【正文】 LCD_RW=0。 //延時(shí) while(i)。 LCD_RW=0。sbit LCD_E =P0^4。 //11 主器件發(fā)送停止信號(hào) *p=c。 //7 發(fā)送從器件地址（此時(shí) R/W置 1） }while(i2c_ack())。 //3 從器件發(fā)送應(yīng)答信號(hào) //=1，表示無確認(rèn)，再次發(fā)送 i2c_send8bit(Address+i)。i2*n。 //8 從器件發(fā)送停止信號(hào) Data++。 //4 發(fā)送數(shù)據(jù)在從器件 24CXX內(nèi)的存儲(chǔ)地址 i2c_ack()。i++){ do{43 / 51 i2c_start()。 //按位或SCL = 0。a8。}return。SCL=1。i++){SDA=(bit)(champ。 return (ack)。 SCL = 1。Sdelay()。SCL=0。SCL=1。n0。sbit SDA=P0^0。40 / 51key1 = tab0[hang][lie]。case 0x0e:lie = 3。case 0x0b:lie = 1。}P3 = 0x0f。case 0xd0:hang = 2。0xf0){case 0x70:hang = 0。} 2．3 鍵盤掃描子程序char keyscan(void){ unsigned char hang,lie,key1。 //cs_187=1。if(dout_187)lbyte|=0x01。 //下降沿有效,開始讀數(shù)據(jù)lbyte=0。cs_187=0。}cs_531=1。else din_531=0。i0。大大提高了系統(tǒng)的精度，與理論計(jì)算吻合。32 / 51第七章 結(jié)束語在設(shè)計(jì)制作數(shù)控直流恒流源的過程中，我深切體會(huì)到，實(shí)踐是理論運(yùn)用的最好檢驗(yàn)。但相對(duì)于常規(guī)恒流源已經(jīng)有一定的優(yōu)勢(shì)。 (3) 改變負(fù)載電阻，輸出電壓在12V以內(nèi)變化，整機(jī)輸出功率20W左右。當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，輸出電流能達(dá)到 左右。形成恒流源。測(cè)試電壓采用數(shù)字表 VC9807 的 2V 檔和20V 檔。所以在電路中加入了濾波電容，大大改善了A/D采樣值的跳動(dòng)情況 [16]。采樣電路采樣輸出電壓值，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供給單片機(jī)與用戶設(shè)定的限壓值進(jìn)行比較，如果超過限壓值則啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，提醒用戶采取措施。 D/A 及 A/D 電路處理D/A是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量供給運(yùn)放進(jìn)行電壓放大去改變場(chǎng)效應(yīng)功率管基極電壓從而改變場(chǎng)效應(yīng)功率管的導(dǎo)通狀態(tài)。所以本設(shè)計(jì)利用4根康銅絲繞在一起制成1歐的采樣電阻。特點(diǎn)：具有較低的電阻溫度系數(shù)，較寬的使用溫度范圍（480 oC以下） ，加工性能良好。水泥電阻因?yàn)楣β时容^大，可以作為采樣電阻，但經(jīng)多次測(cè)量和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)知，水泥電阻阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化。 采樣電阻選擇恒流源大部分使用的是通過調(diào)整控制電壓來轉(zhuǎn)換為電流輸出，本系統(tǒng)也是用同樣的方法，通過控制采樣電阻兩端的電壓來轉(zhuǎn)換為恒定的電流，可見采樣電阻的阻值是決定著系統(tǒng)能否達(dá)到一定精度的關(guān)鍵。其次，散熱系統(tǒng)也是本設(shè)計(jì)要考慮在內(nèi)的問題之一，因?yàn)橥ㄟ^、恒流電路還有采樣電路都會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不及時(shí)給予散熱，因?yàn)槠骷臒崽匦援a(chǎn)生漂移從而產(chǎn)生誤差。12864液晶顯示模塊的讀寫時(shí)序如下圖4圖45所示。但如果工作在并行工作方式時(shí)就會(huì)占用單片機(jī)11個(gè)通用I/O口，如果在通用I/O口比較缺乏時(shí)就無法使用些接法。調(diào)用按鍵檢測(cè)，先檢測(cè)行4位的電平就可以判斷是哪一行有鍵按下，接下來繼續(xù)檢測(cè)列4位的電平也可以判斷是哪一列有鍵按下，結(jié)合行列電平并調(diào)用二維數(shù)組就可以判斷是哪一個(gè)鍵按下。發(fā)完脈沖后應(yīng)將CS置為高電平。MAX187工作時(shí)序圖如下 圖43 ：22 / 51圖43 MAX187 時(shí)序圖A/D轉(zhuǎn)換的工作過程是: 當(dāng)CS為低電平時(shí), 在下降沿MAX187 的T/H 電路進(jìn)入保持狀態(tài), 并開始轉(zhuǎn)換, 后DOUT 輸出為高電平作為轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志。 