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PWM调制工业用标准电流源设计与实现

论文编号:DZXX079 论文字数:14894,页数:42

摘要

工业标准上广泛采用4~ 20mA电流来传输模拟量，而传统电流源很容易受到温度、电源电压等因素的影响。采用微处理器技术能克服上述缺点，它具有外部电路简单、干扰较小、价格低廉、自动控制等优点，从而大大提高系统的精确度和速度。
本课题以AT89S52单片机为核心控制单元，设计了一种基于PWM波调制工业用标准电流源方案，PWM波经RC滤波电路、V/I转换电路信号处理完成标准电流输出。
系统经仿真调试和软件算法修正，达到了输出稳定，精度高等任务目标，同时具有一定负载能力。

关键词：脉宽调制；占空比；RC滤波；V/I转换；电流源

ABSTRACT

The current from 4mA to 20mA is widely used in industry-standard field to transmit analog signals, but the traditional current source is highly sensible to temperature, supply voltage and other factors. The use of microprocessor technology for current source overcomes these shortcomings, which has such characteristics as a simple external circuit, smaller interference, inexpensive, automatic controlling, etc. Thus it greatly improves accuracy and working speed of the traditional current source.
This subject based on the single-chip AT89S52 as the core controlling unit, then designed a PWM wave modulation output signal, which passed RC filter circuit, V / I conversion circuit signal processing, finally achieved the standard current output for industry applications.
This subject passed debugging and system simulation. Also corrected software algorithms assured output signal stability, higher accuracy of mission objectives, and at the same time a certain load capacity.

Keywords: pulsewidthmodulation(PWM)；amplituderegulation； RC filter；
V/I conversion；current supply
目录

摘要 I
ABSTRACT II
第1章引言 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 课题研究的现实意义 2
1.3 课题研究的经济意义 2
1.4 国内外研究的现状 3
1.5 PWM控制技术的发展研究方向和方法 4
1.6 PWM控制电流器的任务和目的 4
1.6.1 实现的功能 4
1.6.2 毕业设计的主要工作 5
1.6.3 毕业设计的重点和难点 5
第2章 PWM控制技术介绍 6
2.1 PWM控制的实现方法 6
2.1.1 相电压控制PWM 6
2.1.2 线电压控制PWM 7
2.1.3 电流控制PWM 8
2.1.4 空间电压矢量控制PWM 9
第3章 PWM控制电流系统设计 10
3.1 系统总体方案研究 10
3.2 PWM控制模块 10
3.2.1 PWM信号发生器的工作原理 10
3.2.2 PWM信号发生器的工作原理 10
3.2.3 PWM控制模块详细分析 11
3.2.4 PWM控制模块主要芯片介绍 11
3.3 RC滤波模块 16
3.4 V/I转换模块 16
3.4.1 V/I转换电路的工作原理 16
3.4.2 精密运放OP07芯片介绍 17
第4章系统软件的设计 19
4.1 程序设计的要求 19
4.2 程序需要实现的功能 19
4.3 系统软件设计的原则 20
4.4 主要程序的作用 20
第5章系统测试 23
5.1 测试工具 23
5.2 测试调试概述 23
5.3 系统硬件测试 23
5.3.1 排除逻辑故障 23
5.3.2 排除元器件失效 23
5.3.3 排除电源故障 23
5.4 系统测试概述 24
第6章结束语 25
致谢 26
附录1 源代码 28
附录2 电路图 37
附录3 实物图 38
附录4 元器件清单 39