基于STM32的多功能數(shù)控直流電源

1、M戶a貨題目：多功能數(shù)控直流電源隊(duì)員：隊(duì)員：隊(duì)員：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：2015/7/26摘要：利用STM32單片機(jī)系統(tǒng)，對(duì)鍵盤或者觸摸屏輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。根據(jù)模式的設(shè)定，可以利用內(nèi)部的DAC以及外部電路實(shí)現(xiàn)數(shù)控直流電源輸出，分為穩(wěn)壓源、穩(wěn)流源兩種。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)模式可調(diào)的信號(hào)發(fā)生器，可以在方波、三角波、鋸齒波以及正弦波之間進(jìn)行切換。關(guān)鍵詞：STM32,數(shù)控，直流電源，信號(hào)發(fā)生器Abstract:UsingSTM32MCU,readtheinputdatafromkeyboardortouchscreen.Accordingtothemodesetnow,theDACinsidecoopera

2、teswithoutsidecircuitscanoutputDCpowersupply,whichcanbesettotwomodes,nameasvoltagesourceandcurrentsource.Thesametime,itcanalsoworkasansignalgenerator,whichcanbechangedbetweensquarewave,trianglewave,sawtoothwaveandsinewave.Keyword：STM32,numericalcontrol,DCpowersupply,signalgenerator目錄1. 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求31.1 設(shè)

3、計(jì)任務(wù)31.2 設(shè)計(jì)要求32. 方案論證32.1 總體設(shè)計(jì)32.2 關(guān)鍵問題43. 單元電路設(shè)計(jì)93.1 總體電路圖93.2 參數(shù)計(jì)算104. 軟件設(shè)計(jì)124.1 主程序124.2 關(guān)鍵子程序135. 系統(tǒng)測(cè)試195.1 測(cè)試條件195.2 測(cè)試方法與步驟195.3 測(cè)試數(shù)據(jù)215.4 結(jié)果分析236. 結(jié)論246.1 綜合評(píng)價(jià)246.2 可改進(jìn)的方向24參考文獻(xiàn)25附錄26附錄1元器件清單26附錄2電路圖271 .設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)有一定輸出電壓、電流范圍的多功能數(shù)控電源。1.2 設(shè)計(jì)要求1.2.1 基本要求(1) 有穩(wěn)壓源模式，給定輸出電壓范圍09.9V,步進(jìn)0.1V;

4、輸出電壓靜態(tài)誤差w0.1V,電壓波動(dòng)w0.05V,紋波峰峰值不大于20mV;穩(wěn)壓時(shí)輸出電流范圍0100mA;(2) 有過流保護(hù)功能，當(dāng)電流達(dá)到105mA±2mA范圍內(nèi)時(shí)產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作；(3) 有穩(wěn)流源模式，給定輸出電流范圍099mA,步進(jìn)1mA;輸出電流靜態(tài)誤差w2mA,電流波動(dòng)w1mA;穩(wěn)流時(shí)輸出電壓范圍010V;(4) 用十進(jìn)制數(shù)碼顯示負(fù)載電壓、電流值；顯示效果清晰、穩(wěn)定、無閃爍；(5) 有十進(jìn)制數(shù)字鍵盤，用于設(shè)定輸出電壓或電流的給定值。另有“+”、“-”兩鍵，可直接控制負(fù)載電壓或電流的步進(jìn)增減。鍵盤或按鍵的操作要求盡可能簡便。(6) 輸出電壓或電流可預(yù)置在給定的范圍內(nèi)任意一個(gè)值，

5、在下一次上電時(shí)無需操作即可按設(shè)定模式和設(shè)定參數(shù)輸出。1.2.2 發(fā)揮要求(1) 可用電位器分別調(diào)節(jié)負(fù)載電壓和電流值，調(diào)節(jié)范圍符合上述輸出給定范圍，調(diào)節(jié)特性平滑、穩(wěn)定、快速；(2) 負(fù)載改變時(shí)，輸出電壓、電流需要同時(shí)滿足不超過設(shè)定值的要求，并能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓源模式與穩(wěn)流源模式的自動(dòng)切換；(3) 有信號(hào)源輸出功能，信號(hào)輸出種類有方波、三角波、鋸齒波、正弦波等，每周波不少于32點(diǎn)；頻率范圍：10Hz10kHz,步進(jìn)10Hz,頻率誤差w10Hz;幅度(峰峰值)可調(diào)范圍：09.9V,步進(jìn)0.1V;(4) 有通訊功能，可用上位機(jī)(觸摸式串口液晶屏)控制下位機(jī)(數(shù)控直流電源)的輸出電壓或電流值，并能從下位機(jī)獲取負(fù)

