基于微控制器的數(shù)控DC電流源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　A/D轉(zhuǎn)換部分程序主要用于將采樣電阻采到的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。采樣信號(hào)由IoA6輸入并直接送入緩沖器P_ADC_MUX_Data，在ADC自動(dòng)方式被啟用后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，此時(shí)，RDY=0，DAC0的電壓模擬量與外部的采樣模擬比較，以盡快找出外部信號(hào)模擬量的數(shù)字量，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存在SAR內(nèi)。當(dāng)10位A/D轉(zhuǎn)換完成時(shí)，RDY=1，此時(shí)，通過讀P_ADC_MUX_Data單元可以獲得10位A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。其IRQ1 中斷服務(wù)程序的流程圖如圖6所示。

　　圖6 IRQ1中斷服務(wù)程序的流程圖

　　PID算法程序主要用于修正實(shí)際輸出的電流值和設(shè)定值的偏差，調(diào)節(jié)下一次的輸出值，使輸出更接近于設(shè)定值，提高精度。具體控制過程為單片機(jī)經(jīng)A/D芯片讀出實(shí)際電流Ik，然后和設(shè)定的電流Is比較，得出偏差值Ek=Is-Ik，單片機(jī)根據(jù)Ek的大小，調(diào)用PID公式，計(jì)算出本次電流調(diào)節(jié)的增量Δik，然后根據(jù)前一次的D/A轉(zhuǎn)換后輸出電流Iq-1，計(jì)算出本次電流的輸出Iq。

　　離散增量PID的計(jì)算公式為

　　ΔIk=Kp[(Ek-Ek-1)+K1Ek+KD(Ek-2Ek-1+Ek-2)]

　　=Kp(Ek-Ek-1)+K1’Ek +KD’(Ek-2Ek-1+Ek-2)

　　式中，K1’= Kp.K1, KD’= Kp×KD，Ek為本次采樣時(shí)刻的電流誤差，Ek-1為上次采樣電流誤差，Ek-2為再次采樣電流誤差值。

　　為了測試系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性和可靠性，將設(shè)定量與反饋量的進(jìn)行測試對(duì)比，誤差在0.01%之內(nèi)，并且運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期目的，還增添了特色的音頻播放設(shè)計(jì)。