精密程控电流源的设计及应用

2013-05-16 14:02:34来源: 21ic
1 系统概述

程控电流源具有输出电流范围宽、准确度高、功率大等特点,是组成自动测试系统和校验系统的必需仪器,广泛用于工矿企业、科研国防等军工单位的计量仪表、自动化标定等设备中。本文介绍的精密程控电流源除上述特点外,还具备USB总线通信、温度测量和输出电流非线性温度补偿功能。

系统总体结构如图1所示,精密程控电流源由微控制器(MCU)单元,USB接口单元,温度测量单元,输出电流校准单元,信号输出单元及电源单元组成。MCU单元通过USB接口单元实现与上位机的通信,从上位机获得控制命令并返回相应的数据,同时解析上位机命令来控制信号输出信号,完成最终电流输出。温度测量单元和输出电流校准单元共同完成输出电流的非线性温度补偿。电源单元向其他单元提供所需电源。精密程控电流源还包括过流检测、系统自检、继电器隔离输出等单元,进一步提高了系统的智能性和可靠性。

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2 系统电路设计

2.1 USB接口单元

精密程控电流源通过USB总线与上位机接口,USB接口的热插拔、高速和即插即用特性大大简化了系统设计,方便了电流源与上位机的通信,USB接口单元电路如图2所示。

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图中,FT232AM完成USB总线到MCU串口信号线的转换,以便上位机将USB虚拟成传统的串行口,从而简化了驱动程序,便于实现USB总线与MCU的通信。为了避免USB信号与信号源间的干扰,选用光耦器件(图中的U29)实现其与MCU的隔离,提高系统的抗干扰能力。

2.2 MCU及其外接单元

微控制器MCU是精密程控电流源的核心控制单元,其与温度测量单元及输出电流校准单元的接口电路如图3所示。

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MCU单元选用AT89C51型单片机构建运行环境,完成对电流源系统的控制,包括外部扩展ROM、外部扩展RAM、硬件看门狗、硬件地址译码器等。
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关键字:精密程控  电流源  中断处理

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0516/article_7352.html
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