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基于MSP430单片机的数控直流电流源的设计
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2012-12-05
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本系统是一个基于单片机的数控直流电流源系统。采用单片机作为核心,辅以带反馈自稳定的串调恒压源,可以连续设定电流值。由D/A转换器TLC5615、ZLG7289、中文字库液晶显示块、放大电路和大功率调整电路组成。通过独立键盘输入给定值,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,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。其中单片机选用美国TI公司的MSP430F2274作为控制核心,利用闭环控制原理,加上反馈电路,使整个电路构成一个闭环。软件方面主要利用PID算法来实现对输出电流的精确控制。系统可靠性高,体积小,操作简单方便,人机界面友好。
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基于 MSP430 单片机的数控直流电流源的设计
摘要
本系统是一个基于单片机的数控直流电流源系统。采用单片机作为核心,
辅以带反馈自稳定的串调恒压源,可以连续设定电流值。由 D/A 转换器
TLC5615、ZLG7289、中文字库液晶显示块、放大电路和大功率调整电路组成 。
通过独立键盘输入给定值,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,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 。 其 中 单 片 机 选 用 美 国 TI 公 司 的
MSP430F2274 作为控制核心,利用闭环控制原理,加上反馈电路,使整个电路
构成一个闭环。软件方面主要利用 PID 算法来实现对输出电流的精确控制。系
统可靠性高,体积小,操作简单方便,人机界面友好。
关键字:数控 MSP430 PID 算法 反馈电路 单片机
Digital Controlled DC Current Source Design Based
On MSP430 MCU
ABSTRACT
This system is a based on SCM numerical control dc current source system.
Using single chip microcomputer as the core, with the strings with feedback from
stability constant pressure source, can tone set by continuous. By D/A converter
ZLG7289, Chinese word stock TLC5615, liquid crystal display (LCD) block,
amplifying circuit and high-power regulating circuit component. The given value
through independent keyboard input by D/A converter, converts digital signals into
analog signals, the D/A constant current source voltage output as A reference voltage,
using the plain output characteristic get the transistor constant current output, finally
use Chinese LCD display output. One of the American TI company microcontroller
choose MSP430F2274 as control core, using the closed-loop control principle, plus
feedback circuit, make whole circuit constitute a closed-loop. Mainly using PID
algorithm software to achieve output current the precise control. The system
reliability high, small volume, easy to operate, friendly man-machine interface.
Key Words:Numerical Control MSP430 PID Algorithm Feedback Circuit
SCM
目 录
前 言................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... .............. .............. 1
第一章 绪论................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ................. .................... ...... 2
1.1 课题背景................................................................................................................................................................. 2
1.2 数控直流电流源概述............................................................................................................................................. 2
1.2.1
电流源简介
........................................................................................................................................................2
1.2.2
数控直流电流源的必要性
................................................................................................................................2
1.2.3
数控直流电流源简介
........................................................................................................................................3
1.3 课题进展................................................................................................................................................................. 3
1.4 后话......................................................................................................................................................................... 3
第二章 芯片简介................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... ......... 4
2.1 单片机芯片 MSP430F2274..................................................................................................................................... 4
2.2 D/A 芯片 TLC5615................................................................................................................................................... 5
2.2.1 TLC5615
功能简介
..............................................................................................................................................6
2.2.2 TLC5615
工作原理
..............................................................................................................................................7
2.3 ZLG7289A 芯片介绍................................................................................................................................................ 8
2.3.1
芯片简介
............................................................................................................................................................8
2.3.2
引脚说明
............................................................................................................................................................8
第三章 系统硬件设计................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... 10
3.1 总体方案设计与比较........................................................................................................................................... 10
3.2 单元电路设计....................................................................................................................................................... 11
3.2.1
电源电路
..........................................................................................................................................................11
3.2.2 D/A
电路
...........................................................................................................................................................12
3.2.3
恒流源电路
......................................................................................................................................................12
3.2.4
数码管显示电路
..............................................................................................................................................14
3.3 PROTEL 99SE 介绍................................................................................................................................................... 15
第四章 系统软件设计................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... 17
4.1 程序语言介绍....................................................................................................................................................... 17
4.1.1
机器语言
...........................................................................................................................................................17
4.1.2
汇编语言
...........................................................................................................................................................17
4.1.3
高级语言
...........................................................................................................................................................17
4.2 PID 算法介绍........................................................................................................................................................ 18
4.2.1 PID
增量式算法
................................................................................................................................................18
4.2.2 PID
位置算法
....................................................................................................................................................19
4.2.3
微分先行
PID
算法
...........................................................................................................................................20
4.3 C 语言程序设计流程............................................................................................................................................ 20
4.4 MSP430F2274 编程基础简介............................................................................................................................... 21
4.4.1
数据存储器和程序存储器地址空间
...............................................................................................................21
4.4.2 MSP430F2274
寄存器介绍
..............................................................................................................................21
I
4.4.3
单片机的工作模式
...........................................................................................................................................23
4.5 程序流程图........................................................................................................................................................... 23
4.5.1
主程序流程图
..................................................................................................................................................24
4.5.2
中文液晶显示
..................................................................................................................................................24
4.5.3
键盘程序流程图
..............................................................................................................................................25
4.5.4 A/D
转换流程图
...............................................................................................................................................25
4.5.5 D/A
转换流程图
...............................................................................................................................................26
4.6 本章小结............................................................................................................................................................... 27
第五章 系统仿真调试................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... 28
5.1 仿真软件介绍....................................................................................................................................................... 28
5.1.1
功能特点
..........................................................................................................................................................28
5.1.2
功能模块
..........................................................................................................................................................28
5.2 仿真步骤............................................................................................................................................................... 30
结 论................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... .............. ............ 31
参考文献............................... .............. ........................... .............. ........................... .............................. ......... ....... 32
致 谢................. .............. .............. ........................... .............. ........................... ........................... .............. ............ 33
II
天津理工大学 2011 届本科毕业设计说明书
前 言
直流电流源是电子技术常用的设备之一,广泛应用于教学、科研等领域。传统直流电流
源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低、体积大、读数欠直观、复杂度高。而本
设计基于单片机控制的直流电流源能较好地解决以上传统电流源的不足。
本数控直流电流源以单片机 MSP430F2274 为控制核心,由 D/A 转换器
TLC5615、ZLG7289、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 4 位键
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 LM 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。
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资源评论
- zhizhanxiufen2015-06-21参考一下,不错的资源
- u0108865542014-12-07参考一下,最近也在研究430
aishenk
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