【正文】 （ 5）功能鍵“清零” ，即對設(shè)定值進(jìn)行清零操作； （ 6）功能鍵“確認(rèn)” ，該鍵在輸入完 4 個數(shù)值后要使用， 只有按下該鍵設(shè)定值和顯示值才能通過數(shù)碼管正確顯示。本設(shè)計采用的是較為方便的反線法，鍵盤子程序的流程圖如下圖所示。在編寫時要注意發(fā)送數(shù)據(jù)時先發(fā)送高位，再發(fā)送低位 [29,30]。這樣，即使地線兩端有一定的 電位差，作為模擬電路和數(shù)字電路 其內(nèi)部元件所受的電位 也 是基本相同的， 這樣就不會影響電路的正常工作了 [27,28]。 再次還要考慮電源、地線加粗的問題，通常應(yīng)為信號線的 3倍左右。這種突變 會 通過電源和信號線對相連的電路產(chǎn)生干擾，同時對周圍基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 26 環(huán)境產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射（輻射干擾）。 AD7715的 寫 時序圖如下： 圖 322 AD7715寫 時序圖 AD7715的 讀 時序圖如下： 基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 25 圖 323 AD7715 讀 時序圖 AD780 是 一款輸出 或 3V的超高精度帶隙基準(zhǔn)電壓源。 （ 10） REF IN( + ):參考差動輸入的正端 ,該引腳 電位必須大于 REF IN ( ) 。 （ 5） _________RESET :復(fù)位端 ,低電平有效。 AD7715 有一個差分模擬輸入，還有一個差分參考輸入。芯片 AD780 則是提供給 AD7715 基準(zhǔn)電壓的電源芯片。12V ~177。 DA 轉(zhuǎn)換部分的 電路圖設(shè)計如下： 基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 19 圖 316 DA 轉(zhuǎn)換部分的電路圖 MAX532 及 AD587 的各個口線分布及使用功能如下 ： 表 MAX532 及 AD587 的各個口線分布及使用功能表 元器件選擇說明 由于 MAX532 是 12 位的 DA 轉(zhuǎn)換芯片，因此它的分辨率為 12 位，即表示 數(shù)字量每變化一位，則輸出為 滿量程的 1/ 122 =1/4096，所以輸出的精度較高 。 最大速率為 10MHz。當(dāng)一個段驅(qū)動關(guān)閉時，此端為低電平。 MAX7219允許用戶對每個數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼或者不編碼。并且該芯片 的三個 輸入端口 DIN、 CLK 和 LOAD 只要 直接與單片機(jī)的任意三個 I/O 口 相連就可驅(qū)動 8個數(shù)碼管，也就是說 驅(qū)動 8個數(shù)碼管只占用了單片機(jī) 3個口線，因此大大節(jié)省了單片機(jī)的硬件資源，并且在編程方面也變得 容易了 許多 。 軟件的解決方法為 在 第一次 檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一 段小 延時程序 ， 然后再判斷 該鍵是否 的確被按下 ，從而消除了抖動影響 。鍵盤的工作方式一般有 兩種，分別為 編程掃描方式 (查詢方式 )和中斷掃描方式 。它是由兩個晶體管連接而形成的，這種連接 方法 可以 獲得很大的電流增益和很高的輸入電阻。 在選擇采樣電阻時，由于輸出的最大電流有 2A，使用 1Ω的采樣電阻方便計算，因此電阻的功率將為 P=I2 R=4 1=4W，再考慮留有余量等因素，故采用 8W 的大功率電阻來確保電路正常工作。 因此 E這時 管腳電壓 為 Ue =IeRL （ 32） ΔU=U D/AUe （ 33） 當(dāng) 負(fù)載減小時， 通過達(dá)林頓管的集電極 C 極 和發(fā)射極 E 極 上的電流變大， 采樣 電阻上的電壓升高， ΔU 為負(fù)值，則 B管腳的電位降低，從而使流過 達(dá)林頓管的集電極 C極和發(fā)射極 E極的 電流降低。 LM324 的輸出 端接 達(dá)林頓管的 B管腳， 電壓 進(jìn)入達(dá)林頓信號產(chǎn)生自激信號。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行 代碼時， PSEN 在每個機(jī)器周期 會 被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不會基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 11 被 激活。 DISRTO 在 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 對 P3口寫 入 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高， 這 時可以 用作 輸入口使用。 P1 口 第二功能 表 P1 口第二功能表 端口 第二功能 T2（ 定時 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入，時鐘輸出 ） T2EX（ 定時 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制 ） MOSI（ 在 線 系統(tǒng)編程用 ） MISO（ 在 線 系統(tǒng)編程用 ） SCK（ 在 線 系統(tǒng)編程用 ） （ 3） P2 口 （ ~） ： P2 端 口 同樣 是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口，基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 10 P2 口 輸出緩沖器 可 驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯 電 平。在這種模式下， P0口 有內(nèi)部上拉電阻。它擁有以下功能： 8K 字節(jié) FLASH、 256 字節(jié) RAM、 32 位 I/O 口線、三個 16 位定時器 /計數(shù)器、全雙工串行口、看門狗定時器、一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)、 2 個數(shù)據(jù)指針、片內(nèi)晶振以及時鐘電路。并且將采用軟件的方法實(shí) 現(xiàn)步進(jìn)和電流預(yù)置功能。實(shí)際輸出的電流再通過采樣電阻變成電壓信號， AD轉(zhuǎn)換后將信號反饋到單片機(jī)中。 制作 恒流源的方法有很多 ， 主要分為 ： （ 1） 僅 采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的恒流源 這類恒流源主要采用三 端固定式集成穩(wěn)壓器 構(gòu)成， 調(diào)節(jié) 可變 電阻 可以改變電流的大小，當(dāng)負(fù)載電阻變化時， 三 端固定式集成穩(wěn)壓器改變自身壓差來維持通過負(fù)載的電流不變。