基于單片機的高精度數(shù)字直流電流源設計
由于用數(shù)碼管顯示時接口電路復雜,考慮到更好的人機交互界面和方便的控制,系統(tǒng)使用液晶顯示模塊OCM4X8C,同時顯示電流給定值和實測值。
OCM4X8C液晶顯示模塊是128×64點陣的漢字圖形型液晶顯示模塊,可顯示漢字及圖形;可與CPU直接接口,提供兩種界面來連接微處理機,即8位并行和串行兩種連接方式;具有多種功能,如光標顯示、畫面移位、睡眠模式等。
4 軟件設計
軟件是系統(tǒng)的重要組成部分,在設計軟件時,主要從確保系統(tǒng)精確度,提高系統(tǒng)反應速度、穩(wěn)定性及高效實時控制等幾方面出發(fā)。系統(tǒng)用C語言編寫液晶顯示菜單,同時顯示給定值與實際輸出測量值,液晶顯示穩(wěn)定可靠。鍵盤掃描程序通過讀取不同的鍵值實現(xiàn)了步進1mA,10mA和100mA分級“+”,“-”可調,實現(xiàn)了系統(tǒng)的精確控制,提高了效率。另外,系統(tǒng)主程序中加入了數(shù)字濾波,可以滿足測量誤差的要求。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/173680.htm
4.1 軟件實現(xiàn)的功能:
(1)完成AD和DA轉換
(2)控制液晶顯示
(3)讀取按鍵鍵值
4.2 系統(tǒng)軟件工作流程圖
(1)主程序和判斷程序流程圖如圖5。
(2)鍵盤掃描子程序流程圖如圖6。
(3)DA輸出顯示子程序流程圖如圖7。
5 系統(tǒng)測試
給定電流在20mA-2000mA內變化時,系統(tǒng)實際輸出電流和誤差如表一;在負載電阻為4.936Ω時,輸出負載紋波電壓和紋波電流如表二。
系統(tǒng)測試結果表明:當負載電阻變化時(負載電阻電壓小于15V),輸出電流恒定不變。系統(tǒng)給定電流在20mA-2000mA范圍內變化時,輸出電流誤差絕對值在1mA以內;通過測量負載電阻上電壓交流分量測得的紋波電流小于0.2mA。
6 結論
本文創(chuàng)新之處在于以單片機系統(tǒng)為核心,使用12位的AD和DA芯片,輸出模塊引入PI控制器,設計出一種高精度數(shù)字直流電流源。當需要程控電流在20mA-2000mA內變化時,系統(tǒng)輸出電流誤差小于1mA,電流紋波小于0.2mA,滿足系統(tǒng)高精度的要求。
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