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。
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。
一、 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。
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