图3-8 由LM317构成的稳流电路
综上所述，以上三种方案均能达到本次课题要求，但由于三极管受环境温度的影响较大，且数字电位器价格比较昂贵，而CMOS管的温敏特性较好，因此选用方案一。
四、软件设计
如图4-1为软件设计流程图
PWM波输出模块，通过设定CCRO值来确定输出PWM波的频率，再通过改变CCR1值的设定来改变PWM波的占空比，从而输出对应不同电流值的占空比的PWM波；
反馈显示模块，通过设定一定的采样时间，通过单片机采集数据，从而将采集到的数据转换为单片机所能识别的数据????????，然后再通过换算将单片机采集到的数据转换为实际测得值，再通过软件将设定值和实测值显示在LCD显示屏上。
图4-1 单片机设计流程图
五、电路参数计算及系统参数协调
1.数控模块
该模块根据电流设定值通过单片机输出相应的PWM波， PWM波的占空比为q=
??设定??+
（其中??+=3560）
1
输出的PWM波经过低通滤波电路，将PWM波中的高频成分滤除，从而得到对应的直流分量，其中低通滤波器的截止频率????=2
?????
，
得到的理论直流分量为????????=??+×q，
但由于通过滤波器后电压会有一定的衰减，因此需要通过同相放大器对衰减的电压进行一定的放大，使其接近理论值。
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2.V/I转换模块
该模块通过使运放工作在深度负反馈状态，满足虚短虚断，从而使得采样电阻上的电压等于????????,所以输出的恒定电流为I=????????/1， 3.反馈显示模块
该模块通过单片机的采样，将采样电阻上的电压值??????反馈给单片机，单片机采样后得到的值为????????=1023×??????,单片机经过处理后，再通过换算??????=
??????
??
????????×????????
1023
，从而通过LCD显
示屏将实测值显示出来。
然而，考虑到单片机输出的PWM波经过滤波，放大，V/I转换等一系列的处理后，通过对数据的分析处理，改变对单片机的算法，从而使得电流设定值与单片机中（CCR0-CCR1）之间的关系式为I=1.614*（CCR0-CCR1）+5.0793,从而进一步减小了误差。
六、系统电路原理总图
下图为数控直流电流源电路的原理总图
+15RV15k56%RV210k850%U1:B8U1:B576576R21kQ1VN661uFC31uF1k50L14RV1TL072C11nFTL072R1100k18U1:A3-1524R110kR3TL0721U2:A83124TL072 图6-1 直流电流源电路的系统原理总图
七、参考文献
1、王金鹏 赵昕 谷开永；数控直流电流源[J]；大连轻工业学院学报；第25卷 第1期；2006.3
2、胡山 张兴会 耿丽清；低纹波高精度数字电流源的设计[J];中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）；第23卷 第2-1期；2007年
3、张春华常昌远；CMOS亚阈偏置恒流源的分析与设计[J]；微电子与基础产品；第33卷 第1期；2007.1
4、康华光;电子技术基础模拟部分;华中科技大学电子技术课程组编;第六版; 北京;高等教育出版社;2013.12
5、康华光;电子技术基础数字部分;华中科技大学电子技术课程组编;第六版; 北京;高等教育出版社;2013.12
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附件：
一、 系统参数调整
表1-1 系统算法参数调整表
CCR0-CCR1 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 120 140 160 200 250 300 400 500 600 700 800 900 950 1000 1050 1100 1200 1250 采样电压实测值 21.00 29.20 37.20 45.20 53.40 61.50 69.50 77.60 85.70 101.80 118.00 134.20 150.30 166.40 198.70 231.00 263.40 328.00 408.80 489.50 651.10 812.50 973.80 1135.20 1296.70 1458.10 1538.60 1618.80 1699.30 1779.80 1941.00 2023.00 占空比（q） 0.5556% 0.8333% 1.1111% 1.3889% 1.6667% 1.9444% 2.2222% 2.5000% 2.7778% 3.3333% 3.8889% 4.4444% 5.0000% 5.5556% 6.6667% 7.7778% 8.8889% 11.1111% 13.8889% 16.6667% 22.2222% 27.7778% 33.3333% 38.8889% 44.4444% 50.0000% 52.7778% 55.5556% 58.3333% 61.1111% 66.6667% 69.4444%
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根据表1-1，可作出如下曲线图：
2500.00 2000.00 1500.00 1000.00 500.00 0.00 0200400600800100012001400电流实测值与（CCR0-CCR1）之间的关系y = 1.614x + 5.079 图1-1 电流实测值与（CCR0-CCR1）之间的关系
根据图表可知，电流实测值与（CCR0-CCR1）之间的关系近似满足一次线性关系，从而由excel可生成一次函数，其函数关系试为I=1.614*（CCR0-CCR1）+5.0793，从而根据这一关系，改进算法，使得电流设定值与实际值之间尽可能的减少误差。
二、测试与误差分析
表2-2 稳流源性能测试表
根据表格可知，当电流值I≤80mA时，电路中所能稳定产生的电流值的误差比较大，这些误差主要来源于纹波电流。由于滑动变阻器是呈感性的，当电流值比较小时，电路中含有较多的高频信号，这些高频信号难以通过滤波电路将其滤除，因此，纹波比较大，从而导致误差相对比较大；而当I≥80mA时，我们所要测得信号相对比较大，纹波对我们所要测得电流值影响很小，因此误差相对较小。
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二、 系统电路元器件清单
表2-1 系统电路元器件清单
序号 1 2 品名 电容 电阻 型号/规格 4.7uF 10uF 104 1kΩ/1/4W 100kΩ/1/4W 1Ω/5W 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电位器 集成运放 电路板 插槽 接插件 导线 排针 雷管 散热片 场效应管 1kΩ 10kΩ NE5532 洞洞板 8脚 XH2.54-3P KF2EDGVG/RC 插接线 飞线 排针 100Ω/200W IRFP240 数量 2 2 5 1 1 1 2 2 2 若干 2 1 2 若干 若干 若干 1 1 1 备注 电解电容 电解电容 RJ RJ 精密度0.1% TL072 面包板
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