3 键盘及显示模块
键盘与显示模块的工作原理如下:单片机通过DIN端口,将需要显示数据的端码和位码信息在SCLK脉冲的控制下分别移入到两片74HC164和595中,段码在164中,位码在595中,之后通过RCLK脉冲送出位码信息完成数据显示。ReadKey端口是键盘检测口。在该部分的软件先取数据输出显示,显示后紧接着查询ReadKey端口(对应位码)是否为低电平,如果为低电平则记录送出的位码信息。之后,进行第二次循环,显示数据并查询ReadKey端口,当ReadKey端口为高电平或是在ReadKey端口为低电平时记录的位码信息与上次不相同时放弃键处理;当两次读ReadKey端口为低电平记录下的位码信息相同时进行相应的键处理操作。
图3 主程序流程图
主程序设计
在系统加电后,主程序首先完成系统初始化,包括ADS1110、I2C口、SPI口、中断、定时/计数器、CCU中与PWM输出相关的寄存器等工作状态的设定,给系统变量赋初值,显示上次预置值等;然后扫描获取键值,执行相应的功能子程序。当启动键按下后,根据预置值、步长等参数计算对应输出的数字量,再进行闭环反馈调整。
测试数据与结果分析
1测试器材
DF1930数字毫伏表、Thurlby1905a型数字表(四位半电压表)、100M双踪数字存储示波器TDS2012、直流稳压电源LPS-305(0〜30V/3A)、六位半数字多用表HP34401A、电阻箱(0.5〜5Ω、5〜50Ω、50〜500Ω)。
2测试方法、数据与结果分析
设定输出电流2000mA,负载电阻由0.5〜5Ω变化时,电流源负载特性数据及纹波计算如表1。
由表1可知,最大偏差ΔImax=2.8mA,纹波电流的平均值为0.129mA,最大值为0.191mA,满足高精度、低纹波的要求。
结语
本设计的创新之处是综合考虑了精度、纹波、功耗、复杂度等方面的要求,较好的完成了一个高精度数控直流电流源的设计制作与调试,达到了较高的技术指标。但是,看似简单的电源,也有很多值得仔细研究的地方,比如电路的稳定性(如何克服闭环振荡,包括寄生振荡),精度的提高,纹波的减少,动态响应的品质及造成测量误差的诸方面,这些都值得我们更进一步地研究与学习。