由于有十二位數(shù)據(jù),所以輸入這些數(shù)據(jù)至少需要十二個(gè)時(shí)鐘上升沿。 主程序結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件編程總設(shè)計(jì)框圖如下圖 41 所示：20 / 51初始化讀標(biāo)示符顯示“電流設(shè)定” 顯示“限壓設(shè)定”讀數(shù)據(jù)開始實(shí)行D/A 子程序A/D 子程序空載/ 限壓 報(bào)警取鍵值讀標(biāo)示符調(diào)用電流設(shè)定子程序調(diào)用電流設(shè)定子程序調(diào)用電流設(shè)定子程序調(diào)用限壓設(shè)定子程序調(diào)用限壓設(shè)定子程序調(diào)用限壓設(shè)定子程序是設(shè)置 是設(shè)置是“+ ”鍵是“+ ”鍵是“”鍵 是“”鍵N NN NN NYYYYYY電流設(shè)置標(biāo)示電流設(shè)置標(biāo)示限壓設(shè)置標(biāo)示限壓設(shè)置標(biāo)示YN圖 41 主程序流程圖21 / 51 各模塊子程序設(shè)計(jì)原理 MAX531 工作原理MAX531 D/A 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入是串行輸入,所以在編程上比其它并行輸入的D/A 芯片要復(fù)雜一些. 下面 圖 42是D/A 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸入的時(shí)序圖.圖 42 MAX531 時(shí)序圖　輸入數(shù)據(jù)之前必須把CLR 清除端口置1 ，然后才能輸入數(shù)據(jù)。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。當(dāng)讀取的字節(jié)超過2407計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。連續(xù)讀連續(xù)讀操作可通過立即讀或選擇性讀操作啟動(dòng)。24C16接收到從器件地址信號(hào)后（R/W 位置1 ），它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送一個(gè)8 位字節(jié)數(shù)據(jù)。讀操作對(duì)24C16讀操作的初始化方式和寫操作時(shí)一樣，僅把R/W 位置為1，有三種不同的讀操作方式：立即地址讀、選擇讀和連續(xù)讀。如果AT24C16 正在進(jìn)行內(nèi)部寫操作，不會(huì)發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。接收到16字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號(hào)后，AT24C16啟動(dòng)內(nèi)部寫周期將數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)區(qū)。頁寫操作的啟動(dòng)和字節(jié)寫一樣，不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號(hào)。當(dāng)AT24C16 工作于讀模式時(shí)，在發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)后釋放SDA 線并監(jiān)視一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，一旦接收到應(yīng)答信號(hào)，AT24C16 繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如主器件沒有發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，器件停止傳送數(shù)據(jù)且等待一個(gè)停止信號(hào)。停止信號(hào)時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為I 2C總線的停止信號(hào)。I2C總線協(xié)議I2C總線協(xié)議定義如下：（1）只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送。特性：◎ 與 400KHz I2C 總線兼容◎ 到 伏工作電壓范圍◎ 低功耗 CMOS 技術(shù)◎ 寫保護(hù)功能當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)◎ 頁寫緩沖器◎ 自定時(shí)擦寫周期◎ 1,000,000 編程/擦除周期◎ 可保存數(shù)據(jù) 100 年◎ 8 腳 DIP SOIC 或 TSSOP 封裝◎ 溫度范圍商業(yè)級(jí)工業(yè)級(jí)和汽車級(jí)AT24C16 支持 I2C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，I 2C 總線協(xié)議規(guī)定，任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。