基于AVR单片机的数控直流电压源设计

基于AVR单片机的数控直流电压源设计南京信息工程大学电子信息工程专业，南京210044摘要介绍一种以单片机AVR为控制核心的数控直流恒流源，该恒流源以运算放大器LM358加达林顿管组成，AD采样电阻电压控制恒流源输出。由键盘通过输入预定电流值，经单片机处理、采样恒流源电路输出电流值并与预定值比较，而进行调节控制输出电流范围为20MA2A，改变负载电阻，输出电压在24V化时，输出电流变化的绝对值小于输出电流值的01针IMA。关键词AVR单片机运算放大器恒流源ADAVR单片机PWM1引言单片机又称单片微控制器，它是把一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的讲一块芯片就成了一台计算机。单片机技术是计算机技术的一个分支,是简易机器人的核心元件。早期单片机主要由于工艺及设计水平不高、功耗高和抗干扰性能差等原因，所以采取稳妥方案，使得指令周期长，执行速度慢。以后的CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和缩小分频系数等措施，但这种状态并未被彻底改观51以及51兼容。此间虽有某些精简指令集单片机RISC问世,但依然沿袭对时钟分频的作法。1997年,由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的FLASH新技术,共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。相对于出现较早也较为成熟的51系列单片机，AVR系列单片机片内资源更为丰富，接口也更为强大，同时由于其价格低等优势，在很多场合可以替代51系列单片机。AVR单片机，它采用精简指令集，以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中指令集中占大多数的单周期指令都是如此，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。当然这种速度上的升跃，是以高可靠性为其后盾的。AVR单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略，即采用局部寄存器存堆32个寄存器文件和单体高速输入/输出的方案即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑。提高了指令执行速度1MIPS/MHZ，克服了瓶颈现象，增强了功能；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。故AVR单片机在软/硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡，是高性价比的单片机。2AVR单片机的优势特征单片机已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升，且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉。单片机种类很多，在简易机器人制作和创新中，为什么选用AVR单片机呢一21简便易学，费用低廉首先，对于非专业人员来说，选择AVR单片机的最主要原因，是进入AVR单片机开发的门槛非常低，只要会操作电脑就可以学习AVR单片机的开发。单片机初学者只需一条ISP下载线，把编辑、调试通过的软件程序直接在线写入AVR单片机，即可以开发AVR单片机系列中的各种封装的器件。AVR单片机因此在业界号称“一线打天下”。其次，AVR单片机便于升级。AVR程序写入是直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作，这样便于产品升级。再次，AVR单片机费用低廉。学习AVR单片机可使用ISP在线下载编程方式即把PC机上编译好的程序写到单片机的程序存储器中，不需购买仿真器、编程器、擦抹器和芯片适配器等，即可进行所有AVR单片机的开发应用，这可节省很多开发费用。程序存储器擦写可达10000次以上，不会产生报废品。22高速、低耗、保密首先，AVR单片机是高速嵌入式单片机1、AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行。2、多累加器型，数据处理速度快。AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行。3、中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断。其次，AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100NA，更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低18V即可工作。