6、載電壓或電流數(shù)據(jù)，在上位機(jī)顯示屏上顯示該數(shù)據(jù)；(5) 其他。2 .方案論證2.1 總體設(shè)計(jì)2.1,1組成框圖總體組成框圖如圖1所示。圖1組成框圖2.1.2工作原理STM32單片機(jī)系統(tǒng)從數(shù)字鍵盤或觸摸屏讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)選擇輸出模式為穩(wěn)壓輸出、穩(wěn)流輸出以及波形輸出中的一種。當(dāng)設(shè)定為穩(wěn)壓輸出時(shí)，STM32單片機(jī)通過DAC輸出模擬電壓為設(shè)定值的25%,外部電路對(duì)輸出放大4倍，且通過功率放大以及負(fù)反饋，實(shí)現(xiàn)09.9V的穩(wěn)壓輸出。當(dāng)設(shè)定為穩(wěn)流輸出時(shí)，STM32單片機(jī)通過DAC當(dāng)設(shè)定為波形輸出時(shí)，STM32單片機(jī)通過DAC輸出存儲(chǔ)在EEPROM中的數(shù)據(jù)表，外部電路對(duì)其進(jìn)行功率放大。2.2 關(guān)鍵問題2

7、.2.1 穩(wěn)壓輸出(1) 方案一：用運(yùn)放和功率器件組成功放電路原理圖如圖2所示。圖2穩(wěn)壓輸出方案一原理圖在電壓放大級(jí)采用集成運(yùn)放，功率放大級(jí)采用分立元件進(jìn)行功率擴(kuò)展。通過改變電阻比值，可以方便地改變輸出電壓的調(diào)整范圍。通過改變功放級(jí)分立元件的輸出功率，也可以方便的改變輸出的電流驅(qū)動(dòng)能力。此方案比較靈活實(shí)用。(2) 方案二：用集成功率放大器作為功放電路集成功率放大器將運(yùn)算放大器的輸出級(jí)改為復(fù)合管形式，以增大輸出電流。采用集成功率放大器可以簡化外圍電路、改善性能、提高可靠性，減少電路的設(shè)計(jì)工作量。但是其價(jià)格比普通運(yùn)放要高許多，且最大輸出電流或功率為固定值，不易調(diào)整，缺乏靈活性。(3) 方案三：用集

8、成穩(wěn)壓器件可以通過外接電路改變基準(zhǔn)點(diǎn)的電壓值，可以使其輸出端電壓也隨之改變。這種可調(diào)穩(wěn)壓輸出具有良好的負(fù)載特性，輸出最大負(fù)載電流達(dá)1.5A,且內(nèi)部具有過流保護(hù)與過熱保護(hù)等電路，有較好的性價(jià)比。需要注意的是，7805的基準(zhǔn)點(diǎn)電壓范圍應(yīng)該控制在-5+5V之間，要求DAC采用雙極性輸出或加入電壓偏移電路將單極性輸出轉(zhuǎn)換為雙極性輸出。原理圖如圖3所示。+15V圖3穩(wěn)壓輸出方案三原理圖vo2.2.2 穩(wěn)流輸出(1) 方案一：電壓/電流轉(zhuǎn)換器原理圖如圖4所示。R.41圖4穩(wěn)流輸出方案一原理圖這是一種適用于接地負(fù)載的轉(zhuǎn)換器，要求輸入的電壓信號(hào)vi2有一定的電流驅(qū)動(dòng)能力。(2) 方案二：原理圖如圖5所示。圖5

