基于AT89C52的数控直流电流源设计方案

　　本文设计的数控直流电流源能够很好地降低因元器件老化、温漂等原因造成的输出误差，输出电流在20—2000mA(可调)、输出电流可预置、输出电流信号可直接显示等功能。硬件电路采用单片机为控制核心，利用闭环控制原理，电路组成闭环负反馈进行稳流，最终实现精度高、稳定性好、输出范围宽的要求。

　　1 系统组成和原理

　　1.1 系统的组成

　　本电流源系统可分为稳压电源电路、单片机控制部分、A/D和D/A转换电路、恒流源电路、人机界面(包括键盘输入与LED显示)等几部分，其系统组成如图1所示。

　　1.2 系统的工作原理

　　系统原理如图1所示，系统通过稳压电源向恒流源提供24V电压，向单片机AT89C52、A/D和D/A转换器提供5V电压，通过键盘对电流值进行预置，利用单片机将电流步进值或电流设定值换算后输出相应的数字信号，经过D/A转换、信号放大，驱动恒流源输出电流信号，实际输出的电流再利用精密电阻采样变成电压信号，经过A/D转换，将信号反馈到单片机中，单片机将输出反馈信号再与预置值比较，送出调整信号，再输出新的电流，这样就形成系统的闭环调节，从而提高了输出电流的精度。显示电路用于显示电流设定值和当前电流测量值。

　　2 硬件系统的设计

　　2.1 单片机控制系统的设计

　　在本设计中，控制芯片主要完成与A/D、D/A的数据通信及对其数据的处理，实现对系统给定量的设定和对输出量的采样与显示。同时还检测各种故障信息，及时地发出相应的报警信号。此外，由于系统属于强的EMI源，对主控制器芯片的抗干扰性能和故障处理能力有较高的要求，所以，控制芯片采用AT89C52单片机。

　　2.2 稳压电源

　　稳压电源采用三端稳压器7805、7824构成。由于78系列稳压器最大输出电流为1.5A，而系统输出最大电流为2000mA，为此，需外加功率管扩流。

　　2.3 A/D、D/A的转换电路设计

　　根据设计要求，系统要求输出的电流信号为20—2000mA，步进为1mA，且要求显示数值，因此，给定量的执行元件一D/A转换器与检测元件一A/D转换器至少需要11位的转换精度。结合系统的设计要求，并考虑到单片机的I/O接口资源紧张等因素，最终确定选用串行数据传送方式的ADS7841和DAC7512两款芯片(转换精度均为12位的集成芯片)，其量化精度能达到1/4096<1/2000，完全能达到设计的精度要求。

　　ADS7841芯片用于将电流检测电路输出的模拟电压信号转换成数字信号，回送给单片机，由单片机将该反馈信号与预置值比较，根据两者间的差值调整输出信号大小，由此构成反馈调节，提高输出电流的精度。