再次，AVR单片机保密性能好。它具有不可破解的位加密锁LOCKBIT技术，保密位单元深藏于芯片内部，无法用电子显微镜看到。23I/O口功能强,具有A/D转换等电路1AVR单片机的I/O口是真正的I/O口，能正确反映I/O口输入/输出的真实情况。工业级产品，具有大电流灌电流1040MA,可直接驱动可控硅SCR或继电器，节省了外围驱动器件。2AVR单片机内带模拟比较器，I/O口可用作A/D转换，可组成廉价的A/D转换器。ATMEGA48/8/16等器件具有8路10位A/D。3部分AVR单片机可组成零外设元件单片机系统，使该类单片机无外加元器件即可工作，简单方便，成本又低。4AVR单片机可重设启动复位,以提高单片机工作的可靠性。有看门狗定时器实行安全保护,可防止程序走乱飞,提高了产品的抗干扰能力。24有功能强大的定时器/计数器及通讯接口定时/计数器T/C有8位和16位,可用作比较器。计数器外部中断和PWM也可用作D/A用于控制输出，某些型号的AVR单片机有34个PWM，是作电机无级调速的理想器件。AVR单片机有串行异步通讯UART接口,不占用定时器和SPI同步传输功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般标准整数频率下,而波特率可达576K。AVR单片机的型号标识解析1型号紧跟的字母，表示电压工作范围。带“V”1855V；若缺省，不带“V”2755V。例ATMEGA4820AU，不带“V”表示工作电压为2755V。2后缀的数字部分，表示支持的最高系统时钟。例ATMEGA4820AU，“20”表示可支持最高为20MHZ的系统时钟。3后缀第一（第二）个字母，表示封装。“P”DIP封装，“A”TQFP封装，“M”MLF封装。例ATMEGA4820AU，“A”表示TQFP封装。4后缀最后一个字母，表示应用级别。“C”商业级，“I”工业级（有铅）、“U”工业级（无铅）。例ATMEGA4820AU，“U”表示无铅工业级。ATMEGA4820AI，“I”表示有铅工业级。25AVR8BITMCU的最大特点与其它8BITMCU相比，AVR8BITMCU最大的特点是哈佛结构，具备1MIPS/MHZ的高速运行处理能力；超功能精简指令集（RISC），具有32个通用工作寄存器，克服了如8051MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象；快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发；作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40MA（单一输出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具备10MA20MA灌电流的能力；片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；大部分AVR片上资源丰富带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，ANALOGCOMPARATOR，WDT等；大部分AVR除了有ISP功能外，还有IAP功能，方便升级或销毁应用程序。26AVR单片机的应用区域目前，AVR已被广泛用于空调控制板，打印机控制板，智能电表，智能手电筒LED控制屏，医疗设备，GPS27从市场角度看AVR单片机性价比AVR大部分型号的性价比较高，性价比表现突出的型号有ATMEGA48、ATMEGA8、ATMEGA16、ATMEGA169P供货方面通用型号的AVR供货较为稳定，非常规型号的AVR样品及供货仍存在问题。市场占有率目前，AVR的市场占有率还是不如PIC与51，但，AVR的优点使得AVR的市场占有一直在扩展，AVR的年用量也一直在上涨。3AVR单片机PWM四种工作模式31普通模式普通模式WGM0200为最简单的工作模式。在此模式下计数器不停地累加。计到8比特的最大值后TOP0XFF，由于数值溢出计数器简单地返回到最小值0X00重新开始。普通模式输出比较单元可以用来产生中断，当然也可以利用输出比较来产生波形，这样并不推荐，因为太占用CPU时间。32CTC（比较匹配时清零定时器）模式此模式可以用来产生可变的频率变化。了在CTC模式下得到波形输出，可以设置OC0A在每次比较匹配发生时改变逻辑电平。这可以通过设置COM0A101来完成。在期望获得OC0A输出之前，首先要将其端口设置为输出。波形发生器能够产生的最大频率为FOC0FCLK_I/O/2OCR0A0X00。频率由如下公式确定变量N代表预分频因子1、8、64、256或1024。33快速PWM模式此模式可以用来产生可变的占空比变化。快速PWM模式可用来产生高频的PWM波形。快速PWM模式与其他PWM模式的不同之处是其单斜坡工作方式。