【正文】 過(guò)程中，我是采用模塊的設(shè)計(jì)方法，一個(gè)一個(gè)實(shí)現(xiàn)功能，可以說(shuō)如果完成了一個(gè)任務(wù)的程序框圖，就是完成了整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)的百分之三十左右，在本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我都是采用這種思想進(jìn)行數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì)的。因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程，讓我能夠很輕易的就抓住了主要的設(shè)計(jì)核心。主控制流程圖如圖14所示。圖14 主控制流程圖 按鍵操作流程圖在本次程序設(shè)計(jì)中對(duì)于鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)，我專門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)鍵盤(pán)掃描子程序，它所完成的功能是，首先對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行處理，給每一個(gè)鍵都設(shè)置了一個(gè)鍵碼，那么只要判斷鍵盤(pán)的鍵碼就可以知道是否有鍵按下，如若有鍵按下也可以判斷是哪一個(gè)鍵按下了。這次設(shè)計(jì)中，鍵盤(pán)掃描子程序的代號(hào)為KEY，其鍵盤(pán)掃描程序設(shè)計(jì)的流程框圖如圖15所示。圖15 按鍵掃描子程序流程圖 D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換流程圖本設(shè)計(jì)主要是用到LTC1456進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，用到TLC2543進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換的流程圖如圖16所示。 圖16 D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換流程圖 數(shù)制轉(zhuǎn)換流程圖由于使用的十進(jìn)制數(shù)，而在做除法的時(shí)候，要進(jìn)行數(shù)制的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換的流程圖如圖17所示。圖17 數(shù)制轉(zhuǎn)換流程圖 LCD顯示流程圖由于本設(shè)計(jì)的顯示比較簡(jiǎn)單，因此我所用到的是LCD顯示，其LCD顯示的流程圖如圖18所示。 圖18 LCD顯示子程序流程圖 程序清單所設(shè)計(jì)的程序清單見(jiàn)附錄。5 仿真測(cè)試及結(jié)果 設(shè)計(jì)結(jié)論及使用方法本次通過(guò)對(duì)數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì)，了解了利用單片機(jī)處理之后，進(jìn)行數(shù)控直流電流源的顯示。本次設(shè)計(jì)比較成功，在按鍵操作中能夠按照預(yù)先給定的功能進(jìn)行操縱。打開(kāi)Proteus軟件，打開(kāi)設(shè)計(jì)的電路文件，然后輸入通過(guò)KEIL軟件編好的程序，點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕即可以進(jìn)行測(cè)試。具體操作說(shuō)明：按了復(fù)位鍵之后，液晶顯示屏上也能顯示“S0200mA。按下RESET/ON鍵顯示四項(xiàng)值，包括電源設(shè)定值、電流AD測(cè)量值、負(fù)載電壓值、負(fù)載阻值。電流設(shè)定初始值為200mA?？梢园?，鍵實(shí)現(xiàn)步進(jìn)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。要設(shè)置電流直接按數(shù)字鍵無(wú)效。此時(shí)需按SET鍵進(jìn)入電流設(shè)置，之后屏幕顯示 “Are you sure to set?”,按下OK鍵即可設(shè)定，如果不需要設(shè)定，按RESET/ON返回。在設(shè)定電流的過(guò)程中，需要有效按四次數(shù)字鍵，如果在設(shè)置的過(guò)程中想放棄修改，按下RESET/ON鍵，如果需要修改已經(jīng)按下的數(shù)值，可以按DEL鍵，光標(biāo)返回到上一個(gè)數(shù)，重新按某一個(gè)數(shù)字鍵即完成修改。設(shè)置完成后屏幕顯示相應(yīng)值。操作顯示界面如圖19所示。如果設(shè)定的電流值不在200mA～2000mA內(nèi)屏幕顯示 “ERROR! RESET”。圖19 仿真顯示器顯示界面圖 仿真結(jié)果 輸出電流范圍仿真由于在程序設(shè)計(jì)上限制了電流輸出范圍是20～2000mA，限定了電壓值小于10V,當(dāng)給定值在量程內(nèi)時(shí)顯示“OK!”