【正文】 uint unsigned int sbit rs=P3^0。減調整，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)進行調整，精確度更高。顯示器數據口接單片機的 到 ，本數控 直流電流源有加 *** 。按鍵接單片機的 到 ，液晶顯示 *** 。****。****。****。****。 參考文獻 ［ 1］唐俊瞿，許雷，張群瞻 .單片機原理與應用［Ｍ］ .北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 ［ 2］李廣弟，朱月秀，冷祖祁 .單片機基礎［Ｍ］ .北京：北京航空航天大學出版社， 2021 ［ 3］李光飛 .單片機課程設計實例指導［Ｍ］ .北京：北京航空航天大學出版社， ［ 4］張洪潤，蘭清華 .單片機應用 技術教程［Ｍ］ .北京：清華大學出版社， ［ 5］李華 .MCS— 51 系列單片機實用接口技術［Ｍ］ ..北京：北京航空航天大學出版社， 1993 ［ 6］李朝青 .單片機原理及接口技術［Ｍ］ ..北京：北京航空航天大學出版社， 1998 ［ 7］趙秀珍，單永磊 .單片微型計算機原理及其應用［Ｍ］ ..北京：中國水利水電出版社， [8]康華光 .電子技術基礎 (數字部分 ) ［Ｍ］ ..北京：高等教育出版社， 2021 附錄 附 錄 1 總電路圖 附錄 2 程序清單 。在我自己動手完成了這次設計之后，我才發(fā)現(xiàn)其實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，就會落后，隨著社會的不斷進步，我們身邊的東西越來越高科技話，那么要我們學習的東西也就越來越多。就 C 語言而言，對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，但因為你所選用的方案不同使得所產生的效 果也就有所不同，因此這也鍛煉了我們在思考同一個問題，如果能夠采用發(fā)散思維的話，往往會得到意想不到的結果。 6 收獲與體會 在本次數控直流電流源的設計過程中，有許多感觸，首先對 C 語言，我覺得這是一門邏輯性很強的語言，但同時也是一門比較容易掌握的語言。 （ 2）、 由于采樣電阻在溫度上升時阻值會變化， 因此會引起溫度漂移，給系統(tǒng)帶來測量的誤差。具體如下分析： （ 1）、 由于普通運算放大器的運放零點漂移，溫度漂移等帶來的誤差。采用高標準測量電路，先將換 擋電路的輸出電壓標準化。另外在輸出接近低頻直流時，運放的失調電壓和失調電流也是產生低頻噪聲的源泉，在這里的解決方法是在運放前加一級晶體管或者場效應管的差分級。說明本電路有較高的精度和穩(wěn)定性。 在改變輸出電壓時，誤差在 10mA 以下。 表 負載 RL= 的數據表格 給定值 (mA) 200 300 400 500 800 1000 1500 1980 電流 AD 測值（ mA） 201 300 401 501 800 1000 1500 1980 誤差絕對值 1 0 1 1 0 0 0 0 負載電壓 (V) 負載阻值 (Ω ) 表 負載 RL= 的數據表格 給定值 (mA) 200 300 400 500 800 999 1500 2021 電流 AD 測值（ mA） 201 301 401 500 801 999 1500 2021 誤差絕對值 1 1 1 0 1 0 0 0 負載電壓 (V) 負載阻值 (Ω ) 4. 誤差分析 測量結果分析： 步進 1mA 時設定值與實測值在 200~2021mA 之間，誤差在 5mA 以下。然后，通過改變設定輸出電流值進行仿真，記錄的仿真數據如表 所示。如圖 所示。 圖 輸出電流值確認 SET 顯示界面圖 圖 輸出電流值 SET 顯示界面圖 步進調整仿真 在量程范圍內，通過“＋”、“－”按鈕可實現(xiàn) 1mA 步進，通過顯示器可觀察到效果。 