【正文】 量通過 P2 口送入到 D/A 轉(zhuǎn)換器中， D/A 轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸出 ，在由壓控恒流源模塊轉(zhuǎn)化為恒定的電流值， 單片機控制 74LS164 的數(shù)據(jù)端和時鐘端，且 74LS164 的輸出 Q0Q7 分別對應(yīng)接到數(shù)碼管的 ah 端口，從而實現(xiàn)單片機控制數(shù)碼管顯示的功能。每個二極管就是一個筆劃，若干個二極管發(fā)光時，就構(gòu)成一個顯示字符。 因為 DAC0832 有個固定電路就是轉(zhuǎn)化電壓輸出 ，所以 由 DAC0832 輸出的電流量經(jīng) LM324 轉(zhuǎn)換為電壓輸出，下一級LM324 通過反饋控制 功率管，電路中調(diào)整管采用大功率場效應(yīng)管 IRF640，采樣電阻為 歐姆， LM324 作為電壓跟隨器，電路中輸入電壓控制輸出電流， U 為控制級電壓， R 為控制級電阻， U/R 為控制級電流，即為負(fù)載級電流， 即 是要得到的 輸出電流 ，所以輸出電流 不隨負(fù)載電阻的變化而變化，從而實現(xiàn)壓控恒流，得到穩(wěn)定輸出的電流源，由輸出電壓 5V，輸出西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 電流為 1500mA 可得，負(fù)載 RL 阻值范圍為 10Ω 5KΩ 5 VU 0 0 7 D A C 0 8 3 2W R 1W R 2V C C 5 VP 1 . 721 81 91 711 31 41 51 64567891 21 1X f e rC sI L EV r e fR f bI o u t 2I o u t 1m s b D I 7D I 6D I 5D I 4D I 3D I 2D I 1I s b D I 0+ 5 V 5 V+ 5 V 5 V++213213U 0 0 8 AU 0 0 8 BL M 3 2 4R 2 0 61 0 KR E G0 . 3 5R L負(fù) 載 接 入M 1I R F 6 4 0圖 3 7 壓 控 恒 流 源 電 路 顯示電路 74LS164 簡介 74LS164 為 8 位 移位寄存器，管腳圖如圖 38 所示。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運算放大器相比，它們有一些顯著的優(yōu)點。 AT89S51 的 P2 口作為數(shù)據(jù)端口與 DAC0832 的 8 位數(shù)據(jù)線相連。輸出電流設(shè)定好后單片機將電流數(shù)字量通過 P2 口送入到 D/A 轉(zhuǎn)換器中， D/A 轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸出。 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間持續(xù) 24 個振蕩脈沖周期（即兩個機器周期）以上。 外部振蕩方式：把外部已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)。由于電路中要用到 +5V 和 5V 的供電，所以在電路中選用 LM7805 穩(wěn)壓塊得到 +5V 的電壓，再通過 TL7660 正 負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器得到 5V 的供電電壓，供電路中的器件供電使用。由電阻與電容組成的 RC 濾波器這種復(fù)式濾波器結(jié)構(gòu)簡單，能兼起降壓、限流作用，濾波效能也較高，是最常用的一種濾波器。電容器的容量越大，負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需要的時間越長。 交流電經(jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是大?。娏鲝姸龋┻€是處在不斷地變化之中。 方案三：采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描， LED 數(shù)碼管價格適中，對于顯示數(shù)字最合適，而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時，占用的單片機口線少。 設(shè)計方框圖如圖 22 所示。首先從精度上來看傳統(tǒng)電流源的調(diào)整大多采用旋轉(zhuǎn)電位器的方式，在調(diào)整時電流值主 要從電位器的刻度讀出，容易產(chǎn)生讀數(shù)誤差。在 80 年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向到 20 世紀(jì)末更為先進的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流 /直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。 技術(shù)發(fā)展歷程 數(shù)控電源是從 80 年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。 本文介紹了一種基于單片機的數(shù)控電流源的設(shè)計方法，系統(tǒng)以AT89S51 單片機為中心控制器，利用按鍵設(shè)置輸出電流，單片機將該電流值送數(shù)碼管顯示，同時，通過與 D/A 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)通信端口將輸出電流的數(shù)字量送入 D/A 轉(zhuǎn)換器， D/A 轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為為模擬量后輸出，再通過壓控恒流電路得到穩(wěn)定輸出的電流?，F(xiàn)在數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但在恒流方面尤其是在數(shù)控恒流方面的技術(shù)還有待發(fā)展，高性能的數(shù)控電流源的研究與開發(fā)非常重要。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一?；诖?，人們 對數(shù)控恒定電流器件的需求越來越迫切 ．當(dāng)今社會，數(shù)控恒 壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術(shù)才剛剛起步有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。 從 90 年代末起，隨著對系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動電源行業(yè)中直流 /直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。 本文 的 研究目的意義 及主要工作 隨著電子技術(shù)的不斷進步對電子儀器的要求不斷提高，電源作為電路的動力源泉扮演著越來越重要的角色，不論是學(xué)校實驗室還是維修中心都離不開實驗電源， 但是傳統(tǒng)的電源不論是在控制精度還是輸出特性 上都不能 滿足要求。此方案各類功能易于實現(xiàn)，能很好的滿足題目的設(shè)計要求。 方案二：采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費，且價格也相對較高 ,所以 這里 也不用此種作為顯示。 