基于PID控制的数字恒流源报告天津工业大学测控仪器设计报告组号2组组员吴东航1110340108章一林1110340114郭伍昌1110340109学院机械工程学院天津工业大学11级测控仪器设计报告3专业测控技术与仪器指导教师隋修武2015年1月16日目录1课程设计的目的和意义..................................................42设计任务..............................................................53设计背景..............................................................54总体设计方案..........................................................55硬件电路设计..........................................................65.1采样模块..........................................................65.2滤波模块..........................................错误!未定义书签。5.3运算放大模块......................................................85.4A/D转换模块......................................................95.5显示模块.........................................................116软件电路设计.........................................................136.1流程图...........................................................136.2PID控制算法.....................................................156.3PWM输出.........................................................166.4A/D转换.........................................................167调试与仿真结果分析...................................................168心得体会.............................................................179参考文献............................................................18附录一电路图........................................................19附录二程序..........................................................20天津工业大学11级测控仪器设计报告4摘要：针对各种低压电器校验及性能测试过程中需要高稳定、高精度的恒流源要求,在对现有主要恒流源产品设计仔细分析的基础上,设计了一种以AT89C51为核心的高稳定数控恒流源。整个系统采用闭环PID控制,输出PWM波控制恒流源的电流。经实际应用测试,该恒流源输出电流可在10mA左右恒定,当电源电压变化、负载电路变化时，恒流源的精度在±1mA以内。1课程设计的目的和意义测控系统设计是测控技术与仪器专业实践教学环节的重要组成部分，是“测控系统原理与设计”课程理论教学的有益补充，“测控系统原理与设计”是测控技术与仪器专业的一门综合性专业课，在理论教学的同时，要求学生掌握传感器的选型，测控电路的分析、设计、调试，微处理器的电路与程序设计、控制算法设计、计算机的综合应用等，以便对测控系统形成完整的认识。通过本课程设计，完成基于PID控制的数字恒流源的设计，熟悉和掌握工业生产和科学研究中的测量和控制系统的组成原理及设计方法，学会运用所学的单片机、测控电路、控制算法等方面的知识，进行综合应用，设计出完整的天津工业大学11级测控仪器设计报告5测控系统，实现预期功能，培养自学能力、动手能力、分析问题能力和应用理论知识解决实际问题的能力。2设计任务设计基于PID控制的数字恒流源，设计要求如下1、采用8051系列单片机输出PWM波控制恒流源的电流。2、采用PID控制算法，实现对恒流源的闭环控制。3、恒流源的电压为5V，恒流输出10mA。4、采用LCD液晶1602显示电流值。5、当电源电压变化、负载电路变化时，恒流源的精度在±1mA以内。3设计背景相对于电压源,电流源具有抗干扰能力强,信号传输不受距离影响等。电流源是一种能向负载提供恒定电流的电路。它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载以提高放大倍数,在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用。一般的恒流电流源往往是固定的一种输出电流值,或仅有几挡电流值,往往存在调节范围小、稳定性差等缺点,不便于通用,且所设定的输出电流值是否准确不经测试无法知道。低纹波、高精度稳定...
