【正文】 換輸出通過一個(gè)逆變器 PI 調(diào)節(jié)器的輸入?yún)⒖茧妷汉蛥⒖茧妷骸? E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P 3 . 7 ( R D )17P 3 . 6 ( W R )16P 3 . 2 ( I N T 0 )12P 3 . 3 ( I N T 1 )13P 3 . 4 ( T 0 )14P 3 . 5 ( T 1 )15P 1 . 0 ( T 2 )1P 1 . 1 ( T 2 E X )2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78( A D 0 ) P 0 . 039( A D 1 ) P 0 . 138( A D 2 ) P 0 . 237( A D 3 ) P 0 . 336( A D 4 ) P 0 . 435( A D 5 ) P 0 . 534( A D 6 ) P 0 . 633( A D 7 ) P 0 . 732( A 8 ) P 2 . 021( A 9 ) P 2 . 122( A 1 0 ) P 2 . 223( A 1 1 ) P 2 . 324( A 1 2 ) P 2 . 425( A 1 3 ) P 2 . 526( A 1 4 ) P 2 . 627( A 1 5 ) P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30( T X D ) P 3 . 111( R X D ) P 3 . 010GND20V C C40U112Y1C33 0 PC43 0 PR S TP 2 . 5V C CP 0 . 3P 0 . 2P 0 . 1P 0 . 0P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7GNDV C CP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3+ 2 . 5 VP 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 446132 785U3T L C 5 6 1 5V R E FV C CGNDP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3 圖 D/A 轉(zhuǎn) 換輸出電路原理圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 16 VREF = 2vrefinn / 1024 的電路設(shè)計(jì)；其中， verfin 作為參考電壓， TLC5615 ， N 是 二進(jìn)制數(shù)的輸入值。 如圖 所示為 D/A 轉(zhuǎn)換輸出電路圖。因此， 10位 DAC 芯片，有高分辨率。剛剛結(jié)束的 10 位串行數(shù)據(jù)輸入通過 3 串行總線，便于標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)微處理器或微控制器（ MCU）接口，測試儀適用于電池供電，是一個(gè)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器與串行接口。 而 TLC5615 D/A 是用于串行 DAC。這 D/A 芯片以其接口簡單等優(yōu)點(diǎn)，易于控制等，廣泛應(yīng)用于 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)功能結(jié)構(gòu)及其 TLC1549的時(shí) 序 ，其工作過程可分為 3 個(gè)階段：模擬量采 樣，模擬和數(shù)字傳輸。如果 I/O CLOCK 傳送大于 10 個(gè)時(shí)鐘長度，所以在內(nèi)部邏輯邊緣下降 10 時(shí)鐘，數(shù)據(jù)的低保證值零剩余的位。 10 位的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 15 數(shù)據(jù)被發(fā)送到主機(jī)計(jì)算機(jī)通過串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)。 10 年初的 I/O 時(shí)鐘控制的順序采樣模擬輸入。串行接口和 I/O 時(shí)鐘序列的 I/O 時(shí)鐘和接收從以前的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 無效的 CS 芯片在選定的情況下， I/O 時(shí)鐘是最初禁止和數(shù)據(jù)在一個(gè)高阻抗?fàn)顟B(tài)。1LSB 最大誤差（ ）等。 輸入的模擬量采樣 46132 785U5T L C 1 54 9U a 1GNDV C C V C CP 3. 2P 3. 3P 3. 4 圖 tlc1549 引腳圖 1. TLC1549 簡介 TLC1549 是 CMOS 工藝，它一直保持在與采樣， TLC1549 是一個(gè) 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 。電壓下降的比較參考電壓和 PI 調(diào)節(jié)器 R17 的下降，停止和改變，控制 MOS 管的流量，從而達(dá)到保持電流恒定的目的。如圖 所示，提高電路帶負(fù)載能力，取到緩沖、隔離作用。 