圖 仿真報錯顯示界面圖 若需要設定輸出電流值，當按下 SET 鍵時，出現(xiàn)如圖 所示界面，顯示器顯示“ Are you sure to set?”，此時按下 OK 鍵，出現(xiàn)如圖 所示界面，這是可自由輸入一個 4 位數，若滿足 200~2021mA，則顯示各種數據，若不滿足 200~2021mA，則顯示器出現(xiàn)“ ERROR!RESET!”報警畫面。如果設定的電流值不在 200mA～ 2021mA 內 屏幕顯示 “ERROR! RESET”。設置完成后屏幕顯示相應值。此時需按 SET 鍵進入電流設置，之后屏幕顯示 “Are you sure to set?”,按下 OK 鍵即可設定， 如果不需要設定，按 RESET/ON 返回?？梢园?+， 鍵實現(xiàn)步進，數據實時顯示。 按下 RESET/ON 鍵顯示四項值， 包括電源設定值、 電流 AD 測量值、負載電壓值、負載阻值。 打開 Proteus 軟件，打開設計的電路文件，然后輸入通過 KEIL 軟件編好的程序，點擊開始按鈕即可以進行測試。 開 始光 標 指 向 一 行 一 位傳 送 數 據傳 送 數 據光 標 指 向 一 行 二 位光 標 指 向 一 行 三 位傳 送 數 據傳 送 數 據光 標 指 向 一 行 四 位光 標 指 向 二 行 一 位傳 送 數 據傳 送 數 據光 標 指 向 二 行 二 位光 標 指 向 二 行 三 位傳 送 數 據傳 送 數 據光 標 指 向 二 行 四 位結 束 圖 LCD 顯示子程序流程圖 5 仿真測試及結果 設計結論及使用方法 本次通過對數控直流電流源的設計，了解了利用單片機處理之后，進行數控直流電流源的顯示。 開 始啟 動 D A 轉 換傳 送 數 據關 閉 D A 轉 換結 束 開始啟動AD轉換讀取外部數據關閉AD轉換結束 圖 D/A轉換、 A/D 轉換流程圖 數制轉換流程圖 由于使用的十進制數，而在做除法的時候，要進行數 制的轉換，其轉換的流程圖如圖 所示。 這次設計中，鍵盤 掃描子程序的代號為 KEY，其鍵盤掃描程序設計的流程框圖如 圖 所示。主控制流程圖如圖 所示。 程序流程圖 主控制流程圖 在此次設計的過程中，我是采用模塊的設計方法，一個一個實現(xiàn)功能，可以說如果完成了一 個任務的程序框圖，就是完成了整個設計任務的百分之三十左右，在本次課程設計的過程中，我都是采用這種思想進行數控直流電流源的設計的。 1602 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 表 寄存器選擇控制表 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 0 1 都 busy flag（ DB7），以及讀取位址計數器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數據寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數據寄存器讀取數據 注：關于 E=H 脈沖 ——開始時初始化 E 為 0，然后置 E 為 1， 再清 0。然后輸出相應的電流值大小。在此模塊中，因為進行換擋的轉換，在這里我所采用的是做除法，然后再存儲除法得到的商和余數，這里面我用到了兩個子程序，一個是將十進制轉換為十六進制數，二個是采用移位相減的方法做除法。本設計中的鍵盤掃描子程序的名稱為 KEY，則鍵盤掃描子程序 KEY應具有以下功能：判定有無按鍵動作；去抖動；確認是否真正有閉合鍵；計算并保存閉合鍵鍵碼；判定閉合鍵是否釋放；恢復閉合鍵鍵碼。 在按鍵的程序掃描中是采用查詢的方法對按鍵進行操作的，當查詢到按鍵有動作時，則執(zhí)行相應的操作。 按鍵操作模塊 在本次設計中，用到了三個獨立式鍵盤進行按鍵的操作。本設計中采用的是軟件去抖動的方法，抖動的定時采用的軟件的延時進行定時的。