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1、（数控加工）数控直流电流全国大学生电子设计竞赛设计报告编号： F甲1004 题目： 数控直流电流源 学校： 山东大学 参赛队员姓名： 杨喜超 ，夏驿杰 ，马云朋 目录壹.摘要-3AbstractAndKeyword-3二.方案选择和论证-42.1设计要求-2.2总体设计方案-2.2.1设计思路-2.2.2控制模块的模拟电路设计方案确定-2.2.3软件仿真模拟确定方案-2.2.4人机界面-2.2.5声光报警提示-三.系统的具体设计和实现-3.1.系统的硬件设计-3.1.1电源部分-3.1.2键盘/显示器接口电路-3.1.3电压控制电流模块-3.1.4D/A和A/D模块原理图-3.1.5声光报警模
2、块-3.2系统的软件设计-3.2.1主程序流程图-3.2.2预设置子菜单程序流程图-3.2.3显示输入步进子菜单流程图-3.2.4步进调节输出子菜单流程图-四.系统功能测试及其整体指标-4.1使用的仪器仪表记录表-4.2.2步进调整档位测试记录分析-4.2.3，纹波电流的测定记录和分析-4.2.4测试结果分析-五.结束语-参考文献数控直流电流源摘要本系统采用SPCE061A16位单片机作为控制核心的直流源，能够完全按用户要求输出相应电流值的智能数控直流源，其电流输出能够进行按照不同幅度调节。本设计采用了高共模抑制比低温漂的直流放大器OP07，因其壹般工作在闭环状态只要外接几个电阻即可构成具有深
3、度负反馈的放大器，故能够在反馈性恒流源电路作比较器，使其各项性能指标得到显著提高。我们采用12位D/A转换器AD767实现D/A转化得到近似线形电压，为放大器提供基准电压来控制电流放大器产生相应的电流，同时通过12位A/D转换器AD574进行电压采样，利用软件对电流进行闭环调节，以达到获取精确电流的目的。关键词：高共模抑制比集OP07闭环调节AD767AD574SPCE061A数控电流源Abstract:ThissystemisanumericalcontroldirectcurrentsupplywhichadoptstheSPCE061A,16_bitMCU,asthecontrolcor
4、e.Ourintelligentworkscanoutputtherequiringexactcurrentundertheusersorder.Besides,thecurrentoutputcanchangeindifferentscales.TheoperationalamplifierOP07withahighCMRRandalowtemperaturedrift，whichcanmakeupadeep-feedbackamplifierwithonlyseveralresistances，canbeusedasthecomparatorinthecurrentproducerinor
5、dertooptimizeourallkindsofguidelines.TheMCUprovidesthe12_bitD/AconverterAD767withdigitalsignalstomakethesignalsconvertedintoexactlylinearvoltages,whichisusedtosupplythecurrentmoduleareferencebenchmarktoproducethedirectcurrent.Inthemeantime,the12_bitA/DconverterAD574pickupthevoltagesamplefromthecircu
6、it,whichisusedasthemeasurementvaluedisplayedontheLCDscreenaswellasareference.ThenoursoftwarewillworkasaregulatorbasedontheADvalue(acloseloopwiththeDAoutput)toensureourworkstooutputthehighaccuratecurrent.Keywords:OP07withahighCMRRandalowtemperaturedrift,close-loopadjusting,12_bitD/AconverterAD767,12_
7、bitA/DconverterAD574,SPCE061A(MCU),numericalcontroldirectcurrentsupply二.方案选择和和论证2.1设计要求：2.1.1基本要求：（1）输出电流范围：200mA2000mA；（2）可设置且显示输出电流给定值，要求输出电流和给定值偏差的绝对值给定值的1+10mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的1+10mA；（5）纹波电流2mA；（6）自制电源。2.2.2、发挥部分（1）输出电流范围为20mA2000mA，步进1mA；（2）设计
8、、制作测量且显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值测量值的0.1+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的0.1+1mA；（4）纹波电流0.2mA；（5）其他。2.2总体设计方案2.2.1控制核心MCU方案选择我们的控制核心采用SPCE061A单片机SPCE061A是继nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技推出的又壹个16位结构的微控制器。主要性能如下：16位nSP微处理器；工作电压：VDD为2.43.6V(cpu),VDDH为2.45.5V(I/O)；CPU时钟：32768Hz49.152MHz；
9、内置2K字SRAM、内置32KFLASH；可编程音频处理；32位通用可编程输入/输出端口；32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位DAC(数-模转换)输出通道；7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能；系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2A3.6V；14个中断源：定时器A/B，2个外部时钟源输入，时基，键唤醒等；具备触键唤醒的功能；使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音
10、数据；具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；内置在线仿真电路接口ICE（In-CircuitEmulator）；具有保密能力；具有WatchDog功能；凌阳单片机强大的功能，完全能够满足我们整个系统控制A/D，D/A转换，LCD显示，键盘驱动以及语音功能的要求。凌阳同时支持汇编和C语言，编程方式灵活，C语言用来做主体程序框架，大大减轻编程的负担。需要指出的是，语音功能是凌阳的壹大特色，是其他单片机是无法比拟的。2.2.2设计思路根据题目要求系统可划分为以下几个基础模块，如图：凌阳16位单片机D/A压控电流模块负载A/D电源LCD显示键盘控制声光报警图（1）方案选择：1. 电源方案a)单片机以及相关芯片工作电源方案选择单片机需要在+5V电压工作，我们按照题目要求，制作了电源，采用目前比较流行的稳压管技术，利用7805，7812，7912，7815，7915等稳压管，获得+5V，12V，15V，完全能够满足单片机以及相应芯片的电压要求。b)压控电
