【文章內(nèi)容簡介】 裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如附圖所示。 第二章 方案與設(shè)計基礎(chǔ)知識 　　從正面看①②③引腳從左向右按順序標(biāo)注，接入電路時①腳電壓高于②腳，③腳為輸出位。如對于78**正壓系列，①腳高電位，②腳接地，；對與79**負(fù)壓系列，①腳接地，②腳接負(fù)電壓，輸出都是③腳?！?8**系列的穩(wěn)壓集成塊的極限輸入電壓是36V，最低輸入電壓為輸出電壓的34V以上。 數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832芯片 DAC0832簡介DAC0832DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成?！. 分辨率為8位；　B. 電流穩(wěn)定時間1us；　C. 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；　D. 只需在滿量程下調(diào)整其線性度；　E. 單一電源供電（+5V～+15V）；　F. 低功耗，20mW。 第二章 方案與設(shè)計基礎(chǔ)知識 引腳說明　　* D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)；　　* ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；　　* CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； 第二章 方案與設(shè)計基礎(chǔ)知識 　　* WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存；　　* XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；　　* WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換?！　? IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化；　　* IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；　　* Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；　　* Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；　　* VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為10V～+10V；　　* AGND：模擬信號地，摸擬信號和基準(zhǔn)電源的參考地* DGND：數(shù)字信號地，兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好 運(yùn)算放大器LM324芯片LM324系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi（）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖。 第二章 方案與設(shè)計基礎(chǔ)知識 達(dá)林頓管TIP122 特性 晶體管類型:功率達(dá)林頓電壓, Vceo:100V功耗, Pd:65W集電極直流電流:5A直流電流增益 hFE:1000封裝類型:TO220針腳數(shù):3功耗:65W溫度:25176。C 引腳說明 第二章 方案與設(shè)計基礎(chǔ)知識 第1腳：B，基極第2腳：C,集電極第3腳：E，發(fā)射極 第三章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn) 第三章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)總體設(shè)計方案主要由微控制模塊、恒流控制模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、電源模塊五部分構(gòu)成。 系統(tǒng)模塊電路設(shè)計 單片機(jī)控制模塊單片機(jī)部分即為MCU模塊，整個控制都是依靠單片機(jī)完成，負(fù)責(zé)控制與協(xié)調(diào)其他各個模塊工作，并進(jìn)行數(shù)字信號處理。在整個數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)中，主控器是系統(tǒng)的控制中心，其工作效率的高低關(guān)系到系統(tǒng)效率的高低以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而51系列單片機(jī)具有成本低，穩(wěn)定性好，切運(yùn)行速度基本能滿足該系統(tǒng)的要求。從功能和價位以及本課題要求來看，選擇51系列的STC89C51作為本方案的控制核心。P1口接液晶顯示器LCD1602作為輸出數(shù)據(jù)顯示傳輸口，,；P2口接DAC0832作為輸出數(shù)據(jù)傳輸 第三章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn) 口；,；XTAL1(19腳)XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHZ晶振。RST (9腳)為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。 第三章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn) 恒流控制模塊（電壓電流轉(zhuǎn)換模塊）在本數(shù)控直流恒流源中，采用了運(yùn)算放大器加達(dá)林頓管組成的恒流源電路，運(yùn)算放大器采用LM324，達(dá)林頓管采用TIP122，同時利用D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832作為電壓輸入控制。因而本電壓電流轉(zhuǎn)換模塊主要由穩(wěn)壓控制模塊和恒流源模塊組成。穩(wěn)壓控制模塊設(shè)計主要是用DAC0832輸出的參考電壓去控制LM324輸出大小變化，其中數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832的基準(zhǔn)電壓Vref來自三端穩(wěn)壓集成電路7805的輸出端口?？刂破鱏TC89C51的P2口與DAC0832的數(shù)據(jù)口直接相連，DAC0832的/CS,/WR1,/WR2和/XREF接地，8腳接參考電壓，電路如圖所示：DAC0832的輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓的公式為：Vout=（bn1*2n1+bn2*2n2+……+b*2+b0*20）BVref／2n恒流源模塊是由達(dá)林頓管TIP12取樣電阻以及負(fù)載組成，如圖所示：R2是負(fù)載電阻，R3是取樣電阻，采用大功率精密電阻，阻值為5歐姆，故此采樣電阻的功率可以由P=I2*R算出。根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短和虛斷的電路特性以及電路的分析可得出，運(yùn)算放大器的兩輸入口電壓相等，均等于Vout。所以輸出的負(fù)載電流I=IC=IE=V0/R3=Vout/R3=BVref／2nR3=B／28=B/256 經(jīng)過調(diào)節(jié)，該電壓電流轉(zhuǎn)換模塊的輸出電流分辨率為1A/256==4mA，也就是說DAC輸入數(shù)據(jù)端每增加1，電流步進(jìn)增加4mA。將恒壓控制模塊和恒流源模塊合并組成整體的恒流控制模塊如下圖所示： 第三章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn) 顯示模塊顯示的方式有很多，主要分為兩類：LED顯示和LCD顯示。前者顯示亮度高，制作成本低，適合做遠(yuǎn)距離顯示，但是其耗電量大，所用的端口隨顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)增加而增加。如果采用動態(tài)掃描方式顯示，則需占用處理器的時間，若是采用靜態(tài)顯示則需要增加鎖存器，耗費(fèi)硬件制作的時間。而LCD顯示更為清晰、直觀，不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及文字，并且不會占用太多的系統(tǒng)I/O資源。并且考慮到自身未用過液晶顯示器LCD1602，故采用LCD顯示。LCD最常用的就是1602液晶模塊，LCD1602可以在LCD顯示屏上完整顯示32個英文字符和日文等一些字符，可清晰顯示出電流和電壓單位。在設(shè)計過程中通過單片機(jī)編程控制第4腳RS（數(shù)據(jù)/命令選擇端），第5腳R/W（讀寫選擇端），第6腳E（使能端），從而實(shí)現(xiàn)顯示效果。其顯示運(yùn)行原理如下：寫指令： RS=L,RW=L,D0～D7=指令碼，E=H→L 第三章 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及硬件實(shí)現(xiàn) 寫數(shù)據(jù)： RS=H,RW=L,D0～D7=數(shù)據(jù)，E=H→L寫操作的時序如下圖所示：讀忙狀態(tài)： RS=L,RW=H, E=H→L讀數(shù)據(jù)： RL=H,RW=H, E=H→L讀操作的時序如下圖所示：整個顯示模塊電路原理如下圖所示：