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高精度数字直流电流源的设计与实现——基于单片机技术_时振伟

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简介:
本文探讨了基于单片机技术设计和实现高精度数字直流电流源的方法和技术细节,作者为时振伟。文章深入分析了该设备的关键参数、硬件架构及软件控制策略,并提供了实验验证结果以展示其性能优势。 本段落介绍了一种基于单片机的高精度数字直流电流源的设计与实现方法。该设计通过采用先进的控制技术和精密电路元件,实现了对输出电流的精确调节和稳定控制。作者详细探讨了系统硬件结构、软件算法以及误差分析等关键内容,并提出了有效的解决方案以提高系统的整体性能和可靠性。 时振伟在论文中阐述了如何利用单片机强大的处理能力和灵活多样的接口特性来构建一个高效且易于操作的电流源设备,这对于科研实验及工业应用都具有重要意义。

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    本文探讨了基于单片机技术设计和实现高精度数字直流电流源的方法和技术细节,作者为时振伟。文章深入分析了该设备的关键参数、硬件架构及软件控制策略,并提供了实验验证结果以展示其性能优势。 本段落介绍了一种基于单片机的高精度数字直流电流源的设计与实现方法。该设计通过采用先进的控制技术和精密电路元件,实现了对输出电流的精确调节和稳定控制。作者详细探讨了系统硬件结构、软件算法以及误差分析等关键内容,并提出了有效的解决方案以提高系统的整体性能和可靠性。 时振伟在论文中阐述了如何利用单片机强大的处理能力和灵活多样的接口特性来构建一个高效且易于操作的电流源设备,这对于科研实验及工业应用都具有重要意义。
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    本项目旨在设计并实现一款基于单片机技术的高精度直流电流表。通过优化硬件电路和编写高效软件算法,实现了对微小变化电流的精确测量,适用于工业自动化控制及科研领域。 使用单片机及其扩展的外部电路可以构建一个理想电压表(图1中的G)。通常所说的电流表是指灵敏电流计,但其量程太小,无法直接测量电流,只能用于检测有无电流及确定电流方向。因此,为了获得一个多量程或大范围量程的电流表,需要将这个理想电压表改装而成。
  • AT89C51表.doc
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    本文档介绍了一种以AT89C51单片机为核心的设计方案,用于开发精确测量和显示直流电流量的数字仪表。通过硬件电路搭建与软件编程相结合的方式,实现了对被测电流的有效读取、处理及数据显示功能,为工业自动化控制提供了一款实用可靠的检测工具。 基于AT89C51单片机的数字直流电流表的设计文档主要介绍了如何使用AT89C51单片机来设计一种能够测量直流电流量的数字仪表。该设计方案详细描述了硬件电路的设计、软件程序的编写以及测试过程,旨在为电子工程专业的学生和相关领域的工程师提供一个实用的学习案例和技术参考。
  • LCD
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    本项目介绍了一种基于单片机技术的LCD数字电流表的设计和实现方法。通过硬件电路搭建及软件编程,实现了对电流的有效监测和数据显示。 本段落介绍的数字电流表控制系统采用AT89S51单片机作为核心处理器,并使用ADC0809为A/D转换器的主要硬件组件,实现了电路设计与软件开发。该系统具有结构简单、元件少以及成本低的优点,工作调节可以实现自动化操作。此外,此数字电流表能够测量0至200mA范围内的八路输入电流值,并通过LCD液晶显示屏进行显示。
  • 51稳压
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    本项目基于51单片机设计并实现了数控直流稳压电源系统。通过软件编程精确控制输出电压和电流,具备稳定可靠、操作简便的特点,适用于实验室及电子设备供电需求。 直流稳压电源是电子技术领域常见的设备之一,在教学、科研等多个方面有着广泛的应用。传统的多功能直流稳压电源存在功能单一、难以控制、可靠性低以及干扰大等问题,并且精度较低,体积庞大且结构复杂。现有的普通直流稳压电源虽然种类繁多,但普遍存在一个问题:输出电压的调节需要通过粗调(波段开关)和细调(电位器)。因此,在需精确设定或小幅调整输出电压时(例如1.02V至1.03V之间),操作较为困难。本段落提出了一种基于单片机控制的智能化高精度简易直流电源,旨在克服传统直流稳压电源存在的缺点,并具有很高的实用价值。
  • 压/双12位DAC
