【導讀】模（D/A）轉換模塊、恒流源模塊、模數(shù)（A/D）轉換模塊、顯示模塊。單片機AT89S52為核心，通過鍵盤預置電流值，單片機輸出相應的數(shù)字信號給D/A轉換器，D/A轉換器輸出的模擬信號送到運算放大器，通過恒流源控制主電路電流大小。將反饋信號與預置值比較，根據(jù)兩者間的差值調整輸出信號大小。屏與8255連接設計成10進制8位數(shù)碼動態(tài)顯示電路。鍵盤模塊采用常見4×4矩陣鍵盤，此外，本設計可實現(xiàn)輸出電流100～1000mA且有步進調整功能。

　　

【正文】 4S W P B 5 S W P B 6 S W P B 7 S W P B 8S W P B 9 S W P B 1 0 S W P B 1 1 S W P B 1 2S W P B 1 3 S W P B 1 4 S W P B 1 5 S W P B 1 6P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07 圖 39 鍵盤模塊電路圖 3． 5 恒流源模塊的設計 （ 1）方案一：采用開關電源的恒流源 采用開關電源的恒流源電路如圖 310 所示。當電源電壓降低或負載電阻 Rl 降低時，采樣電阻 RS 上的電壓也將減少，則 SG3524 的 1 13 管腳輸出方波的占空比增大，從而BG1 導通時間變長，使電壓 U0 回升到原來的穩(wěn)定值。 BG1 關斷后，儲能元件 L E EE4 保證負載上的電壓不變。當輸入電源電壓增 大或負載電阻值增大引起 U0 增大時，原理與前類似，電路通過反饋系統(tǒng)使 U0 下降到原來的穩(wěn)定值，從而達到穩(wěn)定負載電流 Il 的目的。 優(yōu)點：開關電源的功率器件工作在開關狀態(tài)，功率損耗小，效率高。與之相配套的散熱器體積大大減小，同時脈沖變壓器體積比工頻變壓器小了很多。因此采用開關電源的恒流源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點。 缺點：開關電源的控制電路結構復雜，輸出紋波較大，在有限的時間內實現(xiàn)比較困難。 （ 2）方案二： 采用集成穩(wěn)壓器構成的開關恒流源 系統(tǒng)電路構成如圖 311 所示。 MC7805 為三端固定式集成穩(wěn)壓器，調節(jié) wR ，可以改變電流的大小，其輸出電流為： qwoutL IRUI ?? )/( ，式中 qI 為 MC7805 的靜態(tài)電流，小于 10mA。當 wR 較小即輸出電流較大時，可以忽略 qI ，當負載電阻 LR 變化時， MC7805 改變自身壓差來維持負載通過的電流不變。 優(yōu)點：該方案結構簡單，可靠性高 。 缺點：無法實現(xiàn)數(shù)控。 20 （ 3)方案三：采用三極管構成恒流源 此恒流源電路由三極管、高精度運算放大器、采樣電阻等組成，其電路原理圖如圖 312所示。利用功率晶體管的恒流特性，再加上電流反饋電路，使得該電路的精度很高。 該電流源電路可以結合單片機構成數(shù)控電流源。通過鍵盤預置電流值，單片機輸出相 圖 310 開關電源的恒流源電路圖 圖 311 集成穩(wěn)壓器構成的開關恒流源 應的數(shù)字信號給 D/A 轉換器， D/A 轉換器輸出的模擬信號送到運算放大器，控制主電路電流大小。實際輸出的電流再通過采樣電阻采樣變成電壓信號， A/D 轉換后將信號反饋到單片機中。單片機將反饋信號與預置值比較，根據(jù)兩者間的差值調整輸出信號大小。這樣就形成了反饋調節(jié)，提高輸出電流的精度。 根據(jù)以上此恒流源的介紹及其優(yōu)點，所以本次設計采用方案三。 21 50%R V 11kR 2 31 0 k56784U 9 : BL M 3 5 8R 2 51 0 k+ 1 2 V + 3 7 VD1L E D Y E L L O W567411U 3 : BL M 3 2 4R15kR210Q1T I P 1 2 2 圖 312 三極管構成恒流源圖 3． 6 穩(wěn)壓電源電路 在本設計中 ,恒流驅動部分需177。 12V 供電 ，單片機和 A/D、 D/A 控制電路部分需 5V 供電，采用三端穩(wěn)壓器 780 781 7912 構成一穩(wěn)壓電源，由于 78 及 79 系列穩(wěn)壓器最大輸出電流有 ，而題目要求輸出電流范圍是 100mA～ 1000mA,滿足了題目要求。電路如圖 313控制電路供電電源，圖 314 驅動電路供電電源。 