CN206348687U

CN206348687U - 一种基于8051单片机的程控恒流源装置

Info

Publication number: CN206348687U
Application number: CN201720019987.0U
Authority: CN
Inventors: 于天河; 杨腾腾
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2027-01-09

Abstract

本实用新型提出了一种基于8051单片机的程控恒流源装置，属于恒流源设计技术领域。所述装置包括：主控制器、D/A转换器、PWM控制器电路、驱动电路、半桥电路、采样电路、键盘电路、显示电路、A/D转换器。主控制器通过D/A转换器与误差比较器输入信号端连接，误差比较器输出信号端与PWM控制器输入信号端连接，PWM控制器输出信号端与驱动电路输入信号端连接，驱动电路输出信号端与半桥电路输入信号端连接，采样电路输出信号端与误差比较器输入信号端连接、同时通过A/D转换器与主控制器连接。本实用新型通过对电路的电流采样，不断调节PWM占空比，以实现输出稳定电流，且电路制作可靠、方便。

Description

一种基于8051单片机的程控恒流源装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于8051单片机的程控恒流源装置，属于恒流源设计技术领域。

背景技术

程控电流源是一种常用的电子仪器，广泛应用在电子设备、仪器调试、自动化检测、通信及航天等领域。然而，目前市场上的产品种类越来越来多，但目前直流电源大多输出精度和稳定性不高，难以满足用户的需求。本实用新型提出一种以8051单片机为控制单元，设计一种高精度、高稳定性的程控恒流源装置，具有较高的市场需求和巨大的应用开发潜力。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于8051单片机的程控恒流源装置，以解决现有的电流源设备输出精度和稳定性不高的问题，为此本实用新型采用如下的技术方案：本实用新型目的是提供一种高精度、高稳定性的程控恒流源装置。

一种基于8051单片机的程控恒流源装置，包括：主控制器、D/A转换器、PWM控制器、驱动电路、半桥电路、采样电路、显示电路、键盘电路、A/D转换器。主控制器通过D/A转换器与误差比较器输入信号端连接，误差比较器输出信号端与PWM控制器输入信号端连接，PWM控制器输出信号端与驱动电路输入信号端连接，驱动电路输出信号端与半桥电路输入信号端连接，半桥电路输出信号端与负载连接，采样电路输入信号端与负载连接，采样电路输出信号端与误差比较器输入信号端连接、同时通过A/D转换器与主控制器连接。

本实用新型的工作原理：主控制器完成初始化工作，根据实际应用要求，通过键盘输入所需电流值数值，并通过显示电路显示设置的电流值数据，确认后主控制器将键盘输入设置值输出到D/A转换模块，D/A输出作为直流基准，再经误差比较器，PWM控制器电路输出两路PWM信号，通过驱动电路驱动半桥电路，同时采集采样电路实际输出的电压值，此电压值作为反馈电压，经过放大电路，一路通过A/D转换器输出到主控制器，另一路输出直接输出到误差比较器，同时与直流基准作差值比较，来调节PWM控制器输出PWM波的占空比，以此调节半桥电路CMOS的导通，直至满足控制要求，获得稳定的输出电流值。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的主控制器的结构图；

图3为本实用新型的键盘电路的结构图；

图4为本实用新型的显示电路的结构图；

图5为本实用新型的PWM控制器电路的结构图；

图6为本实用新型的驱动半桥电路的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提出了一种基于8051单片机的程控恒流源装置，如图1所示，包括：主控制器、PWM控制器、D/A转换器、驱动电路、半桥电路、采样电路、显示电路、键盘电路、A/D转换器。本实例通过主控制器控制D/A转换器输出电压值作为直流基准，与采集采样电路的反馈电压作比较，经过误差比较器输出信号，此信号连接PWM控制器的输入端，对脉宽调制信号进行时序控制，不断调节占空比，以此调节半桥电路CMOS的导通，以获得稳定的输出电流值。

其中，如图2所示，主控制器11可采用C8051F系列单片机中的C8051F410芯片。D/A转换器12、A/D转换器19采用主控制器11内部的数模转换器，分别对应主控制器11的I/O口P0.0、P0.2。

在图3所示，本实例中键盘输入电路21采用的是3*4矩阵键盘，键盘输入端与主控制器11的I/O口P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6连接，键盘输入低电平有效，根据实际应用需求，通过键盘输入所需的电流值数据。

在图4所示，在本例中显示电路20可与HD7279芯片相连接，主控制器11的I/O口P1.3、P1.4、P1.5、P1.6分别与HD7279芯片的CS、CLK、DATA、KEY引脚连接，根据实际的应用需求通过控制HD7279芯片可以实现对数码管的控制。在本实例中显示电路20显示键盘输入电路21设置的电流值数据。

在图5以及图6所示，主控制器11通过D/A转换器12将键盘输入的数据转换成电压信号，此电压信号作为直流基准，与误差比较器13的正相输入端连接，同时采集采样电路17的电压值作为反馈电压，反馈电压经过放大电路18，一路通过A/D转换器19输出到主控制器11，另一路直接与误差比较器13的反相输入端连接，基准电压与反馈电压经过误差比较器13差值比较放大，此误差比较器13的输出端与PWM控制器14输入端连接，PWM控制器可采用UC3825芯片，误差比较器13的输出端与UC3825的NI引脚连接，通过误差比较器13的输出来调节PWM控制器14的OUTA引脚、OUTB引脚输出，PWM控制器14的输出端与驱动电路15的输入端连接，驱动电路可采用IR2110芯片，UC3825芯片的输出端OUTA引脚、OUTB引脚与IR2110芯片的LIN引脚、HIN引脚连接，IR2110芯片的输出端HQ引脚、LQ引脚的信号分别随HIN引脚、LIN引脚的信号变化而变化，驱动电路15的输出端与半桥电路输入端连接，IR2110芯片的输出端HQ引脚、LQ引脚与半桥电路CMOS管的栅极连接，通过不断调节UC3825芯片PWM波的占空比来调节半桥电路16的CMOS的导通，已获得稳定的输出电流值。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，包括：主控制器（11）、D/A转换器（12）、PWM控制器（14）、驱动电路（15）、半桥电路（16）、采样电路（17）、A/D转换器（19）、显示电路（20）、键盘电路（21）；主控制器（11）通过D/A转换器（12）与误差比较器（13）输入信号端连接，误差比较器（13）输出信号端与PWM控制器（14）输入信号端连接，PWM控制器（14）输出信号端与驱动电路（15）输入信号端连接，驱动电路（15）输出信号端与半桥电路（16）输入信号端连接，半桥电路（16）输出信号端与负载连接，采样电路（17）输入信号端与负载连接，采样电路（17）输出信号端与误差比较器（13）输入信号端连接、同时通过A/D转换器（19）与主控制器（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，主控制器（11）采用C8051F系列单片机。

3.根据权利要求1所述的一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，PWM控制器（14）采用高速双路UC3825芯片。

4.根据权利要求1所述的一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，驱动电路（15）采用驱动芯片IR2110。

5.根据权利要求1所述的一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，显示电路（20）采用数码管。

6.根据权利要求1所述的一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，键盘输入电路（21）采用矩阵键盘。

7.根据权利要求1所述的一种基于8051单片机的程控恒流源装置，其特征在于，D/A转换器（12）、A/D转换器（19）采用主控制器（11）内部的数模转换器。