输出的PWM频率可以通过如下公式计算得到变量N代表分频因子1、8、64、256或1024。34相位修正PWM模式此模式可以用来产生可变的占空比变化。位修正PWM模式WGM0201或5为用户提供了一个获得高精度相位修正PWM波形的方法。此模式基于双斜坡操作。工作于相位修正模式时PWM频率可由下式公式获得变量N表示预分频因子1、8、64、256或1024。例子CTC模式程序初始化DDRB|1EEPM0/设置地址与数据寄存器/EEARLUCADDRESSEEDRUCDATA/置位EEMWE/EECR|1EEMWE/置位EEWE以启动写操作/EECR|1EEWE读函数UNSIGNEDCHAREEPROM_READUNSIGNEDCHARUCADDRESS/等待上一次写操作结束/WHILEEECR/设置地址寄存器/EEARLUCADDRESS/设置EERE以启动读操作/EECR|1EERE/自数据寄存器返回数据/RETURNEEDR注意点EEPROM数据存储器使用最重要的就是要防止EEPROM数据丢失。若电源电压过低，CPU和EEPROM有可能工作不正常，造成EEPROM数据的毁坏丢失。这种情况在使用独立的EEPROM器件时也会遇到。因而需要使用相同的保护方案。由于电压过低造成EEPROM数据损坏有两种可能一是电压低于EEPROM写操作所需要的最低电压；二是CPU本身已经无法正常工作。EEPROM数据损坏的问题可以通过以下方法解决一、当电压过低时保持AVRRESET信号为低。这可以通过使能芯片的掉电检测电路BOD来实现。如果BOD电平无法满足要求则可以使用外部复位电路。若写操作过程当中发生了复位，只要电压足够高，写操作仍将正常结束。2、在上电后要延时一段时间再读取EEPROM存储器中的数据。三模数转换器（ADC）10位精度05LSB的非线性度2LSB的绝对精度13260S的转换时间最大精度达到15KSPS四路复用单端输入通道可选的向左调整ADC读数0VCC的ADC输入电压范围可选的11VADC参考电压连续转换或单次转换模式通过中断源自动触发的ADC转换启动ADC转换结束中断基于睡眠模式的噪声抑制器实际使用注意事项1、理论上的10位AD精度，实际上在一般的场合只能达到8位。2、5/21000048,而5/2800195，相差还是很多的。3、电源电压不稳或有毛刺波纹等都会对AD的采样精度有影响，所以在电源前CLC形滤波处理，在电压进入AD之前加RC处理，采样过程中要多次采样，并使用软件滤波算法来减少AD的误差。4、在模拟器件上，地和电源一组，信号线和地一组，分别编成双绞线，这样也会增加抗干扰，另外这些线越短越好。35AVR单片机的发展趋势目前AVR单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，AVR单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。AVR单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴36应用1自能仪表应用AVR单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。2在工业控制中的应用用AVR单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。3在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。4在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。5AVR单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。37直流稳压电源直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多它的供电电压大都是交流电压，当交流供电电压的电压或输出负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由工频变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压或电流。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小，但体积大、耗材多，效率低常低于4060。后者以改变调整元件或开关的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。这类电源功耗小，效率可达85左右，但缺点是纹波大、相互干扰大。所以，80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为可控整流型。用改变晶闸管的导通时间来调整输出电压。斩波型。输入是不稳定的直流电压，以改变开关电路的通断比得到单向脉动直流，再经滤波后得到稳定直流电压。