VCCI VV C CB R 12W 0 0 5 GC633 0 0C733 0 0C810 4C910 4VI1VO3GND2U678 0 5C 1 010 0p FC 1 110 4p FD5LE DR547 0D6D I O D EV C C 圖 313 控制電路供電電源 22 R147 0R247 0VI1VO3GND2U478 1 2VI2VO3GND1U579 1 2D2LE DD3LE DC110 0C210 0C410 4C510 4D4D I O D E 圖 314 驅動電路 供電電源 23 4 軟件設計 4． 1 編程語言描述 C 語言已成為當前舉世公認的高效簡潔，又貼近硬件的編程語言之一，將 C 語言向單片機上的移植，始于 20 世紀 80 年代的中后期，經(jīng) 過十幾年的努力， C 語言終于成為專業(yè)化的單片機實用高級語言，人們通常把開發(fā) MCS51 使用的 C 語言簡稱 C51。采用 C51 編寫的應用程序結構清楚、模塊化程度高、可讀性強，并容易移植。應用 C51 進行軟件開發(fā)，用戶可以不必具體考慮寄存器、存儲器的分配等工作，而把這部分工作交給編譯、連接軟件，用戶只需了解 MCS51 的存儲器結構，甚至不必去了解 51 的指令系統(tǒng)。 C51 開發(fā)環(huán)境一般都提供了數(shù)學計算等子程序，為程序開發(fā)帶來方便。雖然采用 C51 編程形成的源代碼比不上有經(jīng)驗人員編寫的匯編語言精煉，但對于相對復雜的系統(tǒng)開發(fā)或復雜 運算，還是比用匯編語言容易得多，且易于移植及有利于系統(tǒng)的維護和升級。在實時要求較高的場合，可采用 C51 匯編混合編程。 本設計我們采用的是 C51，其編譯器是 Keil C51，它是德國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 Keil C51 軟件提供了豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具。 C51 語言編程方法是： uvision4(Keil C51 基于 Windows 下的開發(fā)環(huán)境 )，創(chuàng)建一個項目文件，并從器件數(shù)據(jù)庫里選擇一款 CPU 芯片； ，在 PC 上用文本編輯 軟件編寫 C 語言源程序；利用 C51 編譯工具軟件對源程序進行編譯，生成目標文件(.obj 文件 )；利用 C51 連接工具對目標程序進行連接定位，生成絕對程序，即可以裝載到開發(fā)裝置仿真運行。在某些情況下，也可以將絕對程序轉化為十六進制代碼程序 (.hex 文件 )。 4． 2 主程序流程圖 這次的設計用到很多程序包括：主程序，延時程序，電流顯示程序，鍵盤處理程序和D/A 轉換程序。方便設計需要可先總括出整個程序的流程圖，然后在逐步完善各個流程圖。本文主要介紹整體流程圖，子程序流程圖從略。 整個程序的的流程圖 41 所示。 4． 3 鍵盤 處理程序 本系統(tǒng)采用 查詢掃描 來實現(xiàn)實時，使程序及時響應按鍵請求而無需顧慮其它程序模塊運行情況。然后判斷設定鍵、校準鍵是否按下， 在檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個延時程序 24 后，再確認該鍵電平是否保持閉合狀態(tài)電平。若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認該鍵處于閉合狀態(tài)，從而消除了抖動影響。 根據(jù)設定值、校正等參數(shù)計算對應輸出的數(shù)字量，再進行閉環(huán)反饋調整。 如圖 42 所示。 圖 41 主程序流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 開中斷 掃描鍵盤 有鍵按下 設置處理 步進 +處理步進 +處理理 確認處理 數(shù)字處理 調用顯示中斷子程序 步進 處理步進 + 處理理 N Y 25 圖 42 鍵盤中斷子程序流程圖 4． 4 顯示處理程序 本系統(tǒng)采用定時中斷 0 來實現(xiàn)逐位動態(tài)顯示，每位顯示間隔固定為 2ms，使 LED 輸出非常穩(wěn)定，無法考慮定時刷新顯示，使得該顯示子程序簡單靈活，適用性廣。 如圖 43鍵盤中斷 中斷返回 保護現(xiàn)場 消抖延時 求取鍵號 恢復現(xiàn)場 有鍵按下 N Y 26 所示。 