9、穩(wěn)流輸出方案二原理圖若Rs=0.1,Il=02A,Vi=0-5V則，R5：&=1:25;U2輸出需加功率驅(qū)動(dòng)。其缺點(diǎn)是需要三個(gè)運(yùn)放，不光是用了更多的資源，而且很容易引起振蕩。(3) 方案三：若Rs=0.1,Il=02A,圖6穩(wěn)流輸出方案三原理圖Vi=05V,則R4：R3=1:25;U5輸出需加功率驅(qū)動(dòng)。(4)方案四：差分電路原理圖如圖7所示。圖7穩(wěn)流輸出方案四原理圖運(yùn)用差分電路，將采樣電阻上的壓降增大一定的倍數(shù)，與設(shè)定的輸入電壓進(jìn)行比較,從而獲得固定的電流。為了讓采樣電阻上的電流盡可能接近負(fù)載上的電流,電路較大。要使差分電路的2.2.3波形輸出(1)方案一：不加入直流偏置電路圖如圖8所

10、示。V312圖8波形輸出方案一電路圖為一個(gè)放大倍數(shù)為5倍的同向比例放大器，單片機(jī)輸出為02V,那么信號(hào)發(fā)生器的輸出為010V。(2)方案二：加入直流偏置電路圖如圖9所示。VO:F=1VAMPL=1FREQ=1000V60V3幸LJ-F22圖9波形輸出方案二電路圖主體同樣為一個(gè)放大5倍的同向比例放大器，在其電壓基準(zhǔn)點(diǎn)接入可以通過電位器調(diào)節(jié)的電壓值，從而可以使得單片機(jī)的輸出信號(hào)在5倍放大的同時(shí)，調(diào)節(jié)直流偏置。2.2.4過流保護(hù)過流保護(hù)電路的功能是當(dāng)輸出電流因負(fù)載變化而超過設(shè)定值時(shí)產(chǎn)生保護(hù)作用，使輸出電壓降低或完全關(guān)閉輸出，以保護(hù)輸出電路不會(huì)因過流、過熱而造成永久性損壞。(1) 方案一：利用三極管的

11、導(dǎo)通特性原理圖如圖10所示。圖10過流保護(hù)方案一原理圖三極管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通時(shí)Vbe=0.7V當(dāng)采樣電阻R上因負(fù)載電路增加而使壓降大于0.7V時(shí)使三極管T1、T2導(dǎo)通，產(chǎn)生過流保護(hù)信號(hào)；可以直接輸出至驅(qū)動(dòng)管，限制輸出電流的繼續(xù)增加，也可以送入數(shù)控部分，處理后切斷電壓信號(hào)。(2) 方案二：用電壓比較器原理圖如圖11所示。輸出電路去數(shù)控部分-A圖11過流保護(hù)方案二原理圖利用電壓比較器，當(dāng)采樣電阻壓降達(dá)到設(shè)定值時(shí)，比較器輸出信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，起到過流保護(hù)的作用；當(dāng)電壓比較器同相輸入端電壓比Vo高出V（即R上的壓降Vr>Vz）時(shí)，電壓比較器輸出信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)；該信號(hào)經(jīng)處理后可直接控制輸出后路的輸出，也可送到

12、數(shù)控部分，由數(shù)控部分切斷整個(gè)電路的輸出，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。但是由于采樣電阻R的數(shù)值很?。ㄈ?Q）,其兩端電壓很小，無法直接與穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓進(jìn)行比較，需要通過差分電路進(jìn)行電壓放大。(3) 方案三：用A/D轉(zhuǎn)換器原理圖如圖12所示?！?圖12過流保護(hù)方案三原理圖將采樣電阻兩端壓差用差分放大電路處理后送A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的結(jié)果送入單片機(jī)系統(tǒng)，由單片機(jī)系統(tǒng)通過軟件判斷輸出回路的負(fù)載電流情況；負(fù)載電流大于設(shè)定值時(shí)，由軟件控制D/A轉(zhuǎn)換器，切斷整個(gè)電路的輸出；優(yōu)點(diǎn)是過流點(diǎn)的設(shè)置可由軟件完成，調(diào)整比較靈活；缺點(diǎn)是需要增加差分放大電路和A/D轉(zhuǎn)換器，硬件略顯復(fù)雜。另外，該保護(hù)方案是利用軟件來實(shí)現(xiàn)其功能的，因此，其

