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【摘 要】本系统是设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。作品以MSP430单片机为核心，采用TI提供的ADS1115、INA282AIDR等进行电流电压检测，CPU根据采集的AD值，控制DAC7611输出电压信号，进而通过由运放组成的闭环回路控制MOS管的导通程度，最终达到恒流工作模式的目的。系统还带有键盘、语音播报与LCD显示模块，提供了一个良好的人机交互界面。
【关键词】MSP430 电子负载 恒流 A/D转换
一、作品简介
（一）设计目标
设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。其原理示意图如图1所示。
（二）详细指标要求
1.恒流（CC）工作模式的电流设置范围为100mA～1000mA ，设置分辨力为10mA，设置精度为±1%。还要求CC工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。
2.在恒流（CC）工作模式下，当电子负载两端电压变化10V时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的1%。
3.具有过压保护功能（如将电子负载置于开路状态），过压阈值电压为18V±0.2V。
4.能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±0.02%，分辨力为1mV。
5.能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±0.2%，分辨力为1mA。
6.具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能，测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。
二、系统设计具体选择主要体现在
（一）控制器选择
（二）电压电流检测选择
（三）恒流电路选择
（四）显示模块选择
三、理论分析与计算
在对系统的理论分析以及计算中，主要考虑到以下几个方面：对电子负载及恒流电路的分析、对电压、电流的测量及精度分析以及清楚认识到电源负载调整率的测试原理。
四、电路的设计
电路的程序与设计是关系到整个系统运作的安全性，所以在具体设计的时候要根据系统自身的情况有选择性、有目的、有针对性的进行，一般体现的在对恒流电路设计、电压检测电路、 电流检测电路、电源电路设计、系统主模块——MSP430F149控制电路以及语音模块设计电路。
五、测试方案与测试结果
（一）测试方案及测试条件
电压的测试方案是直接在AD采集前端用毫伏表或者高精度万用表测量，电流检测的测试方案是测量采样电阻两端的电压值，将电压值除以采样电阻阻值即为电流，也是通过毫伏表在AD采集信号前端测量。测试环境是在室内温度为25～30℃范围内采用C41-mV型直流毫伏表测量的。
（二）测试结果完整性
测试过程中，对过压保护功能进行了测试，当被测电源电压值达到过压阈值电压时，系统自动断开。根据系统指标参数，得出负载调整率测量数据如表1所示。
（三）测试结果分析
系统能够满足题目所有要求，并有一定提高。其中误差主要来源于D/A的量化误差以及ADS1115控制电压与增益存在一定程度的非线性度。采样电阻与分压电阻的误差范围以及温漂也会对电压电流检测的结果带来误差。但经过计算分析与实际测试，这些误差都是可以接受的，不会对最终测量结果的精度产生影响。
参考文献：
[1] 单片微机原理及应用——第三版.北京.机械工业出版社.2005.
[2] 电子技术基础 模拟部分（第五版）.康华光主著.高等教育出版社. 2006-01.
[3] 电子技术基础 数字部分（第五版）.康华光主著，高等教育出版社.2006-01.
[4] 全国大学生电子设计竞赛训练教程.电子工业出版社.2005-1.
[5] MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践.北京：北京航空航天大学出版社.2008-7.
[6] http：//www.21IC.com.cn
[7] http：//www.alldatasheet.com
[8] http：//www.maxim-IC.com
【关键词】MSP430 电子负载 恒流 A/D转换
一、作品简介
（一）设计目标
设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。其原理示意图如图1所示。
（二）详细指标要求
1.恒流（CC）工作模式的电流设置范围为100mA～1000mA ，设置分辨力为10mA，设置精度为±1%。还要求CC工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。
2.在恒流（CC）工作模式下，当电子负载两端电压变化10V时，要求输出电流变化的绝对值小于变化前电流值的1%。
3.具有过压保护功能（如将电子负载置于开路状态），过压阈值电压为18V±0.2V。
4.能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±0.02%，分辨力为1mV。
5.能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±0.2%，分辨力为1mA。
6.具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能，测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。
二、系统设计具体选择主要体现在
（一）控制器选择
（二）电压电流检测选择
（三）恒流电路选择
（四）显示模块选择
三、理论分析与计算
在对系统的理论分析以及计算中，主要考虑到以下几个方面：对电子负载及恒流电路的分析、对电压、电流的测量及精度分析以及清楚认识到电源负载调整率的测试原理。
四、电路的设计
电路的程序与设计是关系到整个系统运作的安全性，所以在具体设计的时候要根据系统自身的情况有选择性、有目的、有针对性的进行，一般体现的在对恒流电路设计、电压检测电路、 电流检测电路、电源电路设计、系统主模块——MSP430F149控制电路以及语音模块设计电路。
五、测试方案与测试结果
（一）测试方案及测试条件
电压的测试方案是直接在AD采集前端用毫伏表或者高精度万用表测量，电流检测的测试方案是测量采样电阻两端的电压值，将电压值除以采样电阻阻值即为电流，也是通过毫伏表在AD采集信号前端测量。测试环境是在室内温度为25～30℃范围内采用C41-mV型直流毫伏表测量的。
（二）测试结果完整性
测试过程中，对过压保护功能进行了测试，当被测电源电压值达到过压阈值电压时，系统自动断开。根据系统指标参数，得出负载调整率测量数据如表1所示。
（三）测试结果分析
系统能够满足题目所有要求，并有一定提高。其中误差主要来源于D/A的量化误差以及ADS1115控制电压与增益存在一定程度的非线性度。采样电阻与分压电阻的误差范围以及温漂也会对电压电流检测的结果带来误差。但经过计算分析与实际测试，这些误差都是可以接受的，不会对最终测量结果的精度产生影响。
参考文献：
[1] 单片微机原理及应用——第三版.北京.机械工业出版社.2005.
[2] 电子技术基础 模拟部分（第五版）.康华光主著.高等教育出版社. 2006-01.
[3] 电子技术基础 数字部分（第五版）.康华光主著，高等教育出版社.2006-01.
[4] 全国大学生电子设计竞赛训练教程.电子工业出版社.2005-1.
[5] MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践.北京：北京航空航天大学出版社.2008-7.
[6] http：//www.21IC.com.cn
[7] http：//www.alldatasheet.com
[8] http：//www.maxim-IC.com