制作恒流源總體方案論證與比較

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1、方案
   方案一：采用各類數字電路來組成鍵盤控制系統，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的輸入數字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發生變化，間接地改變輸出電流的大小。為了能夠使系統具備檢測實際輸出電流值的大小，可以將電流轉換成電壓，并經過ADC0809進行模數轉換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數據處理及顯示。此系統比較靈活，采用軟件方法來解決數據的預置以及電流的步進控制，使系統硬件更加簡潔，各類功能易于實現，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：采用四端可調恒流源，這種器件靠改變外圍電阻元件參數，從而使電流達到可調的目的，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：一是通過手動調節來改變輸出電流，這種方法不能滿足題目的數控調節要求；二是通過數字電位器來改變需要的電阻參數，雖然可以達到數控的目的，但數字電位器的每一級步進電阻比較大，所以很難調節輸出電流。
     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控的方式，利用單片機送出數字量，經過D/A轉換轉變成模擬信號，再送到大功率三極管進行放大。單片機系統實時對輸出電流進行監控，采用數字方式作為反饋調整環節，由程序控制調節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節使得系統一直在設定值維持電流恒定。該方案通過軟件方法實現輸出電流穩定，易于功能的實現，便于操作，故選擇此方案。
2.2反饋閉環方案選擇

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也小，為了提高系統控制的靈敏度，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轉換。數據由單片機系統進行相應處理，為了達到1mA步進，選用12位串行D/A轉換器件AD7543可以滿足題目要求，而且該芯片是采用串行數據傳送方式，硬件電路簡單。同時反饋系統控制靈活，易于達到1mA的步進要求。
2.3控制單元方案選擇
      由于要實現人機對話，至少要有10個數字按鍵和兩個步進按鍵，考慮到還要實現其它的功能鍵，選用16按鍵的鍵盤來完成整個系統控制。顯示部分采用8位LED數碼管，而且價格便宜，易于實現。考慮到單片機的I/O端口有限，為了充分優化系統，采用外部擴展一片8155來實現鍵盤