基于LPC938的高精度数控直流电流源的设计

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。