用到的液晶顯示器接到了單片機的 P0 口線上，液晶顯示器的使能端用到了 P3 口線。數控直流電流源的數據要存儲到數據存儲器中去，用到了 30H 到 50H 之間的單元。 D/A、 A/D 連接電路 D/A 、 A/D 連接電路如圖 所示。在第 12 個時鐘下降沿， EOC 變低，開始對本次采樣的模擬量進行 A/D 轉換，轉換時間約需 10μs，轉換完成后 EOC 變高，轉換的數據在輸出數據寄存器中，待下一個工作周期輸出。 12 個時鐘信號從 I/OCLOCK端依次加入，隨著時鐘信號的加入，控制字從 DATAINPUT 一位一位地在時鐘信號的上升沿時被送入 TLC2543(高位先送入 )，同時上一周期轉換的 A/D 數據，即輸出數據寄存器中的數據從 DATAOUT 一位一位地移出。開始時， CS 片選為高，I/O CLOCK、 DATA INPUT 被禁止， DATA OUT 呈高阻狀， EOC 為高?；鶞孰妷旱恼耍ㄍǔ?Vcc）被加到 REF+，最大的輸入電壓范圍由加于本端與 REF端的電壓差決定 13 REF I I 負基準電壓端。（ 3）將前一 次轉換數據的其余 11 位輸出到 DATA OUT端， 在 I/OCLOCK 的下降沿時數據開始變化。 I/OCLOCK 接收串行輸入信號 并完成以下四個功能：（ 1）在 I/O CLOCK的前 8 個上升沿， 8 位輸入數據存入輸入數據寄存器。在最后的 I/OCLOCK 下降沿之后，EOC 從高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D換完成和數據準備傳輸為止 10 GND GND 是內部電路的地回路端。由 4 位的串行地址輸入來選擇模擬量輸入通道 16 DATA OUT O A/D 轉換結果的三態(tài)串行輸出端。在 端由高變低時，內部計數器復位。 11 路輸入信號由內部多路器選通。 1LSBmax； ⑤有轉換結束輸出 EOC； ⑥具有單、雙極性輸出； ⑦可編 程的 MSB 或 LSB 前導； ⑧可編程輸出數據長度。它具有三個控制器輸入端，采用簡單的 3 線 SPI 串行接口可方便與微機進行連接，是 12 位數據采集系統(tǒng)的最佳選擇器件之一。最大線性誤差小于 1LSB，轉換時間 10181。TLC2543 是一種低功耗、低電壓的 12 位串行開關電容型 AD 轉換器。 其內部結構電路圖如圖 所示。 （ 1） 根據題目擴展功能要求輸出 mA2021~200 ，以 1mA 為步進，需要的級數 由公式 （ 1）可見。 圖 負載電流、電壓測量 電路圖 D/A、 A/D 轉換模塊 D/A、 A/D 模塊是單片機與外部數據連接的通道，因此這兩個模塊的選擇與使用應當合理。電路綜合各方面的考慮因素在里面，由于 TLC2543 所測電壓值在 5V內，而負載一端接 17V電壓源 ， 另一端接功率管，因此采用差分增益電路采樣負載電壓， Va/din1=（ 1+R1/R2） [(R4/R3)/(1+R4/R3)]VaR1/R2Vb,當 R1/R2=R4/R3 時， OP07 輸出電壓 Va/din1=R4/R3(VaVb)，硬件設置 R4/R3=1/4,軟件還原負載電壓，保證測量精度。 圖 壓控恒 流源模塊電路圖 18001 )2021021( ??mA mA綜上所述，進行綜合比較，方案二電路較簡單，穩(wěn)定性較高，故采用方案二，使用高精度運放和 大功率場效應管 等構成一個恒流源電路。運放 OP07 作為電壓跟隨器， Uin=Up=Un，場效應管 Id=Is(柵極電流相對很小，可忽略不計 ) 所以 Iout=Is= Un/R7= Uin/R7。即當 Ud 為常數時，滿足： Id=f（ Ugs），只要 Ugs 不變， Id就不變。 此電路中，為了滿足題目的設計要求，調整管 采用大功率場效應管 IRF640。該恒流源電路由運算放大器、大功率場效應管 Q采樣電阻 R負載電阻 RL 等組成硬件設計。 圖 穩(wěn)壓器運放線性恒流源模塊電路圖