13、缺點(diǎn)是當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)情況時(shí)，輸出回路將得不到有效保護(hù)。3.單元電路設(shè)計(jì)3.1 總體電路圖總體電路圖如圖13所示。R4wv10kR61R210kR5200k"C3Ti0pfV212Vdc7ZL2-410U5Q0U6圖13總體電路圖3.2 參數(shù)計(jì)算3.2.1 穩(wěn)壓輸出現(xiàn)則穩(wěn)壓源的方案一，電路圖如圖14所示。DAout2uA741o0fv2d.三.三二224R。2SC2073采樣電阻選擇：R4為采樣電阻，阻值選為10。比例放大選擇：單片機(jī)DA理論輸出范圍為02.5V,通過uA741以及阻值為30k的R3和阻值為10k的R2構(gòu)成同向比例放大器，將DA輸出放大4倍，從而滿足輸出幅值為09

14、.9V的要求；但是實(shí)際上，單片機(jī)的DA輸出最大值為2.46V,所以放大4倍并不能到達(dá)9.9V,選擇在R2兩端并聯(lián)一個(gè)阻值為1M的電阻，使放大比例稍大于4,使最大輸出達(dá)到要求值。功率管選擇：NPN管Q1上最大的電壓為V1=12V,最大電流為105mA,最大功率P=UI=1.26W,所以需要選擇中功率三極管。在本實(shí)驗(yàn)中選擇的型號(hào)為2SC2073,在室溫為25c時(shí)，最大功率可達(dá)2W,滿足要求。對(duì)于Q2的功率要求并不大，但需要有一定的電流和擊穿電壓。所以選擇的型號(hào)為9015,可以流過500mA的最大電流，擊穿電壓Vce為45V>24V,滿足要求。電容C2選擇：根據(jù)仿真，并不需要連接電容02,然而

15、在實(shí)際的調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，負(fù)載兩端的電壓有幅度約3V、頻率約2MHz的振蕩，需要通過電容對(duì)其進(jìn)行濾波。選擇1uF的瓷片電容，焊接后，發(fā)現(xiàn)負(fù)載上的電壓穩(wěn)定，無振蕩。3.2.2穩(wěn)流輸出選擇穩(wěn)流源的方案四，電路圖如圖15所示。圖15穩(wěn)流源電路圖采樣電阻選擇：R6為采樣電阻，阻值選為10。差分比例放大選擇：采樣電阻上的最大電流為約100mA,其上電壓最大值為0.1V,可以通過20倍的差分放大輸入到單片機(jī)?？紤]到要盡量減小差分電路的分流，選擇為10K與200K。運(yùn)放選擇：差分電路對(duì)于精度的要求很高，所以選擇OP07運(yùn)放。而比較器對(duì)于精度的要求并不是很高，選擇UA741即可。功率管選擇：NPN管Q1上最大的

16、電壓為V1=12V,最大電流為105mA,最大功率P=UI=1.26W,所以需要選擇中功率三極管。在本實(shí)驗(yàn)中選擇的型號(hào)為2SO2073,在室溫為25c時(shí)，最大功率可達(dá)2W,滿足要求。對(duì)于Q2的功率要求并不大，但需要有一定的電流和擊穿電壓。所以選擇的型號(hào)為9015,可以流過500mA的最大電流，擊穿電壓Vce為45V>24V,滿足要求。電容選擇：根據(jù)PSPice仿真，電路可以正常工作，然而實(shí)際焊接之后發(fā)現(xiàn)電路有很強(qiáng)烈的振蕩。選擇在OP07的2、6腳之間接入電容，發(fā)現(xiàn)可以將震蕩減弱，而且電容越小，穩(wěn)定性越好，于是選擇10pf電容。在這基礎(chǔ)上，當(dāng)電壓下降到700mV時(shí)，還是會(huì)有振蕩,所以在負(fù)載

17、兩端接入2.2uf的電解質(zhì)電容，振蕩消失。3.2.3 過流保護(hù)選擇過流保護(hù)中的方案四，電路圖如圖16所示。3.2.4 自動(dòng)切換自動(dòng)切換功能實(shí)現(xiàn)原理圖如圖17所示。圖17自動(dòng)切換原理圖通過數(shù)字鍵盤或觸摸屏可以設(shè)置穩(wěn)壓源的最大電壓和穩(wěn)流源的最大電流。單片機(jī)隨時(shí)讀取負(fù)載上的電壓與電流，并且與設(shè)定值比較。電流超過設(shè)定值時(shí)，控制繼電器，使其工作在穩(wěn)壓源模式；當(dāng)電壓超過設(shè)定值時(shí)，控制繼電器，使其工作在穩(wěn)流源模式，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。4.軟件設(shè)計(jì)程序流程圖如圖18所示。4.2.1信息輸入與顯示(1) 按鍵輸入程序流程圖如圖19所示。圖19按鍵輸入流程圖鍵盤掃描程序位于1ms定時(shí)中斷，GPIOE的PIN0PIN

