本实用新型中电源模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]—种基于单片机的数控直流电流源装置，如图1-2所示，包括单片机、D/A转换模块、输出调整模块、A/D转换模块、电源模块、按键模块和显示模块，电源模块用于为系统工作芯片提供直流电源，单片机Ul采用AT89C52型号，单片机Ul的输入端连接按键模块和A/D转换模块的输出端，其中A/D转换模块包括A/D转换芯片U2，A/D转换芯片U2采用TLC2543芯片，A/D转换芯片U2的引脚16接单片机Ul引脚I，A/D转换芯片U2的引脚17接单片机Ul的引脚2，A/D转换芯片U2的引脚15接单片机Ul引脚3，A/D转换芯片U2的引脚18接单片机Ul的引脚4，A/D转换芯片U2的引脚14接电源，A/D转换芯片U2的引脚13接地，A/D转换芯片U2将模拟信号转换成数字信号用于单片机Ul的读取。单片机Ul的输出端与显示模块和D/A转换模块的输入端连接，其中，D/A转换模块包括D/A转换芯片U3，D/A转换芯片U3采用LTC1456，D/A转换芯片U3的引脚I与单片机的引脚14连接，D/A转换芯片U3的引脚2与单片机的引脚13连接，D/A转换芯片U3的引脚3与单片机的引脚15连接，D/A转换芯片U3将单片机Ul的数字信号转换成模拟信号。D/A转换模块的输出端与输出调整模块的输入端连接，输出调整模块的输出端与A/D转换模块的输入端连接。单片机Ul的输出端还连接有报警模块，报警模块包括蜂鸣器LSl和三极管Q2，三极管Q2的基极通过第十电阻RlO与单片机Ul的引脚8连接，三极管Q2发射极接电源，三极管Q2的集电极与蜂鸣器LSI 一端连接，蜂鸣器LSI另一端接地，当实际输出电流值与预设电流值的误差大于设定允许误差值时，单片机Ul的引脚8输出信号通过三极管Q2放大后驱动蜂鸣器LSl报警，提醒工作人员注意。输出调整模块包括恒流源电路、用于采集实际输出电流值的采样电路和用于提供高精度参考电压的负载电路。恒流源电路用于输出稳定的电流，恒流源电路包括第一运算放大器U5和场效应管Ql，第一运算放大器U5采用0P07型号，第一运算放大器U5的引脚3与D/A转换芯片U2的引脚7连接，第一运算放大器U5的引脚7接电源正极，第一运算放大器U5的引脚4接电源负极，第一运算放大器U5的引脚2与场效应管Ql的源极连接，第一运算放大器U5的引脚6通过第二电阻R2与场效应管Ql的栅极连接，场效应管Ql的源极连接有采样电路，场效应管Ql的漏极连接有负载电路。
[0021]采样电路包括采样电阻Rl和用于测量采样电阻Rl两端电压的第二运算放大器U6，第二运算放大器U6采用0P07型号，采样电阻Rl第一端与场效应管Ql的源极连接，采样电阻Rl的第二端与电流表的正极连接，电流表的负极接地，电流表用于显示实际输出电流值，采样电阻Rl采用康铜丝绕制(阻值随温度的变化较小)成阻值为I Ω的电阻，将采样电阻Rl两端电压值换算成电流值即可得到实际输出电流值。第二运算放大器U6的引脚3与采样电阻Rl的第一端连接，第二运算放大器U6的引脚7接电源正极，第二运算放大器U6的引脚4接电源负极，第二运算放大器U6的引脚2与第二运算放大器U6的引脚6连接，第二运算放大器U6的引脚6与A/D转换芯片U2的引脚I连接，第二运算放大器U6作为电压跟随器使用，实时监测采样电阻Rl两端的电压，采样电阻Rl两端的电压作为反馈电压依次经第二运算放大器U6放大、A/D转换芯片U2转换后送入单片机Ul内，采样电阻Rl的第一端与电流表的负极之间并联有用于使采集的反馈电压更稳定的第五电容C5。
