【正文】 開總中斷 MOV TMOD,11H 。主程序入口地址 LJMP MAIN ORG 0003H 。十六進制數(shù)高位 HEXL EQU 28H 。確認狀態(tài)標志 FLASH BIT 16H 。EEPROM 時鐘線 Address EQU 08H 。 數(shù)控直流恒流源的設計 第 43 頁 參考文獻 ［ 1］ 王幸之 ， 鐘愛琴 ， 王雷 ,王閃 ． AT89 系列單片機原理與接口技術(shù) ［ M］ ． 北京 ： 北京航空航天大學出版社 ． 2021,5 ［ 2］ 李剛民，曹巧媛，曹琳琳，陳忠平．單片機原理及實用技術(shù)［ M］．北京：高等教育出版社． 2021,4 ［ 3］ 張迎新 ． 單片微型計算機原理應用及接口技術(shù) ［ M］． 北 京 ： 國防工業(yè)出版社 ． 2021,1 ［ 4］ 孫傳友 ， 孫曉斌 ， 漢澤西 ， 張欣 ． 測控系統(tǒng)原理與設計 ［ M］． 北京 ： 北京航空航天大學出版社 ． 2021,9 ［ 5］ 汪道輝．單片機系統(tǒng)設計與實踐［ M］．北京：電子工業(yè)出版社． 2021,5 ［ 6］ 謝宜仁 ， 謝煒 ， 謝東辰 ． 單片機實用技術(shù)問答 ［ M］． 北京 ： 人民郵電出版社 ． 2021,2 ［ 7］ 梅笙，李瑋．基于 AT89C52 的數(shù)控直流電流源設計［ J］．常州工程職業(yè)技術(shù)學院學報， 2021(1):2026 ［ 8］ 趙建玉 ， 王新江 ， 李聰 ． 智能電流源的設計 ［ J］． 山東建材學院學報 ， 1999,13(3):280281 ［ 9］ ATMEL 公司網(wǎng)站： ［ 10］ 沙占友，孟志勇，王彥朋．單片機外圍電路設計 (第 2 版 )［ M］．北京：電子工業(yè)出版． 2021,6 ［ 11］ 周潤景，張麗娜．基于 PROTEUS 的電路及單片機系統(tǒng)設計與仿真［ M］．北京：北京航空航天大學出版社． 2021,5 ［ 12］ 李業(yè)德，趙 光遠，張景元．基于單片機的數(shù)控直流電流源設計［ J］．微計算機信息，2021,22(102):250252 ［ 13］ 劉公致 ． 新型數(shù)字直流電流源設計 ［ J］． 杭州電子工業(yè)學院學報 ， 2021,24(3):1922 ［ 14］ 李銀祥，安繼明，姚向東．數(shù)控電流源［ J］．現(xiàn)代科學儀器， 2021(6):5253 ［ 15］ 劉輝 ， 何東陸 ， 肖宇 ， 楊興 ． 數(shù)控直流電流源的設計 ［ J］． 儀表技術(shù) ， 2021(2):6870 ［ 16］ 劉潤 ， 譚薇 ， 程榮貴 ． 一種高精度直流源的設計 ［ J］． 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2021(7):135137 ［ 17］ 曾波．數(shù)控恒流源［ J］．電子世界， 2021(9)： 3334 ［ 18］ 孔凡國 ， 伍康敏 ． 高精度直流電流穩(wěn)流源數(shù)控系統(tǒng)設計及實現(xiàn) ［ J］， 現(xiàn)代制造工程 ，2021(5):5255 ［ 19］ 康華光．電子技術(shù)基礎 (第 4 版 )［ M］．北京：高等教育出版社． 2021,6 ［ 20］ 楊拴科．模擬電子技術(shù)基礎［ M］．北京：高等教育出版社． 2021,1 ［ 21］ ATMEL 公司網(wǎng)站： ［ 22］ 電子技術(shù) 研究協(xié)會 ： ［ 23］ 凌陽大學計劃 ： 數(shù)控直流恒流源的設計 第 44 頁 附錄 1：電路原理圖 數(shù)控直流恒流源的設計 第 45 頁 數(shù)控直流恒流源的設計 第 46 頁 數(shù)控直流恒流源的設計 第 47 頁 數(shù)控直流恒流源的設計 第 48 頁 附錄 2：源程序 。每次我向他請教問題時，他 都耐心細致的給我 講解 指點 ，并十分關心我的畢業(yè)設計進展情況。 如果要 進一步 提高系統(tǒng)輸出電流精度或減小電流步進單位，可以使用的分辨率更高的 D/A 芯片來實現(xiàn)。通過負載調(diào)整率的測試可知，負載電阻 LR 從 0 變化到 100?時輸出電流變化 ，輸出電流調(diào)整率小于 2%，符合設計要求。當負載電阻為 0 時， 電流設定值為 10mA、50mA 和 100mA 的 負載調(diào)整率 測試情況分別如圖 41圖 414 和圖 415 所示。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，只是由于 EEPROM 讀寫程序與鍵盤處理程序模塊使用的工作寄存器沖突引起。