18、7與按鍵的行、列端相連。進(jìn)行IO口初始化時(shí)將GPIOE的PIN0PIN3口設(shè)為推挽輸出，PIN4PIN7設(shè)為上拉輸入。進(jìn)行按鍵掃描時(shí)，先將PIN0PIN3拉低，讀回PIN4PIN7的電平，若全為1,說明此時(shí)無按鍵按下，完成此次掃描，否則說明此時(shí)有按鍵按下，需繼續(xù)對(duì)按鍵進(jìn)行列掃描。進(jìn)行列掃描時(shí)每次僅拉低一列，其余三列輸出1,讀回PIN4PIN7的電平，若不全為1,則可通過讀回的電平判斷按下按鍵的位置，若全為一，則掃描下一列。掃描到按鍵后，將定時(shí)變量加一，定時(shí)變量加至100時(shí)意味著已完成100ms定時(shí)，此時(shí)將Key.Press置一，指示此時(shí)有按鍵按下，這樣即可實(shí)現(xiàn)按鍵消抖。主程序中根據(jù)掃描出的鍵值

19、進(jìn)行相應(yīng)處理，處理完成后將Key.Press清零，在中斷時(shí)僅當(dāng)Key.Press為0時(shí)對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，這樣能夠保證在鍵值處理程序完成后進(jìn)行新一次的掃描。(2) 觸摸屏輸入與顯示流程圖如圖20所示。圖20觸摸屏輸入與顯示流程圖用visualTFT先對(duì)頁面進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同的頁面代表不同的模式，當(dāng)手動(dòng)切換頁面時(shí)，單片機(jī)讀取頁面號(hào)，就可以獲取當(dāng)前的設(shè)定模式，從而采取不同的方法進(jìn)行處理。visualTFT將需要用戶設(shè)定的文本控件設(shè)置為彈出鍵盤輸入，可由用戶手動(dòng)輸入。單片機(jī)再根據(jù)頁面，發(fā)送讀取相應(yīng)文本控件中的內(nèi)容的命令，觸摸屏自動(dòng)返回文本控件中的內(nèi)容。單片機(jī)對(duì)返回的內(nèi)容(ASCII碼)進(jìn)行處理，就可以得到輸

20、入值。關(guān)鍵的命令如下：讀取頁面編號(hào)：EE【B101FFFCFFFF切換頁面：EE【B100Screen_idFFFCFFFF讀取文本控件數(shù)值：EEB111Screen_idControl_idFFFCFFFF,其中Screen_id與Control_id分別代表頁面編號(hào)與控件編號(hào)。VisualTFT將每一頁面中，需要從單片機(jī)獲得數(shù)據(jù)并輸出的文本控件設(shè)置為用戶主機(jī)輸入模式，不能由用戶手動(dòng)輸入。單片機(jī)根據(jù)模式的不同，將相應(yīng)的需要顯示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼寫入到觸摸屏，觸摸屏顯示。關(guān)鍵的命令如下：設(shè)置文本控件數(shù)值：EEB110Screen_idControl_idStringFFFCFFFF,其中

21、String不定長，為用戶通過單片機(jī)寫入的字符串。4.2.2信息處理(1) 鍵值處理穩(wěn)壓源模式時(shí)的鍵值處理程序穩(wěn)流源模式時(shí)的鍵值處理程序穩(wěn)壓源模式時(shí)的鍵值處理程序按設(shè)置模式分為：voidkey_process_v(u8temp);voidkey_process_i(u8temp);voidkey_process_v(u8temp);voidkey_process_signal(u8temp);信號(hào)源模式時(shí)的鍵值處理程序關(guān)鍵變量：sel_mode當(dāng)前模式編號(hào)：0具有過流保護(hù)的穩(wěn)壓源1穩(wěn)流源2手控穩(wěn)壓源3手控穩(wěn)流源4方波5三角波6鋸齒波7正弦波8具有自動(dòng)切換功能的電壓源set_v1、set_v2、

