具有很高的稳定性。而且电流源所需要的控制电压由高精度D/A转换器（TLV5618）提供，以实现输出电路的小步进调节。该方案如图2.4所示。
综上分析，电流源部分采用方案三。 3 系统硬件设计 3.1 系统的总体设计
系统的总体方框图如下：
设定值测量值显示ADC键盘单片机DAC压控电流源电流测量负载稳压电源恒流供电
图3.1 系统总体设计方框图
3.2 单片机控制系统 3.2.1单片机基本系统
单片机基本系统即为最小系统，是指一个真正可用的单片机最小配置系统。这种系统所选择的单片机内部资源已经能够满足系统的硬件要求，不需外接存储器或I/O接口，只须在芯片上外接时钟电路和复位电路即可。单片机系统是整个数控系统的核心部位，主要用于键盘扫描、数据处理、采样反馈、实时调节等功能。
本次设计采用STC89C52单片机作为主控单元，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的
10
Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用[11]。
图3.2为单片机最小系统的构成电路图。其中RST引脚所接为复位电路，由按键、10uF极性电容、10K电阻够成；XTAL1与XTAL2引脚外接时钟电路，由11.0592晶振与两个大小为30pF的电容构成。
图3.2 STC89C52单片机小系统
3.2.2 单片机串口通信
计算机的数据传送方式共分为并行和串行数据传送两种方式，串行数据传送按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但速度慢。计算机内部数据时并行的，当计算机向外发送数据时，必须
11
将并行的数据转换为串行数据再发送。由于计算机与单片机之间需要电平转换，所以连接MAX232芯片即可完成RS232与TTL电平的转换，连接电路如图3.3所示。串口的2、3号引脚为数据传输接口，经过MAX232的R2in、T2out、T2in、R2out四端连接到单片机的P3.0和P3.1，即RXD、RXT串行输入输出端，从而实现单片机的串口通信[12]。
图3.3单片机串口通信原理
芯片MAX232功能简介：
第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。 第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13、12、11、14脚为第一数据通道；8、9、10、7脚为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的
12
RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。 第三部分是供电部分。15脚GND、16脚VCC (+5V)。 3.3 恒流部分
DA模块输出的电压U1接在比例放大器的同相输入端，由于虚短的缘故，同相与反相端的电压相等，反相端的电电流I=U1/（R7//R8），为了达到恒流的目的，必须对输出端的电压进行放大，本系统采用TIP122的晶体管进行放大。采样电阻是0.5欧姆的水泥电阻。经过采样后电阻的电压，再经过比例放大器TL082放大后接入到AD模块的输入端。
DA转换电路根据单片机指令输出控制电压，芯片采用12位DA芯片TLV5618,基准电压采用REF5040输出的+5V,TLV5618为负压输
出，输出范围0~-5V。 DA模块的电路图如3.4图所示：
图3.4 D/A模块的电路图
AD转换电路采样信号经过信号调理电路后送入AD芯片转换，转换数据送入单片机处理。AD芯片采用12位芯片TLC2552,基准电压+5V。 AD模块的电路如3.5图所示。
13
图3.5 A/D模块电路图
3.4 电源部分
制作一个有+15V、-15V、+5V、-5V、+18V电压源为本系统供电。其中，输出+15V与-15V给TL082运算放大电路供电，18V加在晶体管的两端，+5V与-5V其他的电路供电。一个可调稳压电源，输出电压在2V~32V。稳压电源采用的芯片为LM317稳压块。其基准源电路图如3.6图所示。
图3.6 基准源电路图
3.5采样电阻
采样电阻的选择十分重要，要就噪声小，温度特性好，所以最好选择低温度系数的高精度采样电阻。采样电阻与负载串联时流过采样电阻的电流通常比较大，因而温度也会随之上升，可以通过渐少载流
14
百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库数控恒流源的设计与实现 - 图文(4)在线全文阅读。
相关推荐：