；當(dāng)給定值超過(guò)量程時(shí)將顯示“ERROR! RESET!”，如下圖20所示。圖20 仿真報(bào)錯(cuò)顯示界面圖若需要設(shè)定輸出電流值，當(dāng)按下SET鍵時(shí)，出現(xiàn)如圖21所示界面，顯示器顯示“Are you sure to set?”，此時(shí)按下OK鍵，出現(xiàn)如圖22所示界面，這是可自由輸入一個(gè)4位數(shù)，若滿足200~2000mA，則顯示各種數(shù)據(jù)，若不滿足200~2000mA，則顯示器出現(xiàn)“ERROR!RESET!”報(bào)警畫(huà)面。若發(fā)現(xiàn)輸入數(shù)字超出電流允許范圍，可以按SET鍵再次輸入數(shù)值。圖21 輸出電流值確認(rèn)SET顯示界面圖圖22 輸出電流值SET顯示界面圖 步進(jìn)調(diào)整仿真在量程范圍內(nèi)，通過(guò)“＋”、“－”按鈕可實(shí)現(xiàn)1mA步進(jìn)，通過(guò)顯示器可觀察到效果。通過(guò)鍵盤(pán)DEL鍵可以修改上一步輸錯(cuò)的數(shù)字。如圖23所示。圖23 修改設(shè)定的輸出電流值界面圖 輸出電流仿真，根據(jù)顯示器顯示內(nèi)容可知，設(shè)定輸出電流值為200mA，實(shí)測(cè)電流值為201mA，，都滿足設(shè)計(jì)要求。然后，通過(guò)改變?cè)O(shè)定輸出電流值進(jìn)行仿真，記錄的仿真數(shù)據(jù)如表5所示。圖24 表5 負(fù)載RL=給定值(mA)200300400500800100015001980電流AD測(cè)值（mA）201301401501800100015001980誤差絕對(duì)值11110010負(fù)載電壓(V)負(fù)載阻值(Ω)運(yùn)用同樣的仿真步驟，、記錄的仿真數(shù)據(jù)分別如表表7所示。表6 負(fù)載RL=給定值(mA)200300400500800100015001980電流AD測(cè)值（mA）201300401501800100015001980誤差絕對(duì)值10110000負(fù)載電壓(V)負(fù)載阻值(Ω)表7 負(fù)載RL=給定值(mA)200300400500800100015001980電流AD測(cè)值（mA）201301400501800100015001980誤差絕對(duì)值11010010負(fù)載電壓(V)負(fù)載阻值(Ω) 仿真軟件的介紹在仿真時(shí)用到了兩個(gè)軟件，第一個(gè)是Keil，第二個(gè)是Protues，本次仿真是將兩個(gè)軟件結(jié)合起來(lái)進(jìn)行的。Proteus 軟件所提供了30多個(gè)元件庫(kù)，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。對(duì)于一個(gè)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)室， 測(cè)試的儀器儀表的數(shù)量、 類型和質(zhì)量， 是衡量實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。在Proteus軟件包中，不存在同類儀表使用數(shù)量的問(wèn)題。Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似但功能更多。Proteus ISIS是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤(pán)和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。單片機(jī)電路的模擬調(diào)試選中單片機(jī)AT89S52，左鍵點(diǎn)擊AT89S52，在出現(xiàn)的對(duì)話框里點(diǎn)擊Program File按鈕，找到剛才編譯得到的HEX文件，然后點(diǎn)擊“OK”按鈕就可以模擬了。點(diǎn)擊模擬調(diào)試按鈕的運(yùn)行按鈕 ，進(jìn)人調(diào)試狀態(tài)。我們還可以單步模擬調(diào)試，點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)人單步調(diào)試狀態(tài)， 在單步模擬調(diào)試狀態(tài)下，點(diǎn)擊菜單欄的“Debug”，點(diǎn)擊Simulation Log會(huì)出現(xiàn)和模擬調(diào)試有關(guān)的信息?？傊?，利用此兩軟件的有效結(jié)合使得數(shù)控直流電流源能夠在模擬的環(huán)境下進(jìn)行。因此，可以讓我在制作實(shí)物時(shí)，先進(jìn)行軟件的調(diào)試和模擬，使得制作實(shí)物時(shí)能夠更加有效的減少錯(cuò)誤。 誤差分析測(cè)量結(jié)果分析：步進(jìn)1mA時(shí)設(shè)定值與實(shí)測(cè)值在200~2000mA之間，誤差在5mA以下。