22、set_v3、set_v4=0、set_c1=0、set_c2、square_v1、square_v2、triangle_v1、triangle_v2saw_v1saw_v2sin_v1sin_v2square_f1square_f2square_f3square_f4triangle_f1triangle_f2triangle_f3triangle_f4saw_f1saw_f2saw_f3saw_f4sin_f1sin_f2、sin_f3、sin_f4設(shè)置的電壓、電流值，方波、三角波、鋸齒波、正弦波的幅值、頻率。程序流程圖如圖21所示。程序說明：鍵盤如下圖所示，其中，換位鍵用于切換數(shù)據(jù)位以進(jìn)

23、行更改，如在穩(wěn)壓源模式時(shí)，換位鍵可實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓個(gè)位和十分位的修改切換；在穩(wěn)流源模式時(shí)，切換鍵可實(shí)現(xiàn)對(duì)電流十位和個(gè)位的修改切換；在信號(hào)源模式時(shí)，切換鍵可實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓個(gè)位、十分位及頻率的修改切換。切換鍵用于更改模式，共有八種模式可選，具體模式可見sel_mode的變量說明，按下切換鍵后觸摸屏也將切換到新模式相應(yīng)的界面。按下數(shù)字鍵可改變屏幕顯示值，但輸出未發(fā)生改變，仍為上一次的設(shè)置值，按下OK鍵后屏幕上的顯示值成為設(shè)定值，輸出隨之改變，同時(shí)更新觸摸屏上的顯示值。若按下數(shù)字鍵后按下ESC則為退出此次更改，顯示值變?yōu)樯弦淮蔚脑O(shè)定值。按下+、-鍵分別改變步進(jìn)一，此時(shí)輸出隨之改變，觸摸屏上的顯示值也發(fā)生改變，不

24、需再按下確認(rèn)鍵。每次按下確認(rèn)鍵或加減鍵時(shí)都將設(shè)定值存儲(chǔ)在EEPROM中，每次按下模式切換鍵時(shí)也將存儲(chǔ)更新后的模式編號(hào)，以便在下一次開機(jī)時(shí)能夠自動(dòng)輸出預(yù)置值。修改顯示值將顯示值改為厘定值修改指示位修改顯示值及設(shè)定值圖21鍵值處理流程圖鍵盤各按鈕功能設(shè)置如圖22所示。圖22按鍵功能設(shè)置圖(2)AD轉(zhuǎn)換程序流程圖如圖23所示。開始讀AdcBif0穩(wěn)流源轉(zhuǎn)換為當(dāng)前電壓當(dāng)前模式讀AdcBuf1讀AdcBuf3讀AdcBuf2讀AdcBuf2i轉(zhuǎn)化為電壓設(shè)定值轉(zhuǎn)化為電流設(shè)定值LrLrJDA轉(zhuǎn)換DA轉(zhuǎn)換VJ讀AdcBuf1讀AdcBuf3手動(dòng)糙壓轉(zhuǎn)換為當(dāng)前電流刷新LCDS示和觸摸屏結(jié)束程序說明：AD轉(zhuǎn)換使用

25、了4個(gè)口，其中ADC_Channel_10讀回負(fù)載電壓，ADC_Channel_11讀回穩(wěn)壓模式下的負(fù)載電流，ADC_Channel_12讀回手動(dòng)穩(wěn)壓穩(wěn)流模式下的滑動(dòng)變阻器電壓，ADC_Channel_13讀回穩(wěn)流模式下的負(fù)載電流。其中讀回負(fù)載電壓AD轉(zhuǎn)換后滿量程對(duì)應(yīng)實(shí)際電壓9.9V,讀回電流AD轉(zhuǎn)換后3276對(duì)應(yīng)實(shí)際電流99mA,讀回滑動(dòng)變阻器電壓AD轉(zhuǎn)換后滿量程電壓設(shè)定值9.9V或電流設(shè)定值99mA。5.系統(tǒng)測(cè)試5.1 測(cè)試條件5.1.1 測(cè)試環(huán)境室溫為27C,供電為雙通道12V以及單通道5V直流電源。5.1.2 測(cè)試儀器測(cè)量儀器如表1所示。表1測(cè)量儀器表儀器名稱儀器型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量示波器