后來改在鍵盤中斷服務程序里調(diào)用 D/A 轉(zhuǎn)換程序，這樣做 的好處是只有在退出 設置狀態(tài)時才進行一次 D/A 轉(zhuǎn)換。 數(shù)控直流恒流源的設計 第 32 頁 圖 45 添加代碼產(chǎn)生工具 圖 46 選擇源程序和代碼產(chǎn)生工具 圖 47 程序通過編譯 數(shù)控直流恒流源的設計 第 33 頁 圖 48 把目標文件灌入單片機 在最初設計程序時，我把鍵盤處理部分放在鍵盤中斷服務程序里面 。此時要注意的問題是地址的分配、程序的連貫性及各功能的相互搭配。 利用 Proteus 進行電路原理圖設計的流程如圖 41 所示。 閃爍顯示程序模塊 當系統(tǒng)進入設置狀態(tài)時進入閃爍顯示，閃爍周期為 1 秒。 當沒有鍵按下時， CPU 執(zhí)行其它任務，而不用重復調(diào)用鍵盤掃描程序。經(jīng)過比較論證， 在本設計中 兩種方法 的轉(zhuǎn)換精度是一樣的，但查表法的程序更加簡潔高效，因此本設計采用查表法。當設置電流值超過 100mA 時，程序會強制把百位清 0，并繼續(xù)保持系統(tǒng)處于設置狀態(tài)。 由于本系統(tǒng)需要寫的數(shù)據(jù)不多，故采用字節(jié)寫。 主程序流程 如圖 31 所示。 MC1403 是美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的高精確度、低溫漂的 基準電壓源 [10]。 12V、 +24V 和為 D/A 轉(zhuǎn)換 芯片提供的 +5V基準電壓電源。 在本系統(tǒng)中，單片機晶振為 6MHz，則 ALE 信號周期為 1 s? 。 74LS273 鎖存器 的 CLK 引腳接片選信號， LED 數(shù)碼管與單片機的接口電路如圖 211 所示。 表 21 系統(tǒng)資源地址分配表 系統(tǒng)地址分配 部件 地址 片選 讀寫 有效電平 D/A 芯片 8000H～ 87FFH Y0 只 寫 低 數(shù)碼管 個位 8800H～ 8FFFH Y1 只寫 低 十位 9000H～ 97FFH Y2 百位 9800H～ 9FFFH Y3 系統(tǒng)管腳分配 鍵盤 設置鍵 74LS138 A A11 加一鍵 B A12 減一鍵 C A13 左移位鍵 1E A14 右移位鍵 E3 A15 確認鍵 E2 WR AT24C01 SCL 鍵盤中斷 INT0 SDA 看門狗電路的喂狗信號輸入 人機接口的設計 鍵盤的設計 在本設計中 的 獨立式鍵盤采用中斷方式 （如圖 28 所示） 。 線選法是直接以系統(tǒng)的幾根高位地址線作為芯片的片選信號，把選定的地址線和芯片的片選端直接相連。當 LR 在 ?100~0 范圍內(nèi)時，輸出電流 OI 在 mA100~0 直流范圍內(nèi)線性地與 V5~0 直流輸入電壓相對應。 圖 23 DAC0832 單緩沖方式與單片機的接口電路 數(shù)控直流恒流源的設計 第 9 頁 恒流源 電路 的 設計 在本設計中，恒流源電路采用壓控電流源 來實現(xiàn) 。根據(jù)指標要求， D/A 轉(zhuǎn)換芯片 的位數(shù)至少為 8 位，故而 選擇 8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換 芯片 。主要包括 AT89C51 單片機、 8 位數(shù) /模轉(zhuǎn)換芯片DAC083串行 EEPROM AT24C01 芯片、譯碼芯片 74LS138 及數(shù)碼管驅(qū)動芯片74LS273 等器件。電流源部分由于要給外圍測試電路提供比較大的功率，因此必須采用大功率器件。具有斷電保護功能的 RAM 容量 數(shù)控直流恒流源的設計 第 5 頁 大，速度快，但占用口線多，成本高。 恒流源模塊 方案一 ：采用四端可調(diào)恒流源，這種器件靠改變外圍電阻元件參數(shù)，從而使電流達到可調(diào)的目的，這種器件能夠達到 1～ 2021 毫安的輸出電流。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預置以及電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿足題目的要求 [1]。主要完成系統(tǒng)初始化、鍵盤掃描、數(shù)據(jù)處理、電流值顯示、輸出電流控制和看門狗電路控制等工作，同時還應考慮如何實現(xiàn)斷電后保存最后一次設定 的 電流值的問題。 該恒流源由單片機系統(tǒng)、 D/A 轉(zhuǎn)換器、受控恒流源、鍵盤與顯示電路、看門狗電路和電源電路等構(gòu)成。 