【正文】 是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89S52單片機(jī)通常采用上電自動復(fù)位、按鍵復(fù)位、以及上電加按鍵復(fù)位等，我們采用的是上電加按鍵復(fù)位方式，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是上電后可以直接進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)程序出現(xiàn)錯誤時，可以隨時使電路復(fù)位。復(fù)位電路的好壞直接影響單片機(jī)系統(tǒng)工作的可靠性，因此，要重視復(fù)位電路的設(shè)計和研究。復(fù)位電路用于產(chǎn)生復(fù)位信號，通過RST引腳送入單片機(jī)，進(jìn)行復(fù)位。單片機(jī)的時鐘電路如圖3所示。電路中石英晶體振蕩器的頻率為12MHz，兩個電容 CC2的作用有兩個:一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。一般選用石英晶體振蕩器。根據(jù)題目要求以及設(shè)計思路，比較之后，基于以上優(yōu)點(diǎn)以及對于單片機(jī)的成熟應(yīng)用，因此我決定用單片機(jī)來作為控制器，我所采用的是第二種方案。該方案的難點(diǎn)在于穩(wěn)定恒流源的設(shè)計和高精度電流檢測電路的設(shè)計。此方案采用保持電阻恒定而改變輸入電壓的方法來改變電流的大小。圖2 方案二方框圖 總體方案設(shè)計方案一的數(shù)控直流電流源設(shè)計比較簡單，對于電流的變化是采用相比而言使用可編程芯片，如CPLD或FPGA等和DAC控制，采用LED數(shù)碼管進(jìn)行實(shí)時顯示，操作也比較方便。該方法是用精密電阻取樣得到反饋電壓，將反饋電壓與高精度的參考電壓比較得到誤差電壓，此誤差電壓經(jīng)放大后輸出控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，使預(yù)設(shè)電流值和實(shí)測電流值的逐步逼近，直至相等，從而達(dá)到數(shù)控的目的。 方案論證對于數(shù)控直流電流源的設(shè)計有很多方案，下面做一下介紹：方案一：方框圖如圖1所示，數(shù)控直流電流源由鍵盤、控制器、顯示器、數(shù)模轉(zhuǎn)換、電壓電流轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換等部分組成，鍵盤的作用是設(shè)定電流值和確定電流步進(jìn)值；控制器的作用是將設(shè)定電流值的8位（或12位）二進(jìn)制輸出；顯示器的作用是顯示設(shè)定電流值；數(shù)模轉(zhuǎn)換的作用是設(shè)定電流值的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量；電壓電流轉(zhuǎn)換的作用是將電壓轉(zhuǎn)換成恒定電流輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換的作用是將輸出的模擬量再轉(zhuǎn)換為數(shù)字量反饋到控制器，使實(shí)際輸出電流值與設(shè)定電流值一致。該方法是用精密電阻取樣得到反饋電壓，將反饋電壓與高精度的參考電壓比較得到誤差電壓，此誤差電壓經(jīng)放大后輸出控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，使預(yù)設(shè)電流值和實(shí)測電流值的逐步逼近，直至相等，從而達(dá)到數(shù)控的目的。 發(fā)揮部分（1）輸出電流范圍為200mA～2000mA，步進(jìn)1mA；（2）設(shè)計、制作測量并顯示輸出電流的裝置 (可同時顯示電流的給定值和實(shí)測值)，測量誤差的絕對值≤％+3個字；（3）改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時，要求輸出電流變化的絕對值≤％+1 mA；（4）紋波電流≤；（5）其他。2 設(shè)計任務(wù)及要求 設(shè)計任務(wù)（1）、輸入交流電壓200～240V，50Hz；輸出直流電壓≤10V。該數(shù)控直流電流源還有一個討論的問題，就是對于數(shù)控直流電流源輸出的電流進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行處理的問題。數(shù)控直流電流源的輸出電流穩(wěn)定的問題，在本設(shè)計中也是要解決的問題。 該研究解決的主要內(nèi)容本次對數(shù)控直流電流源的設(shè)計主要是針對以下方面：如何實(shí)現(xiàn)對電源的輸出控制，該系統(tǒng)主要是應(yīng)用單片機(jī)，用微處理器來替代傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中手動旋轉(zhuǎn)電位器，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的連續(xù)可調(diào)，精度要求高。電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美；控制靈活，系統(tǒng)升級方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必改動硬件線路；控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可以針對不同的系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調(diào)整即可。