【正文】 三 系統(tǒng)原理及理論分析 6 單片機(jī) 應(yīng)用 系統(tǒng)組成 6 系統(tǒng)性能 6 恒流原理 7 四 硬件設(shè)計(jì) 8 單 片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 芯片 選擇及其性能 介紹 8 電路設(shè)計(jì) 11 電源設(shè)計(jì) 12 芯片 選擇及其性能 介紹 12 單片機(jī)及其外設(shè)工作電源 13 大功率三極管及其電流源負(fù)載 電源 14 恒流源模塊設(shè)計(jì) 15 芯片 選擇及其性能 介紹 15 壓控電流源 電路設(shè)計(jì) 16 五 軟件設(shè)計(jì) 18 主程序 流程 圖 18 閉環(huán)比較子程序框圖 19 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 六 性能測(cè)試 20 測(cè)量?jī)x器 20 功能測(cè)試 20 校準(zhǔn) 21 測(cè)量數(shù)據(jù)記錄 21 結(jié)論 22 誤差分析 23 七 發(fā)揮與創(chuàng)新 24 八 設(shè)計(jì)總結(jié) 25 第三部分 謝辭 26 第四部分 參考文獻(xiàn)與附錄 27 一 參考文獻(xiàn) 27 二 附錄 28 任務(wù)書 18 原理圖 英文資料翻譯 英文原文 英文翻譯 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 摘 要 本系統(tǒng)以直流電流源為核心， AT89S52 單片機(jī)為主控制器， 利用單片機(jī)所具有的智能測(cè)控特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作了基于單片機(jī)的“數(shù)控直流電流源”。 關(guān)鍵字 ： AT89S52 單片機(jī) 壓控電流源 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) Abstract In this system the DC source is center and 89S52 version single chip microputer (SCM) is main controller, by making good use of the intelligent measure and control function of the Microprogrammed Control Unit(MCU), the numericalcontrolled direct current source is designed and made. This direct current source not only can steadily output, but also can be accurately initialized, and adjusted linearly at a wide range. The design is posed of two basic modules: ① The highpower voltagecontrolled current source module。此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大且存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量有限，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)編碼開關(guān)不穩(wěn)定，所以不宜采用。在對(duì)為電流源負(fù)載提供功率的電源進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 考慮到系統(tǒng)對(duì)容量的要求以及對(duì)紋波電流的要求，我們選擇了可調(diào) 式三端 穩(wěn)壓電源。特點(diǎn)：直接利用穩(wěn)壓片提供所需功率，只需要添加相應(yīng)控制電路即可實(shí)現(xiàn)本題的大部分要求，但是，其電流調(diào)整率指標(biāo)只能達(dá)到 %～ %，不滿足題目要求， 方案三：采用“運(yùn)放＋功率三極管”的結(jié)構(gòu)構(gòu)成恒流源。主要包括 AT89S52 單片機(jī)、12 位 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADS781 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 MAX53 振蕩電路、復(fù)位電路、I/O 口電路 、 LCD液晶顯示模塊、鍵盤電路等。 內(nèi)部測(cè)量值與實(shí)際測(cè)量值的誤差是由于取樣電阻與負(fù)載電阻和晶體管的放大倍數(shù)安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 7 受溫度的影響和測(cè)量?jī)x表的誤差所造成的，為了減少這種誤差，一定要選用溫度系數(shù)低的電阻來作采樣電阻，因此本系統(tǒng)選用錳銅電阻絲來做采樣電阻。從理論上來說，通過控制 D/A 的輸出等級(jí)，可以達(dá)到 1mA 的輸出精度。 AT89S52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器 。 3 級(jí)加密位 故我們 選用 MAX532 D/A 轉(zhuǎn)換 器 。因此可知， A/D 的精度至少要在 12位以上。為之后穩(wěn)定電流的輸出奠定了良好的基礎(chǔ)。 圖 46 主要性能參數(shù)： 符號(hào) 參數(shù) 結(jié)果 單位 Vio 輸入輸出電壓差 40 V Vref 參考電壓 V Io(max) 輸出電流 A Top 操作溫度 0～ 125 ℃ Tstg 存儲(chǔ)器溫度 60～ 150 ℃ 780 781 7912 為 三端 固定輸出穩(wěn)壓器 。 12V為 MAX53 LM324 供電 。