变换器型。不稳定直流电压先经逆变器变换成高频交流电，再经变压、整流、滤波后，从所得新的直流输出电压取样，反馈控制逆变器工作频率，达到稳定输出直流电压的目的。电器用途交流稳压电源应用于计算机及其周边装置、医疗电子仪器、通讯广播设备、工业电子设备、自动生产线等现代高科技产品的稳压和保护。3直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。（1可用于各种电子设备老化，如PCB板老化，家电老化，各类IT产品老化，CCFL老化，灯管老化2适用于需要自动定时通、断电，自动记周期数的电子元件的老化、测试3电解电容器脉冲老练4电阻器，继电器，马达等测试老练5整机老练；电子元器件性能测试，例行试验4系统设计一般的直流稳压电源存在以下问题输出电压是通过粗调（波段开关及细调电位器来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如102103V，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。此外有的数控电源设计是通过高位数的A/D和D/A芯片来实现的，这虽然能获得较高的精度，但也使得成本大为增加。本文介绍一种基于AVR单片机的低成本高精度数控直流电源，能够克服传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。系统设计及量述本数控直流恒流源系统采用ATMEL公司生产的AVR单片机为控制核心，包括模块有恒流源模块、AVR单片机主控模块、键盘及显示模块、ADDA转换模块以及电流检测等。选用AVR作微控制器，其不仅性能更加完善，运行指令速度比51系列快，不需要扩展外部IO资源，节约资金，能完伞实现功能和满足精度要求。设计功能有手动设定输入电流值20MA2A输出电压在24V内变化，输出电流在20MA2A间，步进IMA能直接利用220V进行供电输出电流恒定，文波小，分辨率高可显示电流给定值和实测值。系统工作流程通过键盘没定需要的输出电流值后，单片机AVR对设定的值送入显示器，按照一定的算法进行处理，经DA输出电压控制恒流源电路，输出相应的电流值。AVRL6单片机采样恒流源电路上串连的采样电阻电压，计算此恒流源电路的输出电流值并与设定的值进行比较，DA控制输出从而实现对恒流源的输出电流的控制调节。此数据存储于单片机输入显示器，实验结果表明输出电流能实时跟随预定值。1恒流源电路的设计及OA转换恒流源实现方式很多，如运算放大器组成的恒流源，镜像电流源等，本文采用运算放大器LM358加达林顿管组成恒流源。LM358是内部频率补偿。适合于电压范围很宽的单电源使用。DAOUT输入通过集成运放LM358恒定ADIN点的电压，起到了恒流的作用达林顿管连接构成共基极输入，很高的输出阻抗，达到恒流和扩流的目的，电阻R6上的电压恒等于DAOUT输入电压，得到一个町控制恒流源。恒流源是20MA2A的范围，步进IMA，变化有1980个点，用11位的DA实现。DA转换电路采用TLV5638，TI公司的12位DA转换，有两个输出通道，数据传输接口为3线制串口，该接口与常用的微控制器或者微处器直接连接。每次传输数据由16位的数据组成一帧，其中4位为控制命令字，12位为输H数据。2电流检测电路与AD转换电路设计输出电流能实时跟随预定值，引入一个反馈同路，用来指示当前输出的电流大小，该功能电路即电流检测电路。恒流源电路采样电阻电压即R6上的ADIN电压输到AD转换电路测得输出电流。这对采样电阻的要求较高，用康锰铜电阻丝作电流测量中的取样电阻。其特点在于温度漂移量小。1O的康锰铜电阻丝上通过约2A电流，产生热量引起升温，导致002O左右阻值的变化，对电流的稳定起了很重要的作用。同时LO的康锰铜电阻丝约长L，与外界接触面积大，散热快，利于减小温度漂移的影响。电流检测电路如图3，D转换采用AD977，是ANALOGDEVICE公司推出的一款扁速16位AD转换器，低功耗，采样200KSPS。2恒流源测试结果恒流源电路测试分有负载和无负载两种方式。控制面板输入设定值，测得恒流源在尤负载下的电流值加入负载值，测得在设定值下的电流值。测得值跟设定值对比得表一系统框图图为系统的总体框图。本系统通过小键盘和LCD实现人机交流，小键盘负责接收要实现的电流值，LCD12864负责显示。AVR单片机根据输入的电流值产生对应的波，经过滤波和功放电路后对压控直流元件进行控制，产生电流，电流再经过采样电阻到达负载。同时，对采样电阻两端信号进行差分和放大，送入ADC。单片机根据采集到的值调整PWM输出，从而调整了输出电流。如此反复，直到电流达到设定要求。41硬件模块介绍1人机接口模块本模块包括小键盘电路和液晶显示电路。键盘设计为34键盘，由数字键09，功能键“删除”及“确认”组成，采用反转法实现键值识别。显示电路由带中文字库的LCD12864构成，该液晶可以每行8个汉字显示4行。由于这部分电路比较简单，在此不详述。