如圖 所示，主體和電源電壓電壓采樣 Ub 點(diǎn)兩端電壓的關(guān)系 Ub=R19/( R19+ R18)U=10K/(10K+100K)U=1/11U （ ） 所以 U=11Ub （ ） 如圖 所示 3 個(gè) OP37 都接電源 +12V 和 12V， U4（ TLC1549) 8 口接 VCC， 4 口接 GND， 5 至 7 口分別接 STC89C52 單片機(jī) 至 口。 采用 1/11 部分使用壓力，輸出的 A/D轉(zhuǎn)換器，一個(gè)電壓跟隨器后加 TLC1549 后 ，輸入電壓和輸出電壓相同，緩沖電路，起到承上啟下的作用，提高輸入阻抗。 該電 路包括采樣電路，電壓和電流 采樣 ，工作電流和電壓采集后，反饋到單片機(jī)，再通過液晶顯示出來，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的調(diào)節(jié)。采樣 A/D 選用 10 位精度的 TLC154精度較高。相比 之下 ， TLC1549 更適合的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 13 設(shè)計(jì)，所以 選擇 TLC1549 系列變頻器。它具有自動(dòng)采樣，比例范圍校正轉(zhuǎn)換范圍和抗 噪聲功能，并在全面總誤差的設(shè)計(jì)是只有 MV 轉(zhuǎn)換電路，可廣泛應(yīng)用于模擬和數(shù)字。 TLC1549:10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC1549 系列轉(zhuǎn)換器是模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器串行控制，連續(xù)的逐次逼近，它采用了一三態(tài)輸出由三線接口和兩個(gè)差分基準(zhǔn)電壓高阻抗輸入。它的作用可以選擇 8 個(gè)模擬輸入和分享 A/D 轉(zhuǎn)換器根據(jù)地址譯碼信號。 LCD 液晶顯示 1 管腳 至 5 管腳 接 STC89C52 單片機(jī) A8 至 A12 口， 7 口接 VCC， 8 口接GND；如圖 為單片機(jī)與 LCD 的通信過程。 使用 Nokia 5110 液晶顯示的四大理由： 1. 性價(jià)比高，可以顯示 15 個(gè)漢字、 30 個(gè)字符，價(jià)格便宜； 2. 接口簡單，僅四根 I/O 線即可驅(qū)動(dòng)； 3. 速度快，是 LCD12864 的 20 倍，是 LCD1602 的 40 倍； 4. Nokia5110 工作電壓 ，正常顯 示時(shí)工作電流 200uA 以下，具有掉電模式，適合電池供電的便攜式移動(dòng)設(shè)備。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 11 在 本次設(shè)計(jì)中要 求能夠顯示電流電壓 ， 所以使 用的是 Nokia 5110 液晶顯示 器，這種顯示器不僅可以顯示 數(shù)字也可以顯示電流電壓 等漢字 和電壓電流單位 ， 外觀也比較美觀，所顯示的信息一目了然， 而且 LCD 液晶顯示 具有 體積小 巧 、質(zhì)量 較輕、功 率 耗 能 低、 沒有 輻射危害 等 ，與單片機(jī)連接較簡單。液晶顯示具有體積小 巧 、 功率耗能較 低、質(zhì)量 又比較 輕、平面直角 的 顯示及影響穩(wěn)定、分辨率 較 高、畫面效果 較 好、抗干擾能力 又比較強(qiáng)、沒有 輻射危害等 等優(yōu)勢 。數(shù)碼管 是可以顯示電流和電壓的 ，但數(shù)碼管 只能 顯 示 些數(shù)字等 ， 顯示的信息比較少 ， 又比較 占用系統(tǒng) I/O 資源，顯示 的 信息較 少 ，但 其電路 又比較較繁雜。 本設(shè)計(jì) 按鍵 使 用 的是依次每行 掃 描進(jìn)行識(shí)別， 系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行每行的逐個(gè) 掃描，首先 每行 會(huì) 輸出低電平， 然后依次掃描每一列是否產(chǎn)生低電平 ， 要是掃描到列數(shù)有低電平產(chǎn)生的話 ， 系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為有按鍵按下了 ， 然后讓每行數(shù)按順序輸出低電平 ， 剩下的行數(shù)就輸出高電平 ， 然后再掃描每一列是否有低電平輸出的情況 ， 如果有低電平輸出的行列交叉處，那該交叉處就是按鍵按下的地方。 單片機(jī) 4*4 矩陣鍵盤設(shè)計(jì)方案 1. 設(shè)計(jì)原理 如圖 所示用單片機(jī)的并行口 P0連接 到 4*4矩陣鍵盤， 用 單片機(jī)的 各 個(gè) 管腳 用 作 信號 輸入線， 用 單片機(jī)的 各 個(gè) 管腳作輸出線，在 LCD 數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵 的 序號 （ 0 到 9） 、小 數(shù)點(diǎn)和啟動(dòng)停止按鍵（ C 鍵）、確定按鍵（ Enter）、復(fù)位清零鍵。 4. 