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 14 電源 輸出電壓 ～ 37V 可調(diào)， 穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路 、保護(hù)電路 和穩(wěn)壓電路組成 。 b)整流和濾波電路 : 采用全波整流。 在 壓控電流源模塊中用到兩個(gè)運(yùn)算放大器，我們選用 LM324，既節(jié)省了板子空間，剩余的 兩個(gè)運(yùn)算放大器 又 為以后的功能擴(kuò)展留有余地。壓控電流源模塊主要由 反向放大單元、 給定與比較放大單元、 濾波電路、 功率放大單元和電流反饋單元組成。 當(dāng)反饋電阻趨于無窮大時(shí) (即開環(huán)狀態(tài) ),理論上認(rèn)為運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大 (實(shí)際上是很大 ,LM324 運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為 100dB，既 10萬倍 )。 e)電流反饋單元 ：對(duì)串聯(lián) 在負(fù)載回路的 R12 兩端電壓進(jìn)行取樣， 采樣電阻 R12 上輸出電流與采樣電阻存在近似線性關(guān)系，因此可以從檢測(cè)電阻 R12 上電壓的大小來直接增減反饋深度 。 ② 測(cè)量電壓 量程： 100mV、 1V、 10V、 100V 或 1000V（ 750Vac）。 表 二 測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 電流設(shè)定值 Ip/mA 電流實(shí)際值 Io/mA 單片機(jī)顯示 Is/mA 紋波電壓 Vw/mV 注：用低頻交流毫伏表測(cè)采樣電阻兩端的電壓，用公式：紋波電流（ Iw） = 紋波電壓 (Uw)/采樣電阻（ 2歐）。 歷時(shí)幾個(gè)月的設(shè)計(jì)的過程中，從查閱資料到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的程序流程圖，從原理圖到印制板的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的硬件 /軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試，到系統(tǒng)的最后焊接 和功能樣機(jī)的安裝 ，在每一步 中我都學(xué)到了許多以往在書本上無法學(xué)到的知識(shí)， 一個(gè)完整的系統(tǒng)開發(fā)與我們平時(shí)做過的實(shí)驗(yàn)有著很大的不同，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)只是單一地實(shí)現(xiàn)某一種功能或兩種，而一個(gè)完整的系統(tǒng)開發(fā)則需要多方考慮各種因素實(shí)現(xiàn)眾多功能。同時(shí)我們還與同在微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)室做畢業(yè)設(shè)計(jì)的其他小組的同學(xué)互相交流意見，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。 第 1～ 3周 ： 介紹課題 ,查閱有關(guān)資料 ,熟悉單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及開發(fā)設(shè)備 。下文為附加文檔，如不需要，下載后可以編輯刪除，謝謝！ 施工組織設(shè)計(jì) 本施工組織設(shè)計(jì)是本著“一流的質(zhì)量、一流的工期、科學(xué)管理”來進(jìn)行編制的。 以絕對(duì)標(biāo)高 m 為準(zhǔn)，總長(zhǎng) 27樓 ； 30樓 m。本工程窗均采用塑鋼單框雙玻窗，開啟窗均加紗扇。 本工程設(shè)計(jì)照明電源采用 BV－ 銅芯線，插座電源等采用BV－ 4 銅芯線；除客廳為吸頂燈外，其余均采用座燈。 三、 施工準(zhǔn)備 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 現(xiàn)場(chǎng)道路 本工程北靠北京西路，南臨規(guī)劃道路，交通較為方便。具體配電箱位置詳見總施工平面圖。 C、根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)中進(jìn)度控制測(cè)量工作進(jìn)度，明確對(duì)工程服務(wù)，對(duì)工程進(jìn)度負(fù)責(zé)的工作目的。 B、在墊層上進(jìn)行基礎(chǔ)定位放線前，以建 筑物平面控制線為準(zhǔn)，校測(cè)建筑物軸線控制樁無誤后，再用經(jīng)緯儀以正倒鏡挑直法直接投測(cè)各軸線。 人工開挖時(shí)，由技術(shù)員抄平好水平控制小木樁，用方鏟鏟平。 C、砌筑采用滿鋪滿擠“三一砌筑法“，要求灰漿飽滿，安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 灰縫 8－ 12mm。 E、隔墻與墻不同時(shí)砌筑又不留成斜槎時(shí)可于墻中引出陽(yáng)槎或在墻的灰縫中預(yù)埋拉結(jié)筋，每道不 少于 2 根。機(jī)械挖土 ,先發(fā)出信號(hào)，挖土的時(shí)候，挖掘機(jī)操作范圍內(nèi)，不許進(jìn)行其他工作，裝土的時(shí)候，任何人都不能停留在裝土車上。 ⑷ 結(jié)構(gòu)施工測(cè)量 A、首層放線驗(yàn)收后，主控軸一引至外墻立面上，作為以上務(wù)層主軸線豎身高以測(cè)的基準(zhǔn)。根據(jù)主軸線設(shè)置兩條次軸線即 27樓：（ H）軸安徽建筑工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 線和（ 27）軸線； 30樓：（ H）軸線和（ 27）軸線。樓層用水采用鋼管焊接給水管，每層留一出水口；給水管不置蓄水池內(nèi)，由