基于CAN总线和ARM的用于光学测量系统的高精度程控电压源文献综述
【摘要】电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。然而传统的稳压直流电源控制难度大、功能单一、体积庞大且精度不高。设计一种基于CAN总线和ARM的高精度程控电压源具有十分重要的现实意义，发展和应用的前景十分广阔。
【Abstract】：Power supply is one of the most basic tools for modern product design. The program-controlled power supply using a single-chip microcomputer as the core control device has the advantages of variable output voltage and current, convenient operation, and portability, and is a new type of power supply. It has a wide range of applications both in the laboratory and at the engineering site. However, the traditional stabilized DC power supply is difficult to control, has a single function, is bulky and has low accuracy. Designing a high-precision program-controlled voltage source based on CAN bus and ARM has very important practical significance, and the prospects for development and application are very broad.
1 引言
电源是提供电压的装置，把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。随着电子产业的飞速发展，各种电子仪器设备对电源的精确度，稳定可靠性，能耗以及体积等多方面都提出了更好的要求。为了满足这些高要求从而诞生了性能更佳的一系列新型电源。程控电源就是这些新型电源中的一种[1]。
稳压直流电源属于电子科技产品中的一种常用设备，在科研、教学设备和家用电器等诸多领域得到了广泛应用。然而传统的稳压直流电源控制难度大、功能单一、体积庞大且精度不高[2]。设计一种基于CAN总线[3]和ARM的高精度[4]程控电压源具有十分重要的现实意义，发展和应用的前景十分广阔。
1.1本课题研究的背景及意义
在当今这个电子时代，我们时刻享受着电子设备给我们带来的便利。而电源是任何电子设备都需要的重要部件。传统电源功能单一，一般只能提供定值电压或者电流，这样不便于系统的升级和修改，不能满足电子设备对电源的更高要求[5]。程控电源是新型电源的一种，以单片机为核心控制器件，因其所用器件少，体积小，功能较强，使用灵活，越来越受到广大用户的喜爱[6]。如今的电子仪器设备都向着体积小，多功能，智能化发展，当然对电源就有了更高的要求。基于单片机的程控电源[7]达到了全程控、全按键操作、高精度、体积小、重量轻、携带方便，价格便宜等要求。程控电源不仅克服了传统电源的缺点而且在设计技术指标上也在不断提高，如精度高、误差小、实用性强等，以满足不同层次用户的要求。因此，设计一种基于CAN总线和ARM的控制器件的易操控，误差小，体积小，性价比高的程控电源，以克服传统电源的缺点，就具有很高的市场前景。
1.2国内外研究现状
普通电压源通常采用电位器（细调）和波段开关（粗调）来调节输出电压，并由电压表指示电压值的大小[7]。因此，电压的调节精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。并且限流或截流保护常常是采用硬件电路，所以电路构成比较复杂，稳压精度也不高。而采用单片机为核心控制器件的程控电源能很好的弥补普通电源的以上不足。我们现在在市面上能找到的大多是普通电源，性价比一般都不高，程控电源研究和生产的较少。因此，发展适用、经济、性能可靠的程控电源，有较为广阔的市场前景和应用价值。在这方面美日韩等电子技术发达的国家，发展较快，应用水平较高，我国虽然起步较晚，历史不长，但发展很快，特别是近20年来，在国内得到前所未有的重视和发展。
二十世纪八十年代由于电力电子理论开始建立，为程控电源的发展打下了良好的基础。程控电源技术在之后的一段时间里有了长足的发展。提高控制精度，功率密度和可靠性成为程控电源的主要发展方向[8]。单片机技术和电压转换模块的出现使得程控电源的精确度有了很大提高。随着控制理论的不断发展，集成电路和数字信号处理器件的研制应用，程控电源的控制精度和功率密度不断提高，在九十年代控制精度能达到0.05V，功率密度达到每立方米50w。近年来，随着电子产品发展需求的提高，可调稳压电源的应用已越来越广泛。而以ARM[9]为控制核心的程控电源的应用也越来越多，随着其功能的完善和性能的改进，我相信程控电源[10]的应用将逐渐渗透到人们工作生活的各个方面。
程控电源的设计，很大程度上取决于通信总线以及芯片的选择，目前市面上有很多种类可以使用，但根据要求，采用了CAN总线以及采用ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核的STM32F1系列单片机。
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