2核心控制模块系统的核心控制模块为AVR单片机（ATMEGA16L）。主要使用了AVR的PWM功能和A/D功能。AVR单片机片内有一个具有16位PWM功能的定时/计数器。在普通模式下，计数器不停地累加，计到最大值（TOP0XFFFF）后溢出，返回到最小值0X0000重新开始。当启用PWM功能即在单片机的快速PWM模式下，通过调整OCR1A的值可实现输出PWM波的占空比变化。产生PWM波形的机理是PWM引脚电平在发生匹配时（匹配值为00XFFFF之间的值，如图2中的C），以及在计数器清零（从MAX变为BOTTOM）的那一个定时器时钟周期内发生跳变，具体实现过程如图2所示。图2PWM波产生过程图2中的CF为OCR1A匹配值。从图中可见，波形在每个匹配值处以及计数清零时输出发生变化，从而实现了PWM波。由于OCR1A的值可以从0X0000到0XFFFF，共有65535个值，因此PWM波的最大分辨率为1/65535，满足系统分辨率设计要求。PWM波的频率为（1）其中，FCLK_I/O为系统时钟频率（73728MHZ），N为分频系数（取1、8、64、256或1024）。在N取1时，根据式（1）得PWM波的最大频率为73728MHZ；当N取1024时，PWM波的最小频率为72KHZ。本系统N取256，PWM波频率为288KHZ。单片机内部有1个10位的逐次逼近型ADC，当使用片内VCC作为参考电压VREF，其分辨率为（2）若使用片内的256V基准源作为参考电压，依据式（2）可得到其分辨率为0003V。当系统需要更高的分辨率时，可以通过软件补偿的方法来实现。具体实现方法可参考相关资料。3滤波和功放模块图3二阶RC低通滤波电路PWM波产生后不能直接用于控制MOSFET，需把其变成能随占空比变化而变化的直流电压。在此，我们选用二阶RC低通无源滤波器，并取得了很好的效果。二阶RC低通无源滤波器的系统函数为（3）其中，A为通带增益，Q为品质因素，0为截止频率。根据式（1）算出PWM波的频率，取截止频率为30KHZ，由式（3）可确定对应的电阻、电容值。由于无源滤波器的负载能力差，信号经过二阶无源滤波网络后衰减比较厉害，需要增加一级功率放大电路。功放电路比较简单，也有经典电路，限于篇幅不再赘述。4恒流源模块恒流源采用的是压控恒流元件IRF540，它的VGS为20V，ID为33A。截止时，最大漏电流为1A，导通电阻仅有004，图4为IRF540的特性曲线。图4IRF540特性曲线由图4可知，当VGS为5V时，可输出电流就可达到30A左右，完全能实现小电压控制大电流的目的。具体应用电路如图5所示。图5横流电路IRF540的G极接PWM波转换后的直流电压，D极接能提供15V/5A电流的电源（可采用开关电源），S极用来接采样电阻和负载。采样电阻应采用温漂系数低、阻值为10M、精度为1的大功率锰铜丝电阻。当对采样电阻两端信号进行差分后，可得到采样电阻两端的电压值U，而在已知采样电阻阻值情况下，很容易得到流经采样电阻的电流，即IU/R。由于负载与采样电阻在同一条支路，故流经负载的电流也为I。差分放大电路的放大倍数可根据采样电阻阻值以及ADC的参考电压来选择，图5中要求R1R3，R2R4，放大倍数为R4/R3。需要注意的是该电路应该具有很高的输入阻抗，以减少对负载电路的影响。差分信号经ADC口送入单片机进行处理。42软件设计1主程序首先初始化系统，即AVR单片机系统的初始化，再对系统时间进行设置，调用按键处理子程序，判断是否有按键按下，若有就调用显示处理程序，显示处理程序在数码管上显示预置电压，由单片机控制的信号经D/A转换后，通过检测电路判断是否短路，若短路则启动中断保护。否则，实现稳压输出。主流程图如图6所示。由图6可知，整个系统是一个动态的闭环系统。由于PWM初始匹配值设置的大小不同，电流值在开始时可能会跟设定值有较大偏差。随着闭环系统的自我调整，逐渐使输出稳定在设定值上下。系统达到稳定状态的时间以及稳定后电流值波动的幅度，可根据设计要求由软件来调整。图6程序流程图2过流保护程序从数模转换电路转换出的信号，一路经过流检测电路，把检测到的信号，送入单片机最小系统进行处理，若过流，则蜂鸣器鸣叫。过流保护程序流程图如图所示。43实验结果我们对此数控恒流源进行了负载测试，测试结果如下从表1和表2的实测数据中可以看出，该恒流源在负载为100以内，最大误差仅为2MA，在0200MA段没有误差，满足了设计要求，达到了较高的精度。如果需要提高200MA段以上的精度，可采用软件补偿的方法实现。即先测量足够多的测试数据，然后采用曲线拟合方法对数据分段进行补偿，详细方法可参考相关资料。5本设计结语本文设计的数控恒流源结构简单，单片机控制输出电流连续可调输出准确，文波少，输出稳定等特点；该系统采用12位的AD和DA转换对恒流源电路进行更加精确的检测和控制，硬件电路经过测试町以将输出电流精确到0ILIA增加监测点，输出U电压大于24V时进行报警；增加风扇或其他散热性基于AVR技术的数控恒流源电路结构简单，成