26、S4621A雙通道60M/S1萬用表MS8200G3位半1電流表UT136B自動(dòng)量程15.2 測(cè)試方法與步驟5.2.1 穩(wěn)壓源測(cè)試(1) 電壓輸出范圍測(cè)試 設(shè)定電壓為0.2V,步進(jìn)減一到0.1V,再次步進(jìn)減一，到0V,再次步進(jìn)減一，輸出維持在0V。 設(shè)定電壓為9.8V,步進(jìn)加一到9.9V,再次步進(jìn)加一，輸出維持在9.9V。(2) 靜態(tài)誤差測(cè)試分別設(shè)定輸出電壓為0V、2V、4V、6V、8V和9.9V,測(cè)量實(shí)際輸出，觀察顯示值。(3) 電壓波動(dòng)測(cè)試設(shè)置輸出電壓為4.8V與9.9V,調(diào)節(jié)負(fù)載，記錄電流為20mA、40mA、60mA、80mA以及100mA時(shí)的實(shí)際電壓與顯示值。(4) 紋波峰峰值測(cè)試設(shè)

27、定輸出電壓為0V、4.8V與9.9V,分別測(cè)量紋波峰峰值。(5) 電流輸出范圍測(cè)試設(shè)置輸出電壓為4.8V或9.9V,調(diào)節(jié)負(fù)載大小，測(cè)試電流范圍。5.2.2 過流保護(hù)測(cè)試調(diào)節(jié)模式為過流保護(hù)，將輸出電壓分別設(shè)置為4.8V與9.9V,并慢慢調(diào)節(jié)負(fù)載，測(cè)量過流保護(hù)啟動(dòng)一瞬間的輸出電流值。5.2.3 穩(wěn)流源測(cè)試(1) 電流輸出范圍測(cè)試 設(shè)置輸出電流為2mA,步進(jìn)減一到1mA,再次步進(jìn)減一，輸出維持在1mA不變。 設(shè)置輸出電流為98mA,步進(jìn)加一到99mA,再次步進(jìn)加一，輸出維持在99mA不變。(2) 靜態(tài)誤差測(cè)試分別設(shè)定輸出電流為0mA、20mA、40mA、60mA、80mA、99mA,測(cè)量實(shí)際輸出，觀

28、察顯示值。(3) 電流波動(dòng)測(cè)試設(shè)置輸出電壓為48mA與99mA,調(diào)節(jié)負(fù)載，記錄電壓為2V、4V、6V、8V、10V時(shí)的實(shí)際電流與顯示值。(4) 電壓輸出范圍測(cè)試設(shè)置輸出電壓為48mA或99mA,調(diào)節(jié)負(fù)載大小，測(cè)試電壓范圍。5.2.4 上電保持功能測(cè)試(1) 設(shè)置穩(wěn)壓源模式，設(shè)定輸出電壓為4.8V與9.9V,斷電之后再次上電。(2) 設(shè)置穩(wěn)流源模式，設(shè)定輸出電流為48mA與99mA,斷電之后再次上電。5.2.5 電位器調(diào)節(jié)測(cè)試(1) 設(shè)置穩(wěn)壓源模式，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，使其阻值最大或最小，分別記錄輸出值。(2) 設(shè)置穩(wěn)流源模式，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，使其阻值最大或最小，分別記錄輸出值。5.2.6 自動(dòng)切換功能測(cè)試

29、設(shè)置穩(wěn)壓源上限為5V,穩(wěn)流源上限為25mA;切換到穩(wěn)壓源模式，減小負(fù)載電阻值,使其電流上升到25mA,觀察是否進(jìn)入穩(wěn)流源模式；切換到穩(wěn)流源模式，增大負(fù)載電阻值，使其電壓上升到5V,觀察是否進(jìn)入穩(wěn)流源模式。5.2.7 信號(hào)源測(cè)試(1) 分別設(shè)置輸出為方波、三角波、鋸齒波和正弦波，觀察是否輸出相應(yīng)波形，觀察有無波形畸變。(2) 分別設(shè)置輸出為方波、三角波、鋸齒波和正弦波，調(diào)節(jié)輸出頻率，觀察期輸出頻率范圍、步進(jìn)以及誤差頻率。(3) 分別設(shè)置輸出為方波、三角波、鋸齒波和正弦波，調(diào)節(jié)輸出幅度，觀察期輸出幅度范圍、步進(jìn)。5.2.8 上位機(jī)測(cè)試（1） 在上位機(jī)中設(shè)定為穩(wěn)壓源輸出，設(shè)定電壓值，觀察輸出。（2）

