数控DC电流源设计
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。
一种数控DC电流源的设计
本设计采用单片机作为主要控制部件，通过键盘预置输出电流值并采用液晶模块实时显示。整个系统硬件部分由微控制器模块、电压-电流转换模块、键盘模块、显示模块、直流稳压电源模块和语音提示模块组成。系统结构框图如图一所示。
图一：数控DC电流源
微控制器是整个系统的核心，负责整个系统的运作。为了能够做到硬件电路简单，系统性能稳定可靠，便于实现语音播报、键盘设置和信息实时显示等功能的协调，通过多种方案论证后，选用凌阳十六位单片机SPCE061A。该单片机采用现代电子技术——片上系统SOC（system on a chip）技术设计而成，内部集成有ADC、DAC、PLL、AGC、DTMF、LCD-DRIVER等电路（与IC型号有关）。它采用精简指令集（RISC），指令周期均以CPU时钟数为单位。另外，它还兼有DSP芯片功能，内置16位硬件乘法器和加法器，并配备有DSP拥有的特殊指令，大大加速了各种演算法的运行速度。同时可以在Windows环境下使用凌阳十六单片机应用开发工具，该工具支持标准C语言和凌阳单片机汇编语言，集汇编、编程、仿真等功能于一体，大大加快了软件开发过程。凌阳单片机具有高速度、低价、可靠、实用、体积小、功耗低等特点，用该单片机作为控制器比较合适，在硬件电路简单的前提下容易实现A/D、D/A转换、语音提示、PID运算等功能。
DAC1201KP－V型DAC在高精度数控直流电流源中的应用
设计题目要求设计并制作数控直流电流源，输入交流为200V－240V，50Hz，输出电流电压≤10V，具体技术指标如下：
输出电流范围：20mA－2000mA，步进1mA；可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的0.1％＋1mA，可显示电流的实测值，要求测量误差的绝对值≤测量值的0.1％＋3个字。改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％＋1mA；纹波电流≤0.2mA。
根据上述设计要求，实现电流调节范围20mA－2000mA（输出电流电压≤10V），并顾及器件极限功耗的局限，电流源采用TIP122型普通功率放大器和OP07型达林顿管相结合的方案，间接控制电流大小[1]，其主回路电路如图二所示。
图二：直流电流源主回路
DAC1201KP－V的引脚分类
模/数信号类：VOUT为模拟信号输出端，D0－D11为数字并行口。
电源类：逻辑电源VDD接5V电源；数字地DCOM和模拟地ACOM通常共地；＋VCC为模拟电源输入＋15V或＋12V，－VCC为模拟电源输入－15V或－12V，REF OUT 6.3V为参考源输出。
控制信号类：WR写，加载锁存命令信号（与对应锁存信号配合使用）；NA半字节A，与WR配合允许加载输入锁存器A（最高有效半字节）；NB半字节B，与WR配合允许加载输入锁存器B。NC半字节C，与WR配合允许加载输入锁存器C（最低有效半字节）。上述4个控制信号组成D/A转换器的第一级缓冲即输入锁存。将12位数据暂存在A、B、C3个4位寄存器中，且这3个寄存器采用单独寻址方式，保证不产生虚假的模拟输出值。LDAC加载D/A锁存器，与WR配合允许加载D/A锁存器。WR和LDAC信号组成D/A转换器的第二级缓冲，当12位数据加载入D/A锁存器后即启动D/A转换，所有锁存器真值如表三所示。
