制作恒流源總體方案論證與比較

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1、方案
   方案一：采用各類數(shù)字電路來組成鍵盤控制系統(tǒng)，進行信號處理，如選用CPLD等可編程邏輯器件。本方案電路復雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴展，對信號處理比較困難。
      方案二：采用AT89S52單片機作為整機的控制單元，通過改變AD7543的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電流的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電流值的大小，可以將電流轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)過ADC0809進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及顯示。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預置以及電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求。本方案的基本原理如圖2所示。

2、模塊電路設(shè)計與比較
2.1恒流源方案選擇
     方案一：采用恒流二極管或者恒流三極管，精度比較高，但這種電路能實現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達到十幾毫安，不能達到題目的要求。
     方案二：采用四端可調(diào)恒流源，這種器件靠改變外圍電阻元件參數(shù)，從而使電流達到可調(diào)的目的，這種器件能夠達到1~2000毫安的輸出電流。改變輸出電流，通常有兩種方法：一是通過手動調(diào)節(jié)來改變輸出電流，這種方法不能滿足題目的數(shù)控調(diào)節(jié)要求；二是通過數(shù)字電位器來改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的每一級步進電阻比較大，所以很難調(diào)節(jié)輸出電流。
     方案三：壓控恒流源，通過改變恒流源的外圍電壓，利用電壓的大小來控制輸出電流的大小。電壓控制電路采用數(shù)控的方式，利用單片機送出數(shù)字量，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變成模擬信號，再送到大功率三極管進行放大。單片機系統(tǒng)實時對輸出電流進行監(jiān)控，采用數(shù)字方式作為反饋調(diào)整環(huán)節(jié)，由程序控制調(diào)節(jié)功率管的輸出電流恒定。當改變負載大小時，基本上不影響電流的輸出，采用這樣一個閉路環(huán)節(jié)使得系統(tǒng)一直在設(shè)定值維持電流恒定。該方案通過軟件方法實現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能的實現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案。
2.2反饋閉環(huán)方案選擇

方案一：采樣電阻上的電壓，可知輸出電流與采樣電阻存在近似線性關(guān)系，因此可以從檢測電阻上電壓的大小來直接增減反饋深度。

 方案二：從采樣電阻上得到一個反饋電壓，由于采樣電阻阻值比較小，在該電阻上的壓降相應(yīng)也小，為了提高系統(tǒng)控制的靈敏度，采用一級運算放大器對采樣電壓進行放大，再送到ADC0809進行A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)由單片機系統(tǒng)進行相應(yīng)處理，為了達到1mA步進，選用12位串行D/A轉(zhuǎn)換器件AD7543可以滿足題目要求，而且該芯片是采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，硬件電路簡單。同時反饋系統(tǒng)控制靈活，易于達到1mA的步進要求。
2.3控制單元方案選擇
      由于要實現(xiàn)人機對話，至少要有10個數(shù)字按鍵和兩個步進按鍵，考慮到還要實現(xiàn)其它的功能鍵，選用16按鍵的鍵盤來完成整個系統(tǒng)控制。顯示部分采用8位LED數(shù)碼管，而且價格便宜，易于實現(xiàn)。考慮到單片機的I/O端口有限，為了充分優(yōu)化系統(tǒng)，采用外部擴展一片8155來實現(xiàn)鍵盤