30、 在上位機(jī)中設(shè)定為穩(wěn)流源輸出，設(shè)定電流值，觀察輸出。（3） 在上位機(jī)中設(shè)定波形輸出，設(shè)定電壓以及頻率，觀察輸出。5.3 測(cè)試數(shù)據(jù)5.3.1 穩(wěn)壓源（1） 電壓輸出范圍測(cè)試給定輸出電壓范圍：09.9V,步進(jìn)0.1V,只需按加減兩鍵即可，操作簡單;（2） 靜態(tài)誤差測(cè)試靜態(tài)誤差測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。表2靜態(tài)誤差測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)定電壓（V）0.02.04.06.08.09.9實(shí)際電壓（V）0.032.024.036.058.019.93顯示電壓（V）0.022.044.026.068.039.95（3）電壓波動(dòng)測(cè)試電壓波動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。表3電壓波動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)一_電流（mA）電壓（V）02040608099

31、4.84.874.864.834.854.824.829.99.969.949.939.939.929.92（4）紋波峰峰值測(cè)試紋波峰峰值測(cè)試數(shù)據(jù)如表4所示。表4紋波峰峰值測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)定電壓（V）04.89.9紋波峰峰值（mV）353836（6）電流輸出范圍測(cè)試電流輸出范圍測(cè)試數(shù)據(jù)如表5所示。表5電流輸出范圍測(cè)試數(shù)據(jù)給定電壓（V）實(shí)際電流范圍（mA）4.80.1399.59.90.5999.85.3.2過流保護(hù)測(cè)試過流保護(hù)測(cè)試數(shù)據(jù)如表6所示。圖6過流保護(hù)測(cè)試數(shù)據(jù)給定電壓（V）過流保護(hù)電流（mA）4.81029.91025.3.3穩(wěn)流源測(cè)試（1） 電流輸出范圍測(cè)試給定輸出電流范圍099mA,步進(jìn)1

32、mA,只需按加減兩鍵即可，操作簡單;（2） 靜態(tài)誤差測(cè)試靜態(tài)誤差測(cè)試數(shù)據(jù)如表7所示。圖7靜態(tài)誤差測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)定電流（mA）02040608099實(shí)際電流（mA）0.1320.2340.260.180.499.2顯示電流（mA）02040608099（3） 電流波動(dòng)測(cè)試電流波動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表8所示。表8電流波動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)f電壓（V）電流（mA）0.02.04.06.08.09.94848.148.348.348.448.648.79999.299.299.599.799.799.8（4） 電壓輸出范圍測(cè)試電壓輸出范圍測(cè)試數(shù)據(jù)如表9所示。表9電壓輸出范圍測(cè)試數(shù)據(jù)給定電流實(shí)際電壓范圍（V）480.03-9

33、.97990.05-9.985.3.4上電保持功能測(cè)試上電保持功能測(cè)試數(shù)據(jù)如表10所示。表10上電保持功能測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)定值上電復(fù)位值4.8V4.8V9.9V9.9V48mA48mA99mA99mA5.3.5 電位器調(diào)節(jié)測(cè)試電位器調(diào)節(jié)測(cè)試數(shù)據(jù)如表11所示。表11電位器調(diào)節(jié)測(cè)試數(shù)據(jù)模式最大值最小值穩(wěn)壓源9.96V0.03V穩(wěn)流源99.7mA0.08mA5.3.6 自動(dòng)切換功能測(cè)試自動(dòng)切換功能沒有按照原理實(shí)現(xiàn)。5.3.7 信號(hào)源測(cè)試(1) 波形測(cè)試可以按照設(shè)定輸出方波、三角波、鋸齒波和正弦波，由于每周波設(shè)置了72點(diǎn)，波形光滑。(2) 頻率范圍信號(hào)源頻率范圍測(cè)試數(shù)據(jù)如表12所示。表12信號(hào)源頻率范圍測(cè)試數(shù)據(jù)波形設(shè)定頻率范圍方波1Hz9999Hz三角波1Hz-9999Hz鋸齒波1Hz-9999Hz正弦波1Hz-9999Hz幅度范圍信號(hào)源幅度范圍測(cè)試數(shù)據(jù)如表13所示。