西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 第 3章 硬件電路 設(shè)計 電源電路設(shè)計 電源部分提供整個電路所需各種電壓，由電源變壓器、整流電路、濾波電路及輔助穩(wěn)壓輸出構(gòu)成，電源變壓器的功率由需要輸出的電流大小決定，確保有充足功率余量。充電的時候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。但是，這種濾波器由于電感體積和重量大（高頻時可減?。?，比較笨重，成本也較高，一般情況下使用得不多。 市電經(jīng)過由二極管 1N4007 組成的整流橋后再經(jīng) 過電容濾波進入穩(wěn)壓塊，濾波電路采用電解電容和小容量無極性電容并聯(lián)的方式，大電解電容用于濾掉大幅值的低頻成分，穩(wěn)壓范圍寬、效果好 ，小容量電容濾掉脈動直流中的高次諧波。 內(nèi)部振蕩方式： AT89S51 單片機內(nèi)部帶有時鐘電路，因此，只需要在片外通過 XTAL1 和 XTAL2 引腳接入定時控制元件（晶體振蕩器和 微調(diào) 電容），即可構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運行時出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為使單片機正常工作，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動。 當(dāng)單片機的 P1 口檢測到有按鍵按下時，啟動數(shù)碼管顯示電路開始顯示數(shù)值，按下加 1 鍵顯示數(shù)字加 1，按下移位鍵時移動數(shù)碼管位數(shù)調(diào)整下一位數(shù)字。本設(shè)計中 D/A 轉(zhuǎn)換器采用 DAC0832 芯片。 西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 1234567891 11 21 31 71 01 41 51 61 81 92 0 2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 0U 0 0 6P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 1X T A L 2G N DA T 8 9 S 5 1V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7V P PA L EP S EP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0 5 VU 0 0 7 D A C 0 8 3 2W R 1W R 2V C C 5 VP 1 . 721 81 91 711 31 41 51 64567891 21 1X f e rC sI L EV r e fR f bI o u t 2I o u t 1m s b D I 7D I 6D I 5D I 4D I 3D I 2D I 1I s b D I 0圖 3 5 D / A 轉(zhuǎn) 換 電 路 壓控恒流源電路 LM324 簡介 LM324 系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。該恒流源電路由運算放大器、大功率場效應(yīng)管、采樣電阻和負(fù)載電阻組成。 LED 數(shù)碼管由八只發(fā)光二極管組成，編號是 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h，分別和同名管腳相連， 當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時發(fā)光。 西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 圖 3 9 顯 示 電 路1234567891 11 21 31 71 01 41 51 61 81 92 0 2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 0U 0 0 6P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 1X T A L 2G N DA T 8 9 S 5 1V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7V P PA L EP S EP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0+ 5 V+ 5 VABCLKMRQ0Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q71 28 93 45610111213+ 5 VR X D 0T X D 0RB146RB153RB01RB02RB03RB04R B 1 4 1R B 1 4 2R B 1 4 3R B 1 4 4Q 1 0 2Q 1 0 3 Q 1 0 4Q 1 0 51324 5 6798 1 01 1 1 21 0 K5 1 K9 0 1 2 本章小結(jié) 本章首先 介紹了供電電源電路的設(shè)計，然后是介紹了硬件電路的核心部分控制電路， D/A 轉(zhuǎn)換電路 和壓控恒流源電路。 AT89S51 具有 4K 的內(nèi)置 Flash 可在 線編程程序存儲器，對于這樣內(nèi)部有 4KB 的程序存儲器的芯片，若 EA 引腳接 VCC（ +5V），則 PC 的值在0～ 0FFFH（ 4KB）之間時， CPU 取指令時訪問內(nèi)部的程序存儲器。按鍵按下或釋 放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴有一定時間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來，抖動時間的長短與開關(guān)的機西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 械特性有關(guān)，一般為 510ms。此外，使輸入寄存器的控制信號 ILE 處于高電平，CS 處于低電平，這樣當(dāng) 1WR 端來一個負(fù)脈沖時，就可以完成 1 次轉(zhuǎn)換。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路，不過在使用時，必須通過另加 I/O 接口與 MCU 連接，以匹配 MCU 與 D/A轉(zhuǎn)換。動態(tài) 驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個碼段“ a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、dp”的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機輸出字型碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字型碼，那個數(shù)碼管顯示該字形由單片機對位選通電路的控制，所以將欲顯示的數(shù)碼管的位選通端選通，該數(shù)碼管就顯示，其它數(shù)碼管均不會亮。 西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 for(i=0。 j=j1。 write_164(DISP_SAVE[j])。 最后 介紹 了 顯示模塊程序設(shè)計的流程圖和采用動態(tài)送顯方式 來驅(qū)動數(shù)碼管。 西北民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 進行軟、硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。