在电子设备中经常用到稳定性好hojs

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1、在电子设设备中经经常用到到稳定性性好、精精度高、输输出可预预置的直直流电流流源。本本文设计计的数控控直流电电流源能能够很好好地降低低因元器器件老化化、温漂漂等原因因造成的的输出误误差，输输出电流流在200mA20000mAA可调，输输出电流流可预置置、具有有“+”、“-”步进进调整、输输出电流流信号可可直接显显示和语语音提示示等功能能。硬件件电路采采用凌阳阳单片机机SPCCE0661A为为控制核核心，利利用闭环环控制原原理，加加上反馈馈电路，使使整个电电路构成成一个闭闭环，在在软件方方面主要要利用PPID算算法来实实现对输输出电流流的精确确控制。该该系统可可靠性高高、体积积小、操操作简单单方便

2、、人人机界面面友好。 图1 数控直直流电流流源的基基本模块块方框图图系统硬件件实现方方案 本本设计采采用单片片机作为为主要控控制部件件，通过过键盘预预置输出出电流值值并采用用液晶模模块实时时显示。整整个系统统硬件部部分由微微控制器器、电压压-电流流转换、键键盘、显显示、直直流稳压压电源和和语音提提示等模模块组成成。系统统组成框框图如图图1所示示。 微微控制器器是整个个系统的的核心，负负责整个个系统的的运作。为为了实现现简化硬硬件电路路、系统统性能稳稳定可靠靠，便于于实现语语音播报报、键盘盘设置和和信息的的实时显显示等功功能的协协调，通通过多种种方案论论证后，微微控制器器选用凌凌阳公司司的SPP

3、CE0061AA，该单单片机内内部集成成有ADDC、DDAC、PPLL、AAGC、DDTMFF、LCCD-DDrivver等等电路(与ICC型号有有关)。它它采用精精简指令令集(RRISCC)，指指令周期期均以CCPU时时钟数为为单位。另另外，它它还兼有有DSPP功能，内内置166位硬件件乘法器器和加法法器，并并配备有有DSPP拥有的的特殊指指令，大大大加速速了各种种算法的的运行速速度。同同时可以以在Wiindoows环环境下使使用凌阳阳单片机机应用开开发工具具，该工工具支持持标准CC语言和和凌阳单单片机汇汇编语言言，集汇汇编、编编程、仿仿真等功功能于一一体，大大大加快快了软件件开发过过程。用

4、用该单片片机作为为控制器器比较合合适，在在硬件电电路简单单的前提提下，容容易实现现A/DD和D/A转换换、语音音提示、PPID运运算等功功能。图2 V/II转换电电路图 显示模模块主要要实现的的功能是是显示设设置的电电流输出出值和其其它人机机交互信信息。本本部分可可以采用用七段数数码LEED显示示器，显显示数字字、简单单字母和和小数点点等信息息，但由由于其显显示信息息单一，人人机交互互不友好好，本文文采用字字符型液液晶显示示屏LCCDSMMC16602AA模块。该该模块具具有轻薄薄短小、低低压微功功耗、体体积小、无无辐射、平平面直角角显示及及影像稳稳定不闪闪烁等优优点，且且可视面面积大、面面效

5、果好好、分辨辨率高、抗抗干扰能能力强，适适合用于于显示字字母、数数字、符符号等信信息，而而且不需需要扩展展过多外外围电路路，可由由单片机机直接进进行控制制输出显显示。电压压-电流流转换模模块由精精密运放放与三个个晶体管管组成的的达林顿顿管电路路构成。转转换电路路利用晶晶体管平平坦的输输出特性性和深度度负反馈馈电路使使输出电电流稳定定，如图图2所示示，此VV/I转转换电路路的带负负载能力力强，电电流输出出范围达达033A。输输出电流流Io经经反馈电电阻Rff得到一一个反馈馈电压VVf，VVf= V111-V112，通通过R55、R66加到运运算放大大器的两两输入端端，设运运放两端端的电为为V1、

6、VV2，VVi由单单片机DDAC输输出。因因为理想想运放的的输入电电流约等等于零，且且V1=V2，则则：V11211-R66/(RR2+RR6)+ViiR6/(R22+R66)=VV11RR1(RR1+RR6) 由由于V112 =V111-Vff，则：V111R2/(R22+R66)+(ViRR6-VVfR22)/(R2+R6)=V111R11/(RR1+RR5)令令R1=R2=10kkW，RR5 =R6 =1kkW，则则有Vff=ViiR6/R2=Vi/10 若暂不不考虑反反馈时，Io=Vi/(10Rf) 由此可见，输出电流的标定由D/A转换所得输出电压Vi和Rf的阻值决定，成线性变换。Rf

