基于单片机的数控直流恒流源的设计

该数控直流恒流源采用模块化，通过开关和按钮的设置，配合INTEL AT89C55单片机的编程实现数字控制，数字显示，同时用DAC0832实现D/A转换，输出模拟控制电压，再用运放和功率三极管组成电流负反馈系统来完成输出电流控制及恒定。整个系统由单片机控制，输出部分使用运算放大器和功率放大器组成深度电流负反馈大大减少了输出端的电流波动，使系统输出电流误差<1mA，纹波电流≤0.2mA。 本文主要探讨了基于单片机的数控直流恒流源的设计，这种恒流源采用模块化结构，通过单片机INTEL AT89C55的编程实现数字控制和显示，并结合DAC0832实现D/A转换，以精确控制输出电流。系统利用运算放大器和功率三极管构建电流负反馈系统，有效地减少了输出电流的波动，确保输出电流误差小于1mA，纹波电流不超过0.2mA。 恒流源在各种高科技领域如传感技术、通信、激光技术中有着广泛应用。本文的数控恒流源系统包括单片机控制、电源供给、A/D和D/A转换、恒流源电路以及人机交互接口等组成部分。其中，AT89C55单片机作为核心控制器，根据设定的开关或键盘输入数据，计算基准电压并发送给DAC0832，转化为模拟电压后，通过电流负反馈系统稳定输出电流。 在电源部分，200~240V的交流电经过变压器、整流和滤波得到稳定的+5V、+12V和-12V，为系统供电。为了降低纹波电流，每个稳压器的输出端都配备了滤波器。恒流源电路则采用了场效应管MOSFET（2SK1062）引入电流负反馈，以提高电流控制的稳定性和精度。MOSFET相比双极型晶体管，具有更高的输入阻抗、低噪声和低功耗等特点。 在系统设计中，89C55单片机与EEPROM、RAM和地址锁存器共同构成了基本的数控系统。系统还包含了上电自动复位和手动复位功能，以及8×2按键键盘，用于输入预设电流值。单片机在中断程序中读取键盘输入，实现相应功能。 基于单片机的数控直流恒流源设计巧妙地结合了数字控制和模拟电路，实现了高精度的电流控制，其模块化和可扩展性使其在各种应用场景中具有广泛的潜力。通过优化电源设计和电路布局，进一步降低了电流误差和纹波，提升了系统的性能和可靠性。