1 导言
电源技能特别是数控电源技能是一门实践性很强的工程技能，触及了电气、电子、体系集成、操控理论、资料等许多学科范畴。计算机和通讯技能的开展，给电力电子技能供给了宽广的开展前景，一起也给电源提出了更高的要求。一般电源因为准确度不高级缺陷已不能满意实践的需求。直到单片机技能及电压转化模块的呈现，才使准确数控电源的开展有了或许。本文所规划的数控电流源选用PIC16F877A单片机为核心部件，键盘、显现、D/A、开关电源等模块为外围电路。
2 规划要求和总体规划思路
2.1 规划要求
本规划要求：输入220V，输出最高12V；经过键盘操控输出电流，步长为0.01A；选用LED显现输出电流，精度为0.02A；电流源稳流规模为（0.2-1）A。
2.2 总体规划思路
本规划选用开关电源，以到达输出规模和精度以及纹波的要求。依据体系要求，选用D/A转化后，接运算放大器构成的功率放大来操控D/A的输入，然后操控电流值的办法。本体系首要由数控部分、电源部分和键盘显现电路组成。体系原理框图如图1所示。
3 硬件电路规划及软件挑选
依据数控电流源的规划要求，体系首要由操控模块、电源模块、D/A模块及键盘显现模块构成。
3.1 操控模块的挑选
3.2 电源模块的挑选
电源模块一般首要选用全桥整流加电容滤波电路、三端稳压集成电路外接扩流管和开关电源电路。全桥整流加电容滤波电路广泛使用于一些要求不太高的直流电流源中，其驱动才能和后级的滤波电容有关，该电路明显的特色便是能够比较好的满意电流的瞬态相应，而假如负载要求继续的大电流输出，该电路将力不从心。三端稳压集成电路外接扩流管既利用了稳压集成块杰出的稳压功用，又能够有必定的电流输出，在一些高精度的线性稳压电源中被广泛选用，可是作用较差。开关电源的功率器材作业在开关状况，功率损耗小、效率高。与之相配套的散热器体积大大减小，一起脉冲变压器体积比工频变压器小了许多。因而选用开关电源的电流源具有效率高、体积小、重量轻等长处。
因为本规划对电源的要求比较高，特别表现在对电源的功率和纹波电压的要求上。因而，在这里选用的是开关电源电路。
3.3 D/A转化模块的挑选
TLC5615为美国德州仪器公司1999年推出的产品，是具有串行接口的数模转化器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。带有上电复位功用，即把DAC寄存器复位至全零。它是串行输入的10位高精度D/A转化器，因而经转化的终究输出电压能够到达0V～10V。10位D/A，分辨率为1/2048，选采样电阻为15kΩ，D/A输出的分辨率能完成步进0.01A。
3.4 软件的挑选
Protel 99 SE软件规划体系是一套建立在IBM PC兼容机环境下的EAD电路集成规划软件渠道。它具有电路原理图规划、PCB（印制电路板）规划、电路的层次化规划、报表制作、电路仿真以及逻辑器材规划等功用。
Microchip公司为PIC系列单片机装备了功用强大的软件集成开发体系Mp lab，该软件是一个集成多种单片机使用开发工具软件于一体的、功用齐备的软件包。
本文选用Protel 99 SE软件规划体系进行PCB板的规划，Mp lab进行体系仿真。
4 数控电流源的单片机程序完成
本文所选用的PIC16F877A单片机是Microchip公司开发的新产品，具有FLASH编程的功用，能够直接在单片机上进行如暂停CPU履行，调查寄存器内容等操作，是现在使用最广泛的一种PIC单片机。
单片机程序所要完成的功用是：独立键盘对PIC16F877A单片机输入数据，PIC16F877A单片机对取得的数据进行处理，并送到10位数模转化器TLC5615，完成对电流的操控。
在这里选用的是C言语编程，其长处是编写代码效率高、软件调试直观、保护晋级便利、代码的重复利用率高、便于跨渠道的代码移植等。主程序流程图如图2所示。
5 体系测验
本规划要求输出电流规模为0.2A-1A，恒流源模块采样电阻两头电压为200mV-2000mV，由电压值能够推算出数模转化模块的参阅电压|Vref|至少为2V（Vref<0）。本规划的Vref=-2.15V，输出端模仿电压规模为（0-12）V，所以输出电流为0.2A-1A。规划要求在0.2A-1A内恣意预值，本规划经过键盘输入电流值送单片机，单片机依据输入的键值，将模仿量转化为数字量送给数模转化电路，然后输出模仿量。部分电流值及其对应的理论和实践的数字量如表1所列。其间对应理论码值为输入电流对应数模转化所需求的码值，实践码值为单片机依据输入电流值处理后送到数模转化器的码值。
表1所列的测验结果表明，本规划输出的最大差错为当输入电流为32mA时，输出电流为33mA，差错为1mA。而标题中发挥部分要求输出电流改变的绝对值≤输出电流的0.1%+1mA，即1.032，所以本规划丈量出来的差错值到达了规划要求规则的差错值。
6 定论
本文所规划的数控电流源选用PID算法完成了量程可选、输出可调、步进准确、纹波电流极小的功用，并且可将输出电流预置值、实测值在LED上一起显现。人机接口选用独立键盘及LED显现器，操控界面直观、简练，具有杰出的人机交互功用。其具有操控灵敏，体系晋级便利，操控体系的可靠性进步，易于标准化，体系保护便利、一致性好、成本低，出产制作便利等长处。