7、由大线径铜丝制作，其温度系数很小(5ppm/)，大线径可以使其温度影响减至最小。3个三极管应选用大功率管TIP122，且使用散热片，以保证管子工作在线性区。图3 三运放放V/II转换电电路 电压-电流转转换模块块还有另另外一种种方案，即即采用三三个运放放构成输输出电流流可变的的电流源源，如图图3所示示。输出出电流II=Vii/R11，为使使R1两两端的电电压保持持恒定，由由差分放放大器IIC1bb通过射射随器IIC1cc监测RR1两端端的电位位，此电电位经IIC1bb的7脚脚加到比比较器 ICaa的反相相输入端端与Vrref比比较，根根据比较较结果使使比较器器的输出出端变化化，直到到平衡为为止

8、，即即Vr11=Vii。电路路中的电电容用于于补偿IICa的的频率，减减少控制制环路的的延时。只只要R11=R22=R33=R44=R55，此电电路的性性能较好好，但带带负载能能力不强强，环路路延时补补偿对电电路的稳稳定有较较大影响响。图4 系统工工作流程程图 系统键键盘模块块可以采采用独立立式或行行列式(矩阵式式)连接接方式，该该模块主主要完成成对输出出电流和和其它信信息的设设定。直直流稳压压电源模模块为整整个系统统供电，语语音模块块实现语语音提示示，使系系统设计计更具人人性化，系系统具有有友好的的工作界界面。凌凌阳单片片机内部部集成有有ADCC、DAAC、PPLL、AAGC、DDTMFF等

9、模块块，语音音功能可可由软件件编程实实现，不不需要外外接任何何电路，有有效利用用了系统统资源。系统工作及软件流程 通过以上对各模块的分析，系统在工作过程中由SPCE061A单片机将被预置的电流通过换算进行D/A转换，以输出电压驱动V/I转换电路，并将该电流对应的电压通过闭环回路，经信号处理电路作A/D转换后输入单片机系统，通过PID算法调整电流输出。整个系统工作流程如图4所示。图5 主程序序流程图图图 系统软软件设计计在凌阳阳十六单单片机应应用开发发工具uunSPPIDEE1.116.11中进行行，采用用凌阳单单片机汇汇编语言言和标准准C语言言对单片片机进行行编程，以以实现各各种功能能。主要要

10、包括: (11)系统统的初始始化，包包括各外外围接口口设备的的初始化化；(22)键盘盘输入；(3)D/AA、A/D转换换； (4)PPID算算法进行行电流调调整；(5)语语音提示示和电流流显示。其其主程序序流程如如图5所所示。 图6 IRQQ1 中中断服务务程序的的流程图图 A/DD转换部部分程序序主要用用于将采采样电阻阻采集的的模拟电电压信号号转换为为数字信信号。采采样信号号由IooA6输输入并直直接送入入缓冲器器P_AADC_MUXX_Daata，在在ADCC自动方方式被启启用后，会会产生一一个启动动信号，此此时RDDY=00，DAAC0的的电压模模拟量与与外部的的采样模模拟量相相比较，以

11、以尽快找找出外部部信号模模拟量的的数字量量，A/D转换换的结果果保存在在SARR内。当当10位位A/DD转换完完成时，RRDY=1，此此时，通通过读PP_ADDC_MMUX_Datta单元元，可以以获得110位AA/D转转换的数数据。其其IRQQ1 中中断服务务程序的的流程如如图6所所示。 PIDD算法主主要用于于修正实实际输出出的电流流值和设设定值的的偏差，调调节下一一次的输输出值，使使输出更更接近于于设定值值，提高高精度。具具体控制制过程为为：单片片机经AA/D转转换芯片片读出实实际电流流Ik,然后和和设定的的电流IIs比较较,得出出偏差值值Ek=Is-Ik，单单片机根根据Ekk的大小小，

12、调用用PIDD公式，计计算出本本次电流流调节的的增量Ik，然然后根据据前一次次的D/A转换换输出电电流Iqq-1,计算出出本次的的输出电电流Iqq。 离离散增量量PIDD的计算算公式为为Ikk=Kpp(EEk-EEk-11)+KK1Ekk+KDD(Ekk-2EEk-11+Ekk-2)=KKp(EEk-EEk-11)+KK1Ekk+KDD(EEk-22Ek-1+EEk-22) 式式中: K1= KKp*KK1, KD=Kpp * KD，EEk为本本次采样样的电流流误差， Ek-1为上上次采样样电流误误差， Ek-2为再再次采样样电流误误差值。结语 为了测试系统运行的准确性和可靠性，可以对设定量与反馈量进行测试，误差在0.01%之内，并且运行稳定，达到了预期目的，还增添了特色的音频播放设计。凌阳SPCE061A单片机在该系统中使用，使系统功能齐全、外围电路简单、输出精确，软件编程采用和汇编混合编程来实现，集两种优点于一身，丰富了编程思想,体现了很大的优越性。