優(yōu)異的AC 特性和極低的電源消耗，同時(shí)及其容易的使用和較小的封裝尺寸使得MAX187/189 能理想的應(yīng)用于遠(yuǎn)程DSP 和傳感器，或者應(yīng)用于對(duì)電源消耗和空間極為苛刻的地方。接口與SPI，QSPI，和Microwire兼容。5V● 采用固定的或可變的基準(zhǔn)電壓● 功耗： mW● 具有四象限乘法功能14 / 51● 可直接與CMOS、TTL電路接口● 建立時(shí)間：25 μS● 內(nèi)部有railtorail輸出緩沖放大器 MAX187　MAX187 串行12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以在單5V 電源下工作，接受0－5V 的模擬輸入。13 / 51主要性能■ 與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容■ 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器■ 1000次擦寫周期■ 全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz■ 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器■ 32個(gè)可編程I/O口線■ 三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器■ 八個(gè)中斷源■ 全雙工UART串行通道■ 低功耗空閑和掉電模式■ 掉電后中斷可喚醒■ 看門狗定時(shí)器■ 雙數(shù)據(jù)指針■ 掉電標(biāo)識(shí)符 MAX531MAX531 芯片是Maxim 公司推出的性能優(yōu)越、高分辨率D/ A 轉(zhuǎn)換集成電路. 它具有功耗低、轉(zhuǎn)換頻率快、內(nèi)部帶基準(zhǔn)電壓等特點(diǎn)，能完成12 位D/ A 轉(zhuǎn)換,數(shù)字輸入為串行，采用“反向”R－2R的梯形電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)主要芯片介紹 AT89S52 單片機(jī)AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。為了方便，這里使用了精密多圈電位器進(jìn)行分壓，采用 4：1 進(jìn)行采樣。但是 R 的值不能過大,其條件是: R V BE /( IREG–IB). 恒流電路恒流電路原理如下圖所示：11 / 511234DUTL08JQIRF6SP7+C圖 33 恒流電路恒流電路是整個(gè)電路中的主要電路之一，其工作原理是由可數(shù)控的 D/A轉(zhuǎn)換器給 U4 運(yùn)算放大器的 12 腳同相輸入端，由運(yùn)算放大器的虛短原理可知，13 腳反相輸入端的電壓和 12 腳同相輸入端是一樣的，所以電阻 R1 對(duì)地電壓即為我們輸入的電壓值是可控的。由于通過整流后的電壓還不是很平穩(wěn)，所以要有一定的濾波電路來平滑電壓，這也為最后系統(tǒng)有較小的紋波電流和紋波電壓打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但此方案存在穩(wěn)定性受限于單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。因?yàn)樵陔娏髟捶桨钢写蠊β嗜龢O管采用了場(chǎng)效應(yīng)管，而且采樣電阻使用了基本上沒有溫度漂移的康銅絲作為采樣電阻，從而使整個(gè)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。該方案通過軟件方法實(shí)現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能的實(shí)現(xiàn)，便于操作。改變輸出電流，通常有兩種方法：一是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)來改變輸出電流，這種方法不能滿足題目的數(shù)控調(diào)節(jié)要求；二是通過數(shù)字電位器來改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達(dá)到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的每一級(jí)步進(jìn)電阻比較大，很難調(diào)節(jié)輸出電流。但此方案存在穩(wěn)定性受限于單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。但由于此方案使用開環(huán)控制策略，電路簡(jiǎn)單，成本低，但是對(duì)最后的輸出結(jié)果不能進(jìn)行較好的調(diào)整和修正，使得輸出電流精度不高，且控制數(shù)據(jù)燒錄在 EPROM 中，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性降低，自適應(yīng)能力差。