[0022]负载电路包括负载电阻RL和第三运算放大器U4，第三运算放大器U4采用0P07型号，负载电阻RL第一端与场效应管Ql的漏极连接，负载电阻RL的第二端与接15V电源，负载电阻RL第一端通过第四电阻R4与第三运算放大器U4的引脚2连接，负载电阻RL的第二端通过第五电阻R5与第三运算放大器U3的引脚3连接，第三运算放大器U3的引脚3还通过第三电阻R3接地，第三电阻R3两端并联有第四电容C4，第三运算放大器U3的引脚2通过第六电阻R6与第三运算放大器U3的引脚6连接，第三运算放大器U3的引脚6与A/D转换芯片的引脚2连接，负载电阻RL两端的电压作为参考电压经第三运算放大器U3放大、A/D转换芯片U2转换后送入单片机Ul内，用于与采样电阻两端的反馈电压比较。单片机Ul对采样电阻Rl两端的反馈电压与负载电阻RL两端的参考电压进行比较分析得出误差电压，该误差电压经D/A转换模块输送到输出调整模块，此误差电压经第一运算放大器U5放大后输出控制场效应管Ql的导通程度，使预设电流值和实际输出电流值的逐步逼近，直至相等，从而达到数控的目的。
[0023]按键模块用于输入预设电流值，按键模块键盘采用标准4X4键盘，矩阵式行列扫描方式，按键模块包括“+”按键、按键、“0K”按键、“SET”按键、“DEL”按键、“RESET/ON”按键和O?9的九个数字输入按键。其中“7”、“8”、“9”和RESET/ON按键的第一端与单片机Ul的引脚21连接，“4”、“5”、“6”和“+”按键的第一端与单片机Ul的引脚22连接，“I”、“2”、“3”和按键的第一端与单片机Ul的引脚23连接，“O”、“DEL”、“0K”和“SET”按键的第一端与单片机Ul的引脚24连接，“O”、T、“4”和“7”按键的第二端与单片机Ul的引脚25连接，“DEL”、“2”、“5”和“8”按键的第二端与单片机Ul的引脚26连接，“0K”、“3”、“6”和“9”按键的第二端与单片机Ul的引脚27连接，“SET”、、“+”和RESET/ON按键的第二端与单片机Ul的引脚28连接。由于该设计使用的按键较多，采用该种按键模块可降低占用单片机Ul的I/O口数目，而且可以做到直接输入预设电流值，使用调整方便简单。
[0024]显示模块采用LM016L液晶显示屏，显示模块显示预设电流值、实际输出电流值和预设电流值与实际输出电流值的差值。LM016L液晶显示屏上的引脚7?14通过上拉电阻排分别与单片机Ul的P0.0?P0.7端口对应连接，上拉电阻排的引脚I接电源，LMO16L液晶显示屏的引脚2接电源，LM016L液晶显示屏的引脚3和引脚I接地，LM016L液晶显示屏的引脚4与单片机Ul的引脚10连接，LM016L液晶显示屏的引脚5与单片机Ul的引脚11连接，LM016L液晶显示屏的引脚6与单片机Ul的引脚12连接。使用液晶显示可视面积大、分辨率高、抗干扰能力强、功耗小且设计电路简单。
[0025]单片机的晶振端连接有由晶振电路，晶振电路包括晶体振荡器X1、第二电容C2和第三电容C3。单片机的复位端连接有复位电路，复位电路包括复位按钮、第八电阻R8和第一电容Cl。
[0026]电源模块用于为系统工作芯片提供直流电源，如图3所示，电源模块包括变压器TRl、四个二极管组成的桥式整流电路BRl、五个滤波电容以及三个三端稳压器。三个三端稳压器中第一三端稳压器U7采用的型号为7815，第二三端稳压器U8采用的型号为7915，第三三端稳压器U9采用的型号为7805，变压器TRl的一端接市电，另一端接桥式整流电路BR1，市电经变压器TRl降压后又经桥式整流电路BRl转换成直流电，桥式整流电路BRl的正输出端接第一滤波电容Cl I的正极，第一滤波电容C21的负极接第二滤波电容C22的正极，第二滤波电容C22的正极接地，第二滤波电容C22的负极接桥式整流电路BRl的负输出端，桥式整流电路BRl的负输出端与第二三端稳压器U8的引脚2连接，第二三端稳压器U8的引脚2与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极与第二