【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 ,如圖 所示： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì) 共 36 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ VIN1ADJ2VOUT3LM3172200uFC21334C2210uFC27104C24100R19D6 IN4001D8IN4001100uFC23IN4001x412~30VVRLR20 圖 負(fù)載電源 恒流源模塊 用“運(yùn)放 +大功率三極管”的結(jié)構(gòu)構(gòu)成恒流源 部分 。 功率三極管 選用 SS8050， 它是 應(yīng)用范圍 廣、中 小功率 NPN 型的三極管 ，特征頻率 ： 最小 150MH，集電極 最大允許電流 :（ A） ， 集電極 電壓： 40V。其性能滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)要求， 同時(shí)可以通過(guò)功率管的不同容量來(lái)滿(mǎn)足不同的應(yīng)用要求。 采用常用的大功率電阻作為采樣電阻，輸出電流波動(dòng)比較大， 而 康 錳 銅絲 （阻值隨溫度的變化較小） 是一種溫度特性佳的阻性元件，選 其作為取樣電阻，其兩端電壓正比于流過(guò)的電流，因此該電壓的反饋就是負(fù)載電流的反饋。 當(dāng) 功率三極管 工作于飽和區(qū)時(shí)，集電極電流 Ic 近似為電壓 VRL 控制的電流。即當(dāng) Uc 為常數(shù)時(shí)，滿(mǎn)足： Ic=A（ Vbc），只要 Vbc 不變， Ic就不變。在此電路中， R13為取樣電阻，采用康銅絲繞制（阻值隨溫度的變化較?。?，阻值為 歐。運(yùn)放采用 OP07 作為電壓 比較 器 ， (VDA)=(UIN)=(UIN+)=(VAD)， 功率三極管 Ic=Ie(基極 電流相對(duì)很小，可忽略不計(jì) ) 所以 Io=Ie= VAD/R13= VDA/R13。正因?yàn)?Io= VDA/R13，電路輸入電壓 VDA控制電流 Io，即 Io 不隨 RL 的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)壓控恒流。 其原理 ,如圖 所示： 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì) 共 36 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Q1ss8050R111k+12vRL1R131VDAVADC5104C412vC18104C17VRL20kR9OA11IN2IN+3V4NC5OUT6V+7OA28*1OP07 圖 恒流電路 單片機(jī)模塊 AT89C52 芯片介紹 單片機(jī)是大規(guī)模集成電路結(jié)束發(fā)展的產(chǎn)物，常見(jiàn)的單片機(jī)有 8051 系列的單片機(jī)、8096 系列的單片機(jī)、 PIC 系列、 AVR 系列、 SPCE061A 的凌陽(yáng)單片機(jī)。他將中央處理器 (CPU)、存儲(chǔ)器（ ROM/RAM） 、輸入輸出接口、定時(shí)器 /記數(shù)器等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一片芯片上，因此單片機(jī)被稱(chēng)為單片機(jī)微型計(jì)算機(jī) (Single Chip Microputer).單片機(jī)配上適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備和軟件，便可構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)的要求：只要能夠方便地?cái)U(kuò)展顯示器、鍵盤(pán)、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 D/A 轉(zhuǎn)換器等外設(shè)即可，其他并無(wú)特殊要求。故選擇常見(jiàn)的美國(guó) Inter 公司生產(chǎn)的 MCS51 系列單片機(jī)，它具有可高性高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低、和抗干擾能力強(qiáng)等 特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科研及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。而且本組同學(xué)也比較熟悉。 我們選擇的 ATMEL 公司 的 AT89C52 單片機(jī)，他 是 一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K ISP（在系統(tǒng)可編程 ） Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、 超有效的解決方案。 AT89C52 管腳 ,如圖 所示： AT89C52 具有如下特點(diǎn)： ? 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì) 共 36 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ? 32 個(gè)雙向 I/O 口 ? 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ? 全雙工 UART 串行中斷口線(xiàn) ? 2 個(gè)外部中斷源 ? 中斷喚醒省電模式 ? 看門(mén)狗（ WDT）電路 ? 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁(yè)編程 ? ? 時(shí)鐘頻率 033MHz ? 256 8bit 內(nèi)部 RAM ? 低功耗空閑和省電模式 ? 3 級(jí)加密位 ? 軟件設(shè)置空閑和省電功能 ? 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 ? 8k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次 )ISP Flash ROM AT89C52 主要引腳的主要功能： VCC： 接 +5V電源。 GND：接地 。 P101P112P123P134P145P156P167P178RESET9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17X218X119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30EA/VP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40u2 AT89C52 圖 AT89C52 引腳 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路雙向 I/O 口， 作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL邏輯電平。對(duì) P0 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0 口具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校長(zhǎng) 春 大 學(xué) 基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì) 共 36 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口 輸出 緩沖器能 驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作定時(shí)器 /記數(shù)器 2 的外部記數(shù)輸入 ()和定時(shí)器 /記數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入 (),具體如下表 1 所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 1 各端口引腳與復(fù)用功能表 引腳號(hào) 第二功能 T2(定時(shí)器 /記數(shù)器 T2 的外部記數(shù)輸入 )，時(shí)鐘輸入 T2EX(定時(shí)器 /記數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制 ) MOSI(在系統(tǒng)編程用 ) MISO(在系統(tǒng)編程用 ) SCK(在系統(tǒng)編程用 ) P2 口： P2 口 是一個(gè)具有 內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (例如 MOVX @DPTR)時(shí)， P2 口送出高八位地址 。在這種應(yīng)用中， P2 口 P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表 2 所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 表 2 各端口引腳與復(fù)用功能表 端口引腳 復(fù)用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0 （外部中斷 0） INT1 （外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì) 共 36 頁(yè) 第 9 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ T1（記時(shí)器 1 外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST： 復(fù)位輸入。 晶振工作 時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后， RST腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 ALE/ PROG ： 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時(shí)，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1”， ALE 操作將無(wú)效。這一位置 “ 1”，ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個(gè) ALE使能標(biāo)志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 PSEM ： 外部程序存儲(chǔ)器選通信 號(hào)。 當(dāng) AT89C52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEM 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEM 將不被激活。 EA /VPP： 訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。 為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 在 flash 編 程期間， EA 也接收 12 伏 VPP 電壓 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