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    本文介绍了一种采用双12位数模转换器设计的高精度直流电压和电流发生器,适用于多种电子测量场景。 在现代电子测量与仪表校准领域,高精度直流电压电流源是不可或缺的设备之一。本段落介绍了一种创新设计方法,通过采用双通道12位数字模拟转换器(DAC)构建既具备高精度又拥有宽动态范围的电压和电流源,并且有效降低了成本。 文章指出,在进行仪器校准时通常需要同时满足高精度与大动态范围的要求。该方案利用两个独立的12位DAC,一个负责提供精确度,另一个确保广域覆盖能力,从而巧妙地解决了这一矛盾需求。其中选用LTC1590作为双通道DAC,每个通道都具备12位分辨率的能力以保证输出信号的高度精度。 在系统实现过程中,设计者创建了一个分辨率为0.02mV且范围为0至2.5V的标准电压信号(记作Vstand)。通过放大电路将此基础电压提升五倍后形成一个从0到12.5伏特的直流电源,并使分辨率达到了0.1mV。电流源的设计则基于该标准电压,通过对场效应管栅极电压进行控制来调节漏极电流输出,从而实现精确度在0至20mA范围内的精细调整。 关于生成Vstand的过程,在文中详细描述了如何利用DA1和DA2两个DAC协同工作以达到目标。其中,DA1负责产生粗调电压(标记为V1),而通过衰减处理来自另一个通道的输出后形成细调电压(记作V2)。此外,借助精密数字电位器AD8400进一步调整分辨率水平。经过合理设置比例系数K之后能够实现所需的高精度电压输出。最终,生成的标准电压信号是粗调与精调之和放大五倍的结果,从而确保了动态范围及分辨度的最优化。 硬件实施阶段中采用了高性能运算放大器OPA2277来保障整个系统的准确性和稳定性,并通过单片机程序对AD8400以及LTC1590进行控制以输出设定值对应的电压。电流源部分则依靠电压反馈机制,利用场效应管的漏极电压变化来进行精确的电流调控。 本段落提出的设计方法成功地将高精度与宽动态范围进行了有效结合,并且具有良好的成本效益优势。通过理论分析及硬件测试验证了设计方案的有效性和可行性,为仪表校准及其他需要精密电源的应用领域提供了广阔的发展前景。
  • 稳压.pdf
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    本论文探讨了基于单片机控制技术实现的数字式直流稳压电源的设计与实现方法,详细介绍了硬件电路及软件程序设计过程。 本段落设计了一款基于单片机与模拟电子电路的数字直流稳压电源,提供了快速充电模式、慢速充电模式及恒定电压模式三种工作方式,并通过按键开关实现不同模式间的切换。该电源利用单片机控制实现了输出电流精度和稳定性的优化,能够适应多种用电设备的需求。 一、总体方案设计原理 本设计方案的结构包括三端稳压管、MCU单片机、AD转换电路、DA转换电路、恒流控制电路以及电压取样反馈电路等部分。系统通过三端稳压管将12V电源转化为稳定的5V电源,用于为MCU和模拟芯片供电。为了确保输出电流的稳定性,系统采用了闭环负反馈机制来调整电源输出。 二、硬件电路设计 主要由三端稳压管供电电路、恒流控制电路、电压取样反馈电路、AD转换电路及DA转换电路组成。其中,12V至5V的电压转化采用LM7805芯片,并添加了滤波电容以减小输出波动;而快速充电和慢速充电功能则由LM324集成运算放大器与IRF3205场效应管实现。 三、单片机控制 MCU根据按键选择的工作模式,将内部数据通过DA转换电路转化为模拟电压施加于负载两端。取样电路对负载两端的电压进行采样并通过AD转换电路将其转为数字信号返回给MCU,后者再与设定值比较以判断是否需要调整输出。若未达到预期,则MCU会再次利用DA变换调节输出直至满足条件。 四、应用前景 该电源适用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等多种电子设备,并具有广泛的教学研究价值。 五、结论 设计的数字直流稳压电源具备优良的工作性能与可靠性,能够适应多种用电需求并拥有广阔的应用潜力。
  • 压表
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    本项目设计了一款基于单片机的交直流数字电压表,能够准确测量并显示交流或直流电压值。该设备具有操作简便、精度高及成本低等优点,在工业和家庭应用中具备广泛前景。 本段落介绍了一种基于AT89S51单片机的高精度直流电压及交流电压有效值测量方法,并提出了一款由AT89S51单片机、A/D转换器ICL7135以及真有效值AC/DC转换器AD736组成的简易数字电压表。该设备能够测量0至±200伏范围内的交直流电压,采用LED数码管进行显示,并支持与PC机的串行通信功能。
  • 51控制恒.rar
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    本项目介绍了一种基于51单片机的直流数字控制恒流源的设计方案。该系统能够实现精确的电流调节和稳定的输出,适用于各种电子设备的电源需求。 这段内容介绍了51单片机控制的相关资料,适用于嵌入式爱好者及论文参考。其中包括Keil程序、Proteus仿真软件的使用方法、AD原理图设计、实物图片展示以及相关的参考文献与答辩材料等所需软件资源。
  • AT89C52稳压
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    本项目采用AT89C52单片机为核心控制器,结合精密电路设计,开发了一种能够提供稳定高压直流电的电源系统。该设计具备高效、稳定的供电特性,适用于电子设备和科研仪器等领域。 根据设计要求,采用数模结合的智能控制方案来完成数字式高压直流稳压电源的设计。系统可以分为数字部分和模拟部分两大部分。 在数字方面,利用单片机实现智能化控制功能,并结合显示模块、按键控制模块、DPA转换模块以及APD转换模块等组件,以确保能够自动调节电源输出电压的大小并实时测量及显示电压值。 对于模拟部分,则包括波形产生电路、倍压整流电路、取样电路和控制电路及相关外围元件组成。整个系统的控制工作由单片机完成,通过软件编程实现LED显示功能、DPA转换功能、APD转换功能以及键盘操作等功能,并能够实时测量电压值。 在本设计中,采用Atmel公司的AT89C52芯片作为核心处理器件,并利用汇编语言进行程序编写。