步進(jìn)10mA時(shí)設(shè)定值與實(shí)測(cè)值在200~1000mA之間，誤差在5mA以下。在1000~2000mA之間時(shí)，誤差在10mA以下。在改變負(fù)載時(shí)，誤差在10mA以下。在改變輸出電壓時(shí)，誤差在10mA以下。綜上所述，系統(tǒng)仿真實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)滿足題目的基本要求，能滿足輸出電流與給定值偏差的絕對(duì)值≤給定值的1％+10 mA。說(shuō)明本電路有較高的精度和穩(wěn)定性。誤差分析：紋波對(duì)電流輸出的影響，采用屏蔽的方法，遠(yuǎn)離容易產(chǎn)生脈沖工作方式的器件，減少供電電源的紋波等，對(duì)于選擇低噪聲的運(yùn)放是解決問(wèn)題的一種方法。另外在輸出接近低頻直流時(shí)，運(yùn)放的失調(diào)電壓和失調(diào)電流也是產(chǎn)生低頻噪聲的源泉，在這里的解決方法是在運(yùn)放前加一級(jí)晶體管或者場(chǎng)效應(yīng)管的差分級(jí)。該數(shù)控直流電流源的誤差出現(xiàn)還有可能有幾個(gè)地方，第一個(gè)就是換擋電路的電壓基準(zhǔn)值是否十分標(biāo)準(zhǔn)，能夠按照所理想設(shè)定的電壓值輸出。采用高標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量電路，先將換擋電路的輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)化。第二個(gè)就是達(dá)林管的是否能夠按照理想的工作狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的工作，解決方法可以產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的PWM信號(hào)控制。具體如下分析：（1）、由于普通運(yùn)算放大器的運(yùn)放零點(diǎn)漂移，溫度漂移等帶來(lái)的誤差?？梢酝ㄟ^(guò)溫度補(bǔ)償措施來(lái)解決此誤差。（2）、由于采樣電阻在溫度上升時(shí)阻值會(huì)變化，因此會(huì)引起溫度漂移，給系統(tǒng)帶來(lái)測(cè)量的誤差。（3）、受D/A轉(zhuǎn)換器精度，A/D轉(zhuǎn)換器精度，基準(zhǔn)源穩(wěn)定程度等硬件本身的限制，不可避免地帶來(lái)一定程度的誤差。結(jié)束語(yǔ)在本次數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有許多感觸，首先對(duì)C語(yǔ)言，我覺(jué)得這是一門(mén)邏輯性很強(qiáng)的語(yǔ)言，但同時(shí)也是一門(mén)比較容易掌握的語(yǔ)言。這門(mén)語(yǔ)言和我們的實(shí)際聯(lián)系很機(jī)密，比如說(shuō)里面很多傳送指令，都是根據(jù)實(shí)際存在的硬件而存在的，還有你面的與或指令、乘法、除法指令，其實(shí)都是和我們從小就學(xué)的數(shù)學(xué)息息相關(guān)的。就C語(yǔ)言而言，對(duì)于同一種效果可以采用不同的指令完成，也可以采用相同的指令完成，但因?yàn)槟闼x用的方案不同使得所產(chǎn)生的效果也就有所不同，因此這也鍛煉了我們?cè)谒伎纪粋€(gè)問(wèn)題，如果能夠采用發(fā)散思維的話，往往會(huì)得到意想不到的結(jié)果。談完基本的工具之后，我要談的就是這次的主題，數(shù)控直流電流源可以說(shuō)是我們非常熟悉的東西，但是沒(méi)有學(xué)單片機(jī)這門(mén)功課時(shí)，誰(shuí)也不會(huì)想它是怎么工作的，又是怎么做成的。在我自己動(dòng)手完成了這次設(shè)計(jì)之后，我才發(fā)現(xiàn)其實(shí)在我們身邊有好多東西是要我們自己去研究的，如果只在原地踏步的話，就會(huì)落后，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，我們身邊的東西越來(lái)越高科技話，那么要我們學(xué)習(xí)的東西也就越來(lái)越多。我覺(jué)得在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多，不僅僅是對(duì)匯編語(yǔ)言有了自己的想法，更重要的是培養(yǎng)了一種用于面對(duì)問(wèn)題，解決問(wèn)題的精神，在我們以后走向社會(huì)的道路上還不知道會(huì)遇到多少問(wèn)題，如果有了這種精神的話，我相信無(wú)論多么困難的問(wèn)題，都會(huì)迎刃而解的。參考文獻(xiàn)［1］唐俊瞿，許雷，［Ｍ］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003 Tang Junju, permits the thunder, Zhang Qunzhan. 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