数控直流恒流源数控直流恒流源.doc

数控直流恒流源 方案设计与论证 根据数控直流恒流源的要求，提出以下方案： 1、方案一（如图1） 整机系统结构如图1 所示, 由供电电源、数控部分、恒流源三大部分构成。供电电源为整个系统提供需要的稳定电源; 恒流源是系统的核心部分, 它本身是一个独立的线性负反馈恒流源, 它的性能好坏直接影响系统的精度; 数控部分是附加在恒流源上的一个独立系统, 它在数字域控制恒流源, 并响应用户的设定, 显示电流数值 2、 方案二（如图3） 此方案整机系统由3部分组成，供电电源，数控部分，恒流源部分。供电电源部分为整个电路提供工作稳定电源。供电电源部分由使用变压器转化为18V，经过整流、滤波，接三端稳压器LM7815，LM7805将电压转化成电路工作所需的15V和5V。 数控部分。 恒流源部分，取用户设定电流值经单片机输出PWM信号，经过滤波去除纹波，选用TIP122达林顿管作功率放大。利用PWM波的特性控制TIP122的通断，实现对负载平均电流大小的控制。 3、两种方案的比较 供电电源部分，两种方案的基本思想一致，都是利用变压器降压后经整流稳压输出。 数控部分，两者控制的范围不一样，方案一中单片机主要处理用户设定的电流值并转化为电压输出，而方案二中单片机不仅要处理上述内容，同时电路中实际电流经采样需回送到单片机中进行处理比较并输出适当信号调整电路。 恒流源部分，方案一是在采样后，采样电压利用差分放大电路直接利用三端稳压器进行调整。而方案二则更多依赖单片机完成电路电流的调整。方案一的恒流部分电路如下图： 二、系统原理框图 图3 三、主要电路设计与计算 供电电源设计 电路中运放、单片机的工作需要使用15V和5V的工作电压，所以设计供电电源。采用变压器将220V，50HZ电源降压至18V，对其进行整流得到直流输出，选用LM7815和LM7805对电压进行调整得到15V和5V的稳定电压。其中LM7805的典型输出值为5V，LM7815的典型输出值为15V，将LM7815的输出电压作为LM7805的输入电压值，经Multisim仿真， 由图可知当负载选10Ω的电阻时，LM7815的输出电压有一定的浮动，由于我们要求设计的是恒流源，提供给负载的15V电压有所浮动并不影响工作。但提供给单片机工作的5V电压仍是稳定的，满足要求。 数控部分 1、AT89S52单片机基本系统 数控部分核心采用AT89S52单片机与~~~~组成基本系统，电路图如下图所示 （插入电路图） 2、AT89S52与D/A转化器接口电路 3、键盘显示借口电路 恒流源部分 如上图电路，对单片机输出的PWM波进行滤波，采用二阶有源低通滤波器，电阻阻值为4KΩ,电容是0.1μF，根据计算可知：可滤除400HZ以上的纹波。再用功放管TIP122进行功率放大，因为TIP122最大集射极电流可达5A满足实验负载电流200mA~2000mA的要求。用Multisim仿真的结果如下图所示，由于没有PWM波形输出，图中采用频率为100HZ，5V的方波代替。 根据测量应看到，经滤波后的信号产生了衰减，此时负载端电压为6V，负载电流为520mA。 程序设计 程序整体流程 程序设计体系结构 系统测试及整机显示 系统功能测试 系统指标测试 系统误差分析 西南交通大学2008年电子设计竞赛报告 ? 课??? 题：智能画图小车 参赛队员：苟小刚 ????????? 高雪峰 ????????? 何 ?宾 带队教师：姜向东? 吴晓立摘? 要 本课题源于悬挂运动控制系统，可以说本课题是由它简化而成的题目。该设计采用单片机（AT89S52）作为智能小车的检测和控制核心。路径长度检测采用红外对管和编码盘来完成，由L298控制驱动电机正反转的快速切换，利用PWM技术控制小车的运动速度及运动方向，达到控制小车运动的路径长度和转角度数，以实现安装在小车上的画笔在画板上画出正N边形的目的。同时本系统有键盘输入和液晶显示输出模块，实现了人机界面的功能。经过反复的调试，达到了预期的效果。 关键词：单片机 ???智能小车? PWM控制??? 红外对管? 人机界面 一．系统方案选择 1.1 系统基本方案 根据题目要求, 系统可以划分为控制部分和信号检测部分。其中信号检测部分为光电检测模。控制部分包括: 电机驱动模块, 显示模块, 控制器模块, 键盘输入模块四个基本模块, 模块框图如图1 所示： LCD显示器 电机及电机驱动模块 键盘输入模块 89S52 单片机控制模块 光电检测模块 图一?? 智能画图小车系统模块框图 1.2系统各模块的最终方案 ? 经过一段时间的方案论证与比较，最终具体方案如下： (1)采用AT89S52 作为系统控制器的CPU; (2)采用直流电机控制小车运动; (3)采用