以單片機(jī)系統(tǒng)為核心而設(shè)計制造出來的新一代數(shù)控直流電流源不但電路簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，性能卓越，而且單片機(jī)具有計算和控制功能，利用它對采樣技術(shù)進(jìn)行各種計算，從而可排除和減少由于騷擾信號和模擬電路因起的誤差，大大提高穩(wěn)壓電源輸出電壓精度，降低了對模擬電路的要求。工作過程中，數(shù)控直流電流源的輸出電流等各種工作狀態(tài)均由單片機(jī)輸出驅(qū)動LCD顯示，由鍵盤控制進(jìn)行動態(tài)邏輯切換。而基于單片機(jī)控制的直流電流源能較好地解決以上傳統(tǒng)電流源的不足。傳統(tǒng)的直流電流源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，并由電流表指示電流值的大小。 數(shù)控直流電流源的研究意義數(shù)控直流電流源是我們生活中比較常見的設(shè)備，這次設(shè)計就是基于單片機(jī)為主體所設(shè)計的微機(jī)數(shù)字觸發(fā)式直流電流源，相比其他以往的電源設(shè)計，此次的課題更新穎，更符合技術(shù)發(fā)展的潮流。隨著電子科技的飛速發(fā)展，各種電子，電器設(shè)備對電源的性能要求日益提高，電源不斷差朝著小型化，高效率，低成本，高可靠性，低電磁干擾，模塊化和智能化發(fā)展。目前實(shí)用的直流電流源大部分是線性電源。數(shù)字化智能電源是針對傳統(tǒng)電源的不足設(shè)計的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。電源在使用時會造成很多不良后果，世界各國紛紛對電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。隨著計算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。 ② superpower voltage controls current power module. This design adopts AT89S52 SCM application system, monitoried by precision resistance constantan wire voltage corresponding of TLC2543 and controlled and putout voltage directly by LTC1456, which three aspects consist of controlling system and being closed loop circuit to keep constant cuurent. Current souce adopts 44 matrix keyboard to set and LCD display interface. Applying Proteus simulation software to realizing the range of output current as 200mA~2000mA satisfies stepping 10mA, the error39。運(yùn)用Proteus軟件仿真，實(shí)現(xiàn)輸出電流范圍為200mA~2000mA，滿足步進(jìn)10mA，誤差的絕對值 ≤ 1% +10mA，可以同時顯示電流的給定值、仿真測試值、負(fù)載電壓值、負(fù)載電阻值。設(shè)計采用AT89S52單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，由TLC2543對精密電阻康銅絲的電壓進(jìn)行監(jiān)控，由LTC1456直接控制輸出電壓，單片機(jī)、A/D、D/A三者組成控制系統(tǒng)，形成閉環(huán)回路，保持恒流。應(yīng)社會發(fā)展的需求，對基于單片機(jī)控制的“數(shù)控恒流電流源”進(jìn)行研究論證，并運(yùn)用Proteus軟件進(jìn)行仿真。必答題40自由提問30合 計100答 辯 評 分分值：答辯小組長簽名：答辯成績a： 40％＝指導(dǎo)教師評分分值：指導(dǎo)教師評定成績b： 40％＝評閱教師評分分值：評閱教師評定成績c： 20％＝最終評定成績： 分?jǐn)?shù)： 等級：答辯委員會主任簽名： 年 月 日說明：最終評定成績＝a+b+c，三個成績的百分比由各系自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的10％左右。湖南工學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)：電子信息工程學(xué)生姓名田艷彬?qū)W號08401140206班級電子0802答辯日期課題名稱數(shù)控直流電流源的設(shè)計指導(dǎo)教師王韌成 績 評 定分值評 定小計課題介紹思路清晰，語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計（論文）有應(yīng)用價值。 月05是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查小組意見：符合答辯資格，同意答辯 □04完成的成果是否達(dá)到驗(yàn)收要求03是否完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)02文檔資料是否齊全（任務(wù)書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關(guān)附件資料等） 目是否01工作量是否達(dá)到所規(guī)定要求 查 格 2 創(chuàng)新之處：在數(shù)控直流電流的步進(jìn)設(shè)計方面，采用DAC0832和換擋電路構(gòu)建一個步進(jìn)1mA的系統(tǒng)；本設(shè)計是數(shù)控直流電流源，對于恒流源的設(shè)計，所采用的時運(yùn)放加達(dá)林管構(gòu)建電路，以達(dá)到穩(wěn)流輸出；采用AD采樣電路進(jìn)行采樣，與輸出的電流進(jìn)行對比，構(gòu)建一個閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高輸出電流的精確性。