基于單片機的數控電流源設計

本文采用Protel 99 SE軟件設計系統進行PCB板的設計，Mp lab進行系統仿真

4 數控電流源的單片機程序實現

本文所采用的PIC16F877A單片機是MICROCHIP公司開發的新產品，具有FLASH編程的功能，可以直接在單片機上進行如暫停CPU執行，觀察寄存器內容等操作，是目前應用最廣泛的一種PIC單片機。

單片機程序所要實現的功能是：獨立鍵盤對PIC16F877A單片機輸入數據，PIC16F877A單片機對獲得的數據進行處理，并送到10位數模轉換器TLC5615，實現對電流的控制。

在這里采用的是C語言編程，其優點是編寫代碼效率高、軟件調試直觀、維護升級方便、代碼的重復利用率高、便于跨平臺的代碼移植等。主程序流程圖如圖2所示。

5 系統測試

本設計要求輸出電流范圍為0.2A-1A，恒流源模塊采樣電阻兩端電壓為200mV-2000mV，由電壓值可以推算出數模轉換模塊的參考電壓|Vref|至少為2V（Vref0）。本設計的Vref=-2.15V，輸出端模擬電壓范圍為（0-12）V，所以輸出電流為0.2A-1A。設計要求在0.2A-1A內任意預值，本設計通過鍵盤輸入電流值送單片機，單片機根據輸入的鍵值，將模擬量轉換為數字量送給數模轉換電路，然后輸出模擬量。部分電流值及其對應的理論和實際的數字量如表1所列。其中對應理論碼值為輸入電流對應數模轉換所需要的碼值，實際碼值為單片機根據輸入電流值處理后送到數模轉換器的碼值。

表1所列的測試結果表明，本設計輸出的最大誤差為當輸入電流為32mA時，輸出電流為33mA，誤差為1mA。而題目中發揮部分要求輸出電流變化的絕對值≤輸出電流的0.1%+1mA，即1.032，所以本設計測量出來的誤差值達到了設計要求規定的誤差值。

6 結論

本文所設計的數控電流源采用PID算法實現了量程可選、輸出可調、步進精確、紋波電流極小的功能，而且可將輸出電流預置值、實測值在LED上同時顯示。人機接口采用獨立鍵盤及LED顯示器，控制界面直觀、簡潔，具有良好的人機交互性能。其具有控制靈活，系統升級方便，控制系統的可靠性提高，易于標準化，系統維護方便、一致性好、成本低，生產制造方便等優點。