圖 43 顯示中斷子程序流程圖 顯示中斷 送顯 示 保護現(xiàn)場 清空顯示指針 顯示暫存指針加 1 恢復現(xiàn)場 顯示完八位 N Y 中斷返回 27 結 論 大學三年時間馬上就要結束了，總結三年所學到的知識，雖然不是很多，但對我以后的學習、工作有很重要的作用。三年來，老師們的諄諄教誨，同學們的熱情幫助，使我受益匪淺，我在此表示衷心的感謝。 我在這一次 LED 照明恒流驅動電源的畢業(yè)設計過程中，很是受益匪淺。通過對自己在大 學三年時間里所學的數(shù)字電路，模擬電路，單片機， C 語言對單片機編程等知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學知識的理解和對畢業(yè)設計的思考及書面表達能力，最終完成了設計。這為自己今后進一步深化學習，積累了一定寶貴的經(jīng)驗。 撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學習過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎知識，對其進行設計，分析和解決一個理論問題或實際問題，把知識轉化為能力的實際訓練。培養(yǎng)了我運用所學知識解決實際問題的能力。通過這次畢業(yè)設計加深我對單片機的了解，對數(shù)字模擬電路的掌握，同時學會了一個非常有用的仿真軟件 Proteus，最主要還加強了 我的軟硬件設計能力。 我們的學習不但要立足于書本，以解決理論和實際教學中的實際問題為目的，還要以實踐相結合，理論問題即實踐課題，解決問題即課程研究，學生自己就是一個專家，通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻。學習就應該采取理論與實踐結合的方式，理論的問題，也就是實踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實踐，解決實際問題，加強我們的動手能力和解決問題的能力。 撰寫論文時，也讓自己認識到做每件事都應認真對待，要規(guī)范、嚴謹。 28 致 謝 在論文完成之際，我要 感謝我尊敬的 李老師。在畢 業(yè)設計完成的整個過程中，老師給我指明課題方向，指導我抓住問題的關鍵，老師對我們言傳身教、關心備至，正是他孜孜不倦和細致入微的教誨激勵著我完成了本次論文的研究工作。 李老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的科研知識、孜孜不倦的探索精神和樂觀豁達的人生態(tài)度將激勵我在未來的學習、工作和生活中不斷進步。在此次畢業(yè)設計過程中我也學到了許多了關于單片機方面的知識，使得應用技術能力有了很大的提高。 在論文撰寫期間，我還要感謝許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗和知識的老師及朋友 同學， 為我論文的完成提出了許多寶貴建議，在此表示最深的謝意，感謝他們同 我一起走完這段時間，為我今后的人生留下了一個個開心的，值得懷念的回憶。 最后，謹向三年來所有關心、支持和幫助過我的老師、同學表示誠摯的感謝。 29 參考文獻 [1] 趙 亮，侯國銳 .單片機 C語言編程與實例 [M].北京 :人民郵電出版社 ,2021 [2] 曲學基 ,王增福 ,曲敬鎧 .穩(wěn)定電源實用電路選編 .[M]北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 [3] 黃智亮 .全國大學生電子設計競賽訓練教程 .[M]北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 [4] 張毅剛 ,劉杰 .MCS51單片機原理及應用 .[M]哈爾濱 :哈爾濱 工業(yè)大學出版社 ,2021 [5] 那文鵬 ,王昊 .通用集成電路的選擇與使用 .[M]北京 :人民郵電出版社 ,2021 30 題目 專業(yè) 電氣自動化技術 班級 電自 091 班 姓名 都應軍 指導教師評語：（ 根據(jù)完成“畢業(yè)設計（論文）任務書”規(guī)定工作的情況：創(chuàng)新性評價、寫作的規(guī)范化程度、存在的問題、是否可以提交答辯等。 ） 指導教師（簽名） 答辯委員會（小組）評 語： （根據(jù)學生答辯回答問題時知識面掌握、邏輯思維努能力、口頭表達能力、回答問題的正確性等綜合填寫） 答辯委員會（小組）負責人（簽名） 年 月 日 年 月 日