本項(xiàng)目同時(shí)要求電流源可數(shù)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)控的常規(guī)方法有：數(shù)字邏輯器件構(gòu)成、可編程器件 CPLD/FPGA、單片機(jī)等。按下鍵盤上方的“M”模式轉(zhuǎn)換鍵即可以在電流值設(shè)定與限壓值設(shè)定之間進(jìn)行切換，省去用戶多次按鍵的麻煩。3 / 51■ 系統(tǒng)處于限壓狀態(tài)數(shù)秒后自動(dòng)將輸出電流值降低，保護(hù)用電器。 系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用 系統(tǒng)的特點(diǎn)■ 用戶可以通過鍵盤直接輸入所需電流值和限流值。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)能有效應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度的恒流源的領(lǐng)域。2 / 51第一章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能介紹 系統(tǒng)工作原理概述本系統(tǒng)以 Atmel 公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī)為控制中心，用 D/A 輸出可調(diào)的模擬量來控制場(chǎng)效應(yīng)管 IRF640 的導(dǎo)通狀態(tài)，并控制保持采樣電阻兩端的電壓，從而形成數(shù)控壓控恒流源。因此，人們對(duì)數(shù)控穩(wěn)定電源器件的需求越來越迫切．基于此，人們對(duì)數(shù)控恒定電流器件的需求越來越迫切．當(dāng)今社會(huì)，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術(shù)才剛剛起步且有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。性能好的電子設(shè)備，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長。系統(tǒng)還對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，通過 A/D 轉(zhuǎn)換器采樣回單片機(jī)與用戶給定的限壓值進(jìn)行比較，從而監(jiān)控了輸出電壓。I / 51摘要本文介紹了一種開環(huán)智能數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì)原理和實(shí)施方案，該方案采用 D/A（MAX531）轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器等器件來控制場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通狀態(tài)的原理，達(dá)到了輸出恒流的目的。同時(shí)通過鍵盤的控制,實(shí)現(xiàn)了輸出電流值和限壓值可預(yù)置，可步進(jìn)調(diào)整、輸出的電流信號(hào)和電壓信號(hào)可直接數(shù)字顯示的功能，并具有輸出電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控限壓報(bào)警并自動(dòng)降低輸出電流等功能。普通直流恒流穩(wěn)壓電源品種很多, 但均存在以下問題: 輸出電壓是通過粗調(diào)(波段開關(guān))及細(xì)調(diào) (電位器)來調(diào)節(jié)。本文正是應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，研制出一種基于單片機(jī)的高精度數(shù)控直流恒流源。開機(jī)首先讀出前一次設(shè)定的電流值和限壓值作為這一次的電流輸出值和限壓值。通過鍵盤用戶可以方便的輸入所需電流值和限壓值?！? 用戶可以通過鍵盤上的“+”和“”鍵進(jìn)行電流值和限壓值進(jìn)行微調(diào)?！? 額定功率可達(dá)到 20W。每當(dāng)輸完設(shè)定值后用戶要按下鍵盤上的“E”Enter 確定為用戶所需值。具體方案的對(duì)比和選擇如下。 圖 21 方案一電壓源 調(diào)整管誤差放大步進(jìn)加步進(jìn)減計(jì)數(shù)器譯碼顯示EPROM D/A 轉(zhuǎn)換5 / 51 方案二此方案如圖 22 所示，主要是以單片機(jī)為核心構(gòu)建控制器，通過鍵盤對(duì)電流值進(jìn)行預(yù)置，單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過 D/A 轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、電平轉(zhuǎn)換、壓控恒流源，輸出電流信號(hào)。 圖 22 方案二鍵盤顯示單片機(jī)D/AA/ D放大壓控恒流源采樣電阻負(fù)載差動(dòng)放大穩(wěn)壓源6 / 51 方案三 此方案如圖 23 所示，整體原理框圖與方案二大致相同，采用 Altera公司的 cyclon