【正文】 performance of humanputer interaction.Keywords: numerical controlled current source ；analogtodigital conversion ；the sampling resistor ；digitaltoanalog conversion1 緒 論本課題主要研究的是基于單片機(jī)的數(shù)控直流恒流源的設(shè)計(jì)，恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源，因此恒流源的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且在許多情況下是必不可少的。 電子管通常不能單獨(dú)作為橫流器件，但可用它來(lái)構(gòu)成各種恒流電路。集成電路恒流源不僅減小了體積和重量，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和調(diào)試步驟，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。發(fā)展趨勢(shì)：目前，電力系統(tǒng)的后備電源、分布式電源系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)的后備電源等應(yīng)用場(chǎng)合，均采用大容量的蓄電池作為蓄能元件。通過(guò)對(duì)DSP軟件的編程，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的恒流、恒壓以及恒功率等控制功能。許多輸出電流不是很大、要求穩(wěn)定度和輸出精度較高的恒流源還是由使用者自行研制的。當(dāng)電源電壓降低或負(fù)載電阻Rl降低時(shí)，采樣電阻RS上的電壓也將減少，則SG3524的113管腳輸出方波的占空比增大，從而B(niǎo)G1導(dǎo)通時(shí)間變長(zhǎng)，使電壓U0回升到原來(lái)的穩(wěn)定值。MC7805為三端固定式集成穩(wěn)壓器，調(diào)節(jié)，可以改變電流的大小，其輸出電流為： ，式中為MC7805的靜態(tài)電流，小于10mA。單片機(jī)將反饋信號(hào)與預(yù)置值比較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號(hào)大小。分辨率：8 位(0～255) 。輸出為三態(tài)結(jié)構(gòu)。因此為實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能，每按一次步進(jìn)+鍵，單片機(jī)送給D/A轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字量D加2，從而輸出電流加8mA，實(shí)現(xiàn)了電流步進(jìn)8mA的要求。采樣電阻將輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，供A/D轉(zhuǎn)換用。上調(diào)鍵 +和下調(diào)鍵 －分別用來(lái)控制電流以步進(jìn)8mA增減，電流變化通過(guò)液晶顯示出來(lái)。讀取狀態(tài)字時(shí)，注意D7位，D7=1，禁止讀寫(xiě)操作；D7=0，允許讀寫(xiě)操作；所以對(duì)控制器每次進(jìn)行讀寫(xiě)操作前，必須進(jìn)行讀寫(xiě)檢測(cè)。為了將所有任務(wù)有序的組織起來(lái)，軟件系統(tǒng)采用前后臺(tái)結(jié)構(gòu)。： 主程序流程圖 時(shí)基中斷服務(wù)子程序時(shí)基中斷服務(wù)子程序流程圖如下，在此中斷服務(wù)程序中控制進(jìn)行A/D和D/A轉(zhuǎn)換，： 時(shí)基中斷服務(wù)子程序 A/D轉(zhuǎn)換程序A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804的接口形式為位串行接口，因此在對(duì)ADC0804進(jìn)行操作時(shí)需要考慮到時(shí)序問(wèn)題，： A/D轉(zhuǎn)換程序5 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作于較強(qiáng)的電磁輻射環(huán)境中，容易受到各種干擾的影響。(1)輸出電流范圍：0mA～2000mA，可以達(dá)到題目要求。（4）改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以?xún)?nèi)變化時(shí)，輸出電流值的情況。這是由于控制電路的輸出有紋波，加到運(yùn)算放大器的輸入端將紋波放大，導(dǎo)致輸出電流紋波加劇。首先要感謝學(xué)校給我提供了做這個(gè)系統(tǒng)的機(jī)會(huì)，感謝學(xué)校的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師一直以來(lái)對(duì)我的教導(dǎo)和幫助。函數(shù)define uint unsigned int //宏定義define uchar unsigned char //宏定義sbit dacs=P3^7。unsigned long int num1=0。/*************************MS延時(shí)函數(shù)**************************/void delayms(uint x){ uint i,j。 delayms(5)。 delayms(5)。 yjwrite_(0x0c)。 //第二行顯示 for(i=0。 for(i=0。i16。 //顯示和分離步進(jìn)值 yjwrite_date(table1[8*bujin/100])。 //等待按鍵釋放 } } if(key2==0) //key2按鍵按下 { delayms(10)。 wr=0。 rd=0。 while(1) { display()。 num1=num1+table5[i]。 //分離出電流百位 table2[2]=num1%1000%100/10。 table2[0]=num1/1000。i5。 yjinit()。 rd=1。 wr=1。 //輸出電流值增加為原來(lái)的值加上步進(jìn)值 if(num==255)num=0。