二、主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處1 主要內(nèi)容: 采用結(jié)構(gòu)化的思想，將硬件系統(tǒng)分為六個模塊，分別是單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊、恒流源模塊、AD數(shù)據(jù)采樣模塊、負(fù)載模塊；將軟件系統(tǒng)分為四個模塊，分別是系統(tǒng)監(jiān)測程序模塊、顯示程序模塊、鍵盤程序模塊、電流輸出調(diào)整程序模塊。 4 分析、綜合資料，找出問題，并形成自己的觀點(diǎn)；按時填寫開題報告，經(jīng)指導(dǎo)老師審查同意后開始畢業(yè)設(shè)計。 2 認(rèn)真選好論文題目的前提下，通過學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字資源和圖書資源充分了解本課題的最新狀態(tài)。20總評分評閱教師評閱意見評閱成績總評分ⅹ20%評閱教師簽名日期湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查表題 目數(shù)控直流電流源的設(shè)計學(xué)生姓名田艷彬?qū)W10撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。10設(shè)計質(zhì)量論證、分析、設(shè)計、計算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理。畢業(yè)設(shè)計達(dá)到了一定的水平，同意該生參加畢業(yè)答辯！是否同意參加答辯：是□ 否□指導(dǎo)教師評定成績分值：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱評語表題　　目數(shù)控直流電流源的設(shè)計學(xué)生姓名田艷彬班級學(xué)號08401140206專業(yè)電子信息工程評閱教師姓名陳華容職稱高級實(shí)驗(yàn)師工作單位湖南工學(xué)院評分內(nèi)容具 體 要 求總分評分開題情況調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。（7）5月21號—5月26號，完善畢業(yè)設(shè)計說明書，總結(jié)設(shè)計的成果與不足，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的評閱，為答辯做準(zhǔn)備。（5）5月1號—5月9號，對所編寫的軟件系統(tǒng)進(jìn)行測試，根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行修改。（3）4月16號—4月24號，根據(jù)所設(shè)計的方案，設(shè)計數(shù)控直流電源的電路原理圖，繪制PCB圖，制作硬件電路。3. 根據(jù)任務(wù)書的任務(wù)及文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，初步擬定的執(zhí)行方案（1）4月1號—4月6號，根據(jù)所選的課題，從網(wǎng)上及圖書館查閱相關(guān)的資料，了解所選課題開發(fā)出來的一些產(chǎn)品，熟悉設(shè)計中所要用到的一些軟件及實(shí)驗(yàn)裝置。設(shè)計數(shù)控直流電流源的按鍵操作模塊、數(shù)字顯示模塊、反饋數(shù)據(jù)檢測模塊、電源供電模塊。（四）課題研究的方法本次主要是針對數(shù)控直流電流源的研究，在設(shè)計的過程中，我所采用的先整體后局部的研究方法。（3）數(shù)控直流電流源微機(jī)處理系統(tǒng)在本設(shè)計中主要采用單片機(jī)進(jìn)行處理，涉及到單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成，單片機(jī)鍵盤連接，單片機(jī)的輸出模塊，實(shí)時的顯示所調(diào)節(jié)的直流電源的大小。另外，根據(jù)要求電源還應(yīng)該可以通過按鍵選擇一些特殊的功能。用DAC的模擬輸出控制電源的基準(zhǔn)電壓或分壓電阻，或者用其它更有效的方法，因此如何選擇簡單有效的方法是本課題需要解決的首要問題。而本課題研究主要也是從上述問題中進(jìn)行設(shè)計和研究，達(dá)到數(shù)控直流電流源設(shè)計的合理性及可利用性。電路大部分使用集成電路，從而使調(diào)試簡單、性能優(yōu)良、故障率低、使用壽命長。而基于單片機(jī)控制的數(shù)控直流電流源能較好地解決以上傳統(tǒng)直流電流源的不足，并且數(shù)控直流電流源與傳統(tǒng)直流電流源相比，具有操作方便、電流穩(wěn)定度高的特點(diǎn)。其中濾波器用于濾整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電流源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。從上面我們能看出傳統(tǒng)的直流電流源已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在需要，但是在各類電子設(shè)備和一些家用電器中，通常又都需要直流電流源供電。這樣,