步進(jìn)等級≤ 10mA，可調(diào)范圍為 20mA~2021mA。同樣是為了防止過大的電流沖擊，在各種標(biāo)準(zhǔn)燈中也采用恒流源供電。 成品具有 整機(jī)體積小巧、重量輕、輸出效率高、工作溫度范圍大、抵抗干擾能力強(qiáng)、電網(wǎng)適應(yīng)性佳、動態(tài)的響應(yīng)迅速、輸出電流穩(wěn)定度高、雜音紋波小、保護(hù)功能完善 等特點(diǎn) 。在六七十年代，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)及集成技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)計和制造出了各種高性能 的晶體管恒流源。從而實(shí)現(xiàn)具有一定 恒流精度 的，可 穩(wěn)定工作 的恒流源設(shè)計 。 上海電機(jī)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 課 題 基 于 單片機(jī)控制 的 直流恒流源設(shè)計 學(xué) 院（系） 電氣學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 年 級 學(xué) 號 姓 名 導(dǎo) 師 定稿日期： 202156 基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 Ⅰ 摘 要 恒流源是一種可以提供恒定電流的電源，在現(xiàn)代的儀器和電子設(shè)備中通常需要高精度、高穩(wěn)定性的直流恒流源。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)，恒流源，數(shù)模轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換 基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 Ⅱ Abstract Constantcurrent source is a power which can provide constant current. In modern instruments and electronic instruments often requires high precision and high stability dc current source. In addition, it has also been widely used in metrology, measurement occasions. Constantcurrent source implementation of methods monly used transistors, amplifier, adjustable integrated voltage regulator and so on. Designed by different binations, constantcurrent can output current as small as ten mA and as big as ten A current. Highperformance constantcurrent source and electronic devices will not only improve the efficient use of scientific instruments, but also can reduce product development time, with high economic value and practical value. In this paper the designed DC constantcurrent based on Microcontroller AT89S52 Singlechip Microputer source used for the controller, the operational amplifier LM324 and darlington device TIP122 constant current source constituted the main circuit, and with a 12bit D / A, 16bit A / D conversion chip output 20mA ~ 2021mA plete range of step classes less than 10mA constant current. Manmachine interface uses 4 4 keyboard input preset value and to achieve step function, through the LED digital display preset current value and measured value. Constant in order to achieve a certain accuracy, stability of the constant current source can be designed. Key words: Singlechip Microputer, constantcurrent source, digitalanalog conversion, analogdigital conversion 基于單片機(jī)控制的直流恒流源設(shè)計 III 目 錄 1 緒論 ....................................................... 1 恒流源發(fā)展概述 .................................................... 1 恒流源的應(yīng)用 ...................................................... 1 本文的研究內(nèi)容 .................................................... 2 本章小結(jié) .......................................................... 2 2 系統(tǒng)整體設(shè)計 ............................................... 3 整體方案的選擇 .................................................... 3 系統(tǒng)功能及性能概述 ................................................ 5 本章小結(jié) .......................................................... 5 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................