i++) { yjwrite_date(table1[table2[i]])。 yjwrite_(0x80+0x40)。 //顯示清0，數(shù)據(jù)指針清0}void displayinit(){ uchar i。i++) { yjwrite_date(table3[i])。 lcden=0。 delayms(5)。}/*************************1602液晶顯示***********************/void yjwrite_(uchar ) //寫(xiě)入地址函數(shù){ lcdrs=0。uchar code table4[]=luo yan jie 。 //液晶控制端口定義sbit lcden=P3^4。還要感謝我的同學(xué)，是你們?cè)谖移綍r(shí)設(shè)計(jì)和論文中與我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。其次，可以將人機(jī)接口改裝為44矩陣鍵盤(pán)，以便快捷的設(shè)置預(yù)置電流，提高電源的利用效率，使得控制界面更加直觀、簡(jiǎn)潔。測(cè)試數(shù)據(jù)如表68所示：表68 紋波電流測(cè)試數(shù)據(jù)給定電流Id(mA)70101203紋波電壓(mV)304050負(fù)載電阻（）121212紋波電流(mA)測(cè)試結(jié)果分析：如表68，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，主電路和控制電路獨(dú)立供電，自制電源進(jìn)行了穩(wěn)壓處理。（3）步進(jìn)電流設(shè)定電流54mA，測(cè)得步進(jìn)電流數(shù)據(jù)如表63和表64。 軟件抗干擾設(shè)計(jì)對(duì)A/D的轉(zhuǎn)換結(jié)果采用數(shù)字濾波技術(shù)，保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。系統(tǒng)加電后，主程序首先完成系統(tǒng)初始化，其中包括I/O口，中斷系統(tǒng)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等工作狀態(tài)的設(shè)置，系統(tǒng)變量賦初值等工作，完成系統(tǒng)初始化后打開(kāi)中斷，隨之進(jìn)入按鍵掃描程序。恒流源電路電源：220V電源經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)過(guò)整流、濾波、7824穩(wěn)壓后輸出+24V電壓，直接作為恒流源電路電源。除此外，D0~D7分別為8位雙向數(shù)據(jù)線。 LCD顯示電路系統(tǒng)中采用普通按鈕實(shí)現(xiàn)電流的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)。 MOSFET的電流：當(dāng)輸入數(shù)字量加1，模擬增加量 =1/2565000 mV=20mV則輸出電流變化/=20/5=4mA。 參考電壓： 。： 單片機(jī)控制電路 A/D接口電路A/D轉(zhuǎn)換采用BB公司的ADC0804構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路。通過(guò)按鍵預(yù)置電流值，單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)送到運(yùn)算放大器，控制主電路電流大小。 缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)電源的控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出紋波較大，在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)比較困難。人機(jī)接口采用步進(jìn)按鈕及LCD液晶顯示器，控制界面直觀、簡(jiǎn)潔，具有良好的人機(jī)交互性能。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，恒流源已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。針對(duì)蓄電池等儲(chǔ)能元件在使用過(guò)程中功率雙向變換的問(wèn)題，在目前已有的非隔離型雙向拓?fù)浠A(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)型雙向電路拓?fù)?。目前，全?guó)電源及其配件的生產(chǎn)銷(xiāo)售企業(yè)有1000家以上，產(chǎn)值有300400億元，但國(guó)內(nèi)企業(yè)（著名的如北京大華、江蘇綠揚(yáng)等）銷(xiāo)售的數(shù)控穩(wěn)壓電源大多是代理日本和臺(tái)灣的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)產(chǎn)家生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源雖然也在向數(shù)字化方向發(fā)展，但多限于對(duì)輸出顯示實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示，或?qū)崿F(xiàn)多組數(shù)值預(yù)置。 集成電路恒流源的出現(xiàn)和種類(lèi)到了70年代，半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展使得恒流源的研制進(jìn)入了一個(gè)新的階段。 恒流源的發(fā)展歷程 電真空器件恒流源的誕生世界上最早的恒流源，大約出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代早期。設(shè)計(jì)采用MOSFET和精密運(yùn)算放大器構(gòu)成恒流源的主體，配以高精度采樣電阻及8位D/A、A/D轉(zhuǎn)換器，完成了單片機(jī)對(duì)輸出電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)了0mA～2000mA范圍內(nèi)步進(jìn)小于10mA恒定電流輸出的功能，具有較高的精度