以單片機系統(tǒng)為核心而設計的新一代數(shù)控直流恒流源不但電路簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉，而且單片機具有計算和 控制能力，可對各種采樣數(shù)據(jù)進行處理，控制其輸出電路，從而可減少或排除由于干擾信號引起的輸出電流波動，提高輸出電流的穩(wěn)定性。 關鍵詞 數(shù)控 恒流源 V/I 轉(zhuǎn)換 ABSTRACT Numerical control DC constant current source is to provide a stable DC power devices, and equipment for scientific experiments debugging necessary equipment. This paper instructed the numerical control DC constant current source which makes use of the AT89C51 version single chip microcontroller is the main controller in this system, while the set value and the real output current can be displayed by LED. In this system, the digitally programmable signal from Single Chip Micro controller is converted to analog value by D/A converter, and then transited by voltage/current converter circuit, so adjustable output different current. Output current range of 10~100mA, current set of 1mA step, the output current adjustment rate of less than 2%. This paper analyzes the numerical control DC constant current source system design needs, expounded numericalcontrolled DC constant current source of the hardware and software design principles, instructed the numericalcontrolled DC constant current source circuit of the module function and design ideas, pleted the numericalcontrolled DC current source of all design, and the circuit is plete and procedures. This paper focuses on the design of the control system microcontroller and D/A Conversion Circuit, The difficulty in the design of high linearity, high stability of the voltage/current converter circuit (V/I Conversion Circuit). The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power. KEY WORDS numerical control constant current source V/I convert I 目 錄 前 言 .............................................................. 1 第 1 章 系統(tǒng)總體設計 ................................................ 2 系統(tǒng)設計任務與要求 ....................................... 2 系統(tǒng)設計任務 .......................................... 2 系統(tǒng)設計要求 .......................................... 2