompatiblewith8051atahighspeedCIP-51kernel,itistotallycompatibletocollectwithMCS-51order,integrateddataaregatheredinsliceandcommonlyusedsimulation,digitalperipheralhardwareandotherfunctionspartincontrolsystem;ThefrontcircuitadoptsthewayandadoptionofthemultistagesteadyvoltagetotransportandputLM324andgaintheringofclosingtoregulatehighfourtimes.Cooperatewiththeone-chipcomputertocarryonthefigureandsimulationandmixthewayofregulating,strengthenandflowthestabilityofthesourcepermanentlygreatly,Thefirstisitisitenlargemultiple5,thesecond,andDaringtonisitisitformhightogainvoltagecloseringcontrolwithcomputerelectriccurrentclosingringcontroltocooperatetoinchargeoftoputtotransport.Ensuringflowingcontrollablyandpermanentlymustusehighaccuracytofinishinfunction.BecauseCPUadjustsD/Atoexportwiththedifferenceofactualvalueinordertocontrolandexporttheaccordingtotheestablishingvaluedirectly,thiscircuithasverystronganti-interferenceabilitytoexportthesteadydirectcurrentandflowintheoryonthebasisofthethingthatA/Dsamplesaccurately.electriccurrent.Keyword:Thedirectcurrentflowsinthesource,C8051F005,numericalcontrol,themodulusmixing.全国电子大赛报告2一.设计任务与要求数控直流电流源（F题）一、任务设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。其原理示意图如下所示。二、要求1、基本要求（1）输出电流范围：200mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10mA；（5）纹波电流≤2mA；（6）自制电源。2、发挥部分（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1mA；（4）纹波电流≤0.2mA；（5）其他。键盘控制器电流源负载显示器电源全国电子大赛报告3二.方案论证与比较方案一:利用新华龙单片机F005实现对数控电流源系统的制作根据设计的要求，可以选择使用新华龙系列单片机来实现制作数控直流电源,在该系统中，可以实现吸入式负反馈恒流源电路来制作,对与该恒定电流电路，所需要的硬件系统比较少，该系统的实现需要有高度稳定的电源信号来供给,因此要选择一个高度稳定的电源电路来提供系统的前端需求,将电流源电路和单片机系统构成闭循环回路，可以在电流源工作时即时检测电路的供给电流，从而可以实现对电流输出的设定和校正。方案二:采用MCS-51系列单片机实现对数控电流源系统的控制作根据设计要求,我们需要用单片机实现对恒流电路的控制,MCS-51系列单片机是一款非常经典的单片机,要实现对电路系统的控制,我们需要使用外部A/D和D/A来采集和处理数据信号。综上所述：我们可以选择不同的单片机来实现对系统的控制,但是要得到比较稳定和精度高的电流,需要单片机在处理信号上有一个较高的速度,通过以前对新华龙和MCS-51系列单片机的使用，在处理速度上，新华龙系列单片机远远高于MCS-51系列单片机。由于C8051F005具有一系列的优点，为了更好地达到设要求，我们使用内部集成了12