数控直流电流源-Read.DOC

数控直流电流源 林彩莲 黎智华 周双强 (广西师范大学 物理与信息工程学院 创新基地 桂林 541004 ) 摘要 本数控直流电流源以单片机AT89Ｓ51为控制核心，由D/A转换器TLC5615、A/D转换器TLC2543、中文字库液晶显示块、放大电路和大功率调整电路组成。通过4x4键盘输入给定值，由D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，经D/A输出电压作为恒流源的参考电压，以ＬＭＯＰ０７作为电压跟随器，利用晶体管平坦的输出特性得到恒定的电流输出，最后用中文液晶显示输出。 [Abstract] The Digital Controlled DC Current Source uses the single chip AT89S51 as the core, and consists of TLC5615 D/A converter, TLC2543 A/D converter, Chinese character LCD display unit, amplifying circuit and power adjustment circuit. Based on the given value from a 4X4 keyboard, the digital signal is converted into analog signal. The D/A output voltage is used as the reference value for the constant current source and the LMOP07 is used as the voltage following device, thus a constant current output is obtained due to the smooth output features of the transistor and the output is displayed on a Chinese character LCD. 本系统采用单片机作为控制中心，产生数字可调的直流电流源。其内部4K flash memory 用于存储应用程序。键盘用于设定电流源的值。键盘为4x4结构，采用反转法读取键盘值。P３口的低四位接键盘的行线，P３口的高四位接键盘的列线． 图中数模转换器D/A与其右边部分的电路构成恒流源。D/A输出电压作为恒流源的参考电压，ＬＭＯＰ０７成电压跟随器。利用晶体管平坦的输出特性即可得到恒流输出。由于跟随器是一种深度的电压负反馈电路，因此电流源具有较好的稳定性。为了提高稳定度，D/A部分的参考电压采用ＬＭ３３６的参考电压。R2采用大线径康铜丝制作，康铜丝温度系数很小（5ppm/oC）,大线径可使其温度影响减至最小。软件用MCS-51汇编语言编写。 　单片机系统仅需5V，0.5A电源即可，电源只供单片机完成键盘输入显示，D/A等控制功能。电流源的电源由V+提供，普通任何一种直流稳压电源都可满足要求。作者使用的是0～１0V,0~２A的直流文要电源，恒流源最大电流可达２A。 方案论证与比较 方案一：数模转换器采用通用的ＤＡＣ０８０９，摸数转换器采用ＡＤ０８３２，调整管用ＴＩＰ４１C． 方案二：数模转换器采用美国德州仪器公司的TLC5615IP，它使带由缓冲基准输入的10位电压输出数模转换器(DAC)。DAC具有基准电压两倍的输出范围，且DAC使单调变化的。器件使用简单，用单5V电源工作。 方案比较：方案一的电路能实现功能，但硬件电路复杂，逻辑电路设繁琐，调试困难，A/D、D/A采用并行转换器，占用单片机口线资源较多，处理数据的精度不够。综上所述，从电路的简洁性和满足参数条件角度考虑，我们选择方案二。 主要单元电路分析 系统框架 本系统由单片机AT89s51,D/A转换器TLC5615，A/D转换器TLC2543，中文字库液晶显示块，OP07集成放大电路、由TIP41C和专业的发大功率调整管2SC5200电路组成。系统框架图如下： 电流源电路 电流源电路框架图如下： D/A芯片TLC5615IP的原理使带由缓冲基准输入的10位电压输出数模转换器(DAC)。DAC具有基准电压两倍的输出范围，且DAC使单调变化的。器件使用简单，用单5V电源工作。器件具有上复位功能（power-on-reset）以确保可重复启动。TLC5615IP的数字控制通过3线串行总线，它与CMBS兼容并且易于和工业标准微处理器和微控制器接口。器件接收16微数据字以产生模拟输出。数字通信协议包括SPITM,QSPITM以及Microwire TM标准。 电压源电路 主要以7800系列(输出正电压)和7900系列（输出负电压）和专业的调整管LM350做成可调稳压