恒流源是一種能向負載提供恒定電流的電源裝置，在外界電網電源產生波動和阻抗特性發生變化時它仍能使輸出電流保持恒定，廣泛應用于計量、半導體器件性能測試、傳感器、穩定磁場的產生等領域。
儀器儀表的自動化、智能化成為今后發展趨勢。傳統恒流源由鎮流器、晶體管以及后來的半導體技術，輸出電流調節缺乏靈活性。根據不同系統對恒定電流信號的不同需求，人們希望輸出電流信號的幅值可調，且分辨率高、工作穩定。在旋翼轉速調節放大器測試系統中，磁放大器性能測試環節需要精度高，變化范圍廣的恒定電流輸入。因此，研制一種由計算機數字化控制，高精度的恒流源系統是十分必要的。傳統恒流源已遠遠不能滿足目前設備要求，而以單片機技術為基礎實現的程控化、智能化的數字恒流源，功能上更強大，操作更簡潔，能滿足不同場合的需求。為此，這里提出一種基于DAC7512的數控直流恒流源系統設計方案，其輸出電流調節范圍為-45～+45 mA、精度為±0．1 mA，分辨率達0．024 4 mA。該設計已在旋翼轉速調節放大器測試系統中得到應用。

1 DAC7512簡介
DAC7512是TI公司生產的具有內置緩沖放大器的低功耗單片12位數模轉換器，其片內高精度的輸出放大器可獲得滿幅(供電電源電壓與地電壓間)任意輸出。DAC7512帶有一個時鐘達30 MHz的通用三線串行接口，因而可接入高速DSP。其接口與SPI、QSPI及DSP接口兼容，因而可與多種系列單片機直接連接而無需任何其他接口電路。由于DAC7512串行數模轉換器可選擇供電電源作為參考電壓，因而具有很寬的動態輸出范圍，此外，DAC7512數模轉換器還具有3種關斷工作模式。正常工作狀態下，DAC7512在5 V電壓下的功耗僅為0．7 W，而省電狀態下的功耗為1 μW。因此，低功耗的DAC7512無疑是便攜式電池供電設備的理想器件。DAC7512的主要特點如下：
1)微功耗，5 V時的工作電流消耗為135 μA(DAC7512)；
2)掉電模式時，采用5 V電源供電，其電流消耗為135 nA；而采用3 V供電時，其電流消耗僅為50 nA；
3)供電電壓范圍為+2．7～+5．5 V；
4)上電輸出復位后輸出為0 V；
5)具有3種關斷工作模式可供選擇，5 V電壓下的功耗僅為0．7 mW；
6)帶有低功耗施密特輸入串行接口；
7)內置滿幅輸出的緩沖放大器；
8)具有SYNC中斷保護機制。
圖1為DAC7512的寫操作時序，其引腳功能描述如表1所列。

2 數控恒流源系統硬件設計
2．1 系統設計原理
整個數控恒流源系統由計算機、AT89C51單片機、DAC7512、差動放大模塊、電壓，電流轉換電路和功率驅動電路組成。采用AT89C51單片機為控制芯片實現數控恒流源系統的各項功能。測試系統需要相應電流輸出時，計算機經MAX232通信接口發送電流控制字(12位的數字量)給單片機系統，單片機系統將電流控制字經模擬SPI通信接口，寫入DAC7512數膜轉換器，控制其輸出相應的電壓量，然后經高輸入阻抗的差動電路、電壓，電流轉換電路和功率驅動電路，最終輸出需要的恒定電流。數控恒流源實現原理如圖2所示：

2．2 系統硬件設計
硬件系統設計主要分為電壓輸出模塊、電壓／電流轉換模塊、基準電壓發生模塊和通信模塊4部分。系統硬件電路原理如圖3所示。

2．2．1 電壓輸出模塊
單片機通過SPI通信接口將電流控制字寫入DAC7512后，DAC7512的輸出端VOUT(圖1中為DAC1)輸出一個范圍在0～5 V之間的模擬電壓。模擬電壓通過與2．5 V零基準電壓比較，差動輸入到運放U1C(LM224)中，運放U1C輸出+0．5～-0．5 V之間變化的電壓Vo。運放U1C組成的差動縮放電路：