【正文】 20 21 1 % 110 111 1 % 215 216 1 % 255 255 0 % 456 456 0 % 499 499 0 % 584 585 1 % 655 655 0 % 798 798 0 % 1000 1001 1 % 1254 1255 1 % 1365 1364 1 % 1467 1466 1 % 1556 1556 0 % 1678 1678 0 % 圖 TLC2543在 keil軟件仿真 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 圖 Keil調(diào)試數(shù)據(jù) Buf為輸出電流值 圖 TLC5615的數(shù)字輸入和對應(yīng)輸出模擬電壓 由 TLC5615 的性質(zhì)有 122out re fV V C ode? ? ? 式（ ） Code 是對應(yīng)的二進(jìn)制輸入。 軟件實現(xiàn)的功能是： ① 電流給定值的設(shè)置 ； ② 測量輸出電流值 ； ③ 控制 TLC5615 工作 ； ④ 控制 TLC2543 工作 ； ⑤ 對反饋回單片機(jī)的電流值進(jìn)行補(bǔ)償處理 ； ⑥ 驅(qū)動液晶顯示器顯示電流設(shè)置值與測量值 。這時觀察工作區(qū)，可能看到有一部分線無法走線，或者還有一部分線因為交叉也不能走通，系統(tǒng)給出錯誤報告。 自動布局 (Auto Placer):首先應(yīng)保證電路板具有邊界：點擊左側(cè)工具箱中 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 的 ” 2D Graphics Box Mode” 按鈕，從窗口的左下角下拉列表框中選擇 Board Edge,在工作窗口中畫一個矩形（此矩形大小可二次調(diào)整）。其高效的撤銷和重新自動布線功能可快速布置出符合用戶要求且較完美的板圖，為用戶節(jié)省大量時間。主要設(shè)置元器件的布置參數(shù)、板層參數(shù)、布線參數(shù)等 ； ③ 元器件布局。本部分可以采用七段數(shù)碼 LED 顯示器，顯示數(shù)字、簡單字母和小數(shù)點等信息，但由于其顯示信息單一，人機(jī)交互不友好， 所以 本文采用字符型液晶顯示屏 LCD1602模塊。 測電路設(shè)計 電流檢測原理介紹 [2] 為了提高電流輸出地精度，需要引入一個反饋回路，用來指示當(dāng)前輸出地電流大小，完成該功能的電路即為電流檢測電路。 由于是串行輸入結(jié)構(gòu) , 能夠節(jié)省 51系列單片機(jī)的 I/O資源 。 從上述指標(biāo)可以看出， TIP142 可以滿足整個系統(tǒng)的輸出電流要求。 2. 整流濾波參數(shù)計算 工頻輸入為 220v、 50hz 的交流電壓，經(jīng)過整流濾波后得到 Ui1=24v 采用全波整流所以次級電壓應(yīng)為 : 2 i1U =U * 30V? 式（ ） 由變壓器性質(zhì) U1/U2=310/30，取 : 1 / 2 1 2 : 1NN ? 式（ ）。為了給系統(tǒng)提供更大的電流，需外加功率管進(jìn)行擴(kuò)流 或者加電阻進(jìn)行擴(kuò)流 ，電路如 圖 所示 。常用的時鐘電路方式有兩種：一種是內(nèi)部時鐘方式，一種是外部時鐘方式，這里采用的是內(nèi)部時鐘方式，外接晶振。注意顯示字符時光標(biāo)是自動右移的，無需人工干預(yù)，每次輸入指令都先調(diào) 2 數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)描述 7 用判斷液晶模塊是否忙的子程序 DELAY，然后輸入顯示位置的地址 0C0H，最后輸入要顯示的字符 A的代碼 41H。 2. 獨(dú)立鍵盤 [8] 鍵盤是由若干獨(dú)立的鍵組成，鍵的按下與釋放是通過機(jī)械觸點的閉合與斷開來實現(xiàn)的，因機(jī)械觸點的彈性作用，在閉合與斷開的瞬間均有一個抖動過程 ,在按鍵較多時，占用的端口較多 ,使單片機(jī)的端 口不夠用且利用率低 ,但基于本系統(tǒng)設(shè)計不適合采用獨(dú)立按鍵方式 。下面將分別介紹矩陣式鍵盤和 獨(dú)立 鍵盤。其內(nèi)部有一個 11 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 11個單斷模擬輸入信號中的一個進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 DAC 和 ADC 方案論證 數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換一般有串口和并口。發(fā)熱量很小，但是由于開關(guān)管對強(qiáng)電流進(jìn)行開關(guān)操作，干擾大大高于線性恒流源 [6]。復(fù)雜可編程邏輯器件 (CPLD)具有速度快的特點，但其實現(xiàn)較復(fù)雜，且做到友好的人機(jī)界面也不太容易。單片機(jī)通過采樣恒流源電路上串接的采樣電阻的電壓，計算出此時恒流源電路的輸出電流值并與設(shè)定值進(jìn)行比較，以控制 D/A 的輸出從而實現(xiàn)對恒流 源的輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使輸出電流能實時跟隨設(shè)定值。有些電流源雖能實現(xiàn)數(shù)控但輸出電流值往往比較小，且所設(shè)定的輸出電流值是否準(zhǔn)確不經(jīng)測試無法知道等等。我國現(xiàn)在經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在電子技術(shù)的方面有很大的突破，這也給我國的數(shù)字是電源發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵字 數(shù)控直流恒流源 ， 單片機(jī) ， D/A 轉(zhuǎn)換器 ， A/D 轉(zhuǎn)換 ，電壓 /電流轉(zhuǎn)換器 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) II ABSTRACT In this system the DC source is center and 89S52 version single chip microputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard which step level reaches 1mA, while the real output current and the set value can be displayed by LCD. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (TLV5616), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. Using the keyboard to set the needed output current value, The SCM based on some specific algorithm to deal the certain settings for processing. Corresponding voltage output by the ADC output voltagecontrolled current source the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system realtimely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltagecontrolled constant current power is designed. The test results have showed that this system, pared with the traditional regulated current source, has easy to operate and features high output current stability. Key words: Numerical control dc constantcurrent source， microcontroller， D/A converter， A/D conversion 目 錄 I 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................... I ABSTRACT ...................................................................................................................................... II 目 錄 ..............................................................................................................................................I 1 緒 論 ......................................................................................................................................... 1 2 數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)描述 ....................................................................................................... 2 系統(tǒng)簡介 ................................................................................................................................. 2 系統(tǒng)總體設(shè)計 .......................................................................................................................... 3 方案論證 ................................................................................................................................. 3 主控器 ........................................................................................................................... 3 供電電源 ........................................................................................................................ 3 恒流源 ........................................................................................................................... 4 DAC和 ADC方案論證 ....................................................................................................... 5 鍵盤 ............................................................................................................................... 6 顯示 ............................................................................................................................... 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..........................................................................................