確 定按鍵（ Enter 鍵） :在按完你需要的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)后再 按下該按鍵， 系統(tǒng)就會(huì)停止其他按鍵功能，然后會(huì)把輸入的設(shè)定值 送往單片機(jī)， 然 后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)據(jù)，再 通過 LCD 顯示 器 顯示出來。第一次按鍵掃描后 ，按下小數(shù)點(diǎn)鍵， 會(huì)跟數(shù)字鍵一樣被顯示器顯示出來。 電子負(fù)載系統(tǒng)中按鍵需要實(shí)現(xiàn)的功能有 : 1. 09 數(shù)字鍵： 在 本設(shè)計(jì)中 使 用 專門 的 0 到 9 數(shù)字輸入鍵， 依次按下數(shù)字鍵后，系統(tǒng)逐個(gè)掃描， 按位輸入的數(shù)據(jù)提取出來，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)據(jù)。 在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中 要先從 鍵盤中輸入 給定的 設(shè)定值， 在 通過 D/A 轉(zhuǎn) 換器轉(zhuǎn)換輸出 即時(shí)值 。 然而 矩陣式鍵盤則適合于功能復(fù)雜 、 數(shù)據(jù)較多 或 輸入命令 較多的情況下 的系統(tǒng)。在按鍵數(shù) 比 較多時(shí) ,I/O 口浪費(fèi) 較 大 , 每個(gè)按鍵需 要 占用一根 I/O 口線， 電路結(jié)構(gòu)就 顯得 比較繁 雜。 89C52III 單片機(jī)采用的芯片都是常用芯片，使學(xué)習(xí)者對常用電子產(chǎn)品進(jìn)一步學(xué)習(xí)理解。表 為系統(tǒng) 單片機(jī) 的 I/O 口分配連接情況 表 。 在 本設(shè)計(jì) 中 采用 了 KEIL 軟件 來 實(shí)現(xiàn)其軟件部分的設(shè)計(jì)， 所以本設(shè)計(jì) 選擇采用STC89C52 單片機(jī)作為核心處理器。 單 運(yùn)行程序就 很 不方便。本設(shè)計(jì)過程中采用單片機(jī)作為主控制器。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 7 3 電子負(fù)載系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 核心處理器設(shè)計(jì) 核心處理器是進(jìn)行簡單的數(shù)字信號處理 并且 負(fù)責(zé)控制 和 協(xié)調(diào)其他各個(gè)模塊工作。 控制部分采用 STC89C52 單片機(jī)來完成，設(shè)定值通過鍵盤輸入送往單片機(jī)，再通過 D/A 輸出電路產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓送往 PI 控制器與實(shí)際電壓相比較，基準(zhǔn)電壓與實(shí)際電壓相比較的偏差控制 MOS 管的導(dǎo)通量變化與截止，從而達(dá)到保持電流恒定的目的。 電子負(fù)載系統(tǒng)的硬件部分包括以下內(nèi)容： 1. 核心處理器單片機(jī)的選擇與 I/O 的分配 (采用的是 STC89C52 單片機(jī)） 2. 鍵盤輸入模塊 （采用的是 4*4 矩陣鍵盤輸入） 3. 液晶顯示模塊 （采用的是 Nokia 5110 液晶顯示 ） 4. A/D 轉(zhuǎn)換電壓電流采樣模塊 （采用的是 TLC1549 系列 轉(zhuǎn)換器） 5. D/A 轉(zhuǎn)換模塊 （采用的是 TLC5615 D/A 轉(zhuǎn)換器） 6. 電流取樣 PI 控制器等組成的負(fù)反饋控制模塊 7．電源電路模塊 本 設(shè)計(jì) 的 直流 電子負(fù)載，主要 是 實(shí)現(xiàn)恒 定電 流 和 恒 定電 壓 的 工作模式，如圖 所示為方案三系統(tǒng)模塊框圖。 系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)方案 本 直流 電子負(fù)載系統(tǒng)由軟硬件 相互結(jié) 合而成。 方案三通過 PI 調(diào)節(jié)器 、 負(fù)反饋控制環(huán)路 和運(yùn)放 ，采用通過軟硬件的 相互 協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)設(shè)計(jì)。方案二控 制 MOS 管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間 是 通過單片機(jī)輸出一定占空比的 PWM 控制信號 來控制的 ， 從而 獲得實(shí)際所需的工作電壓 和電流 。 S T C 8 9 C 5 2單片機(jī)L C D 顯 示鍵 盤D / A 轉(zhuǎn) 化 P I 調(diào) 節(jié) 器 M O S 管被 測電 源電 流 檢 測A / D 轉(zhuǎn) 化電 壓 檢 測A / D 轉(zhuǎn) 化V e r fRRU fR 圖 方案三系統(tǒng)模塊框圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 6 這三個(gè)方案 經(jīng)過 仔細(xì)研究 比較 后 ， 得出： 方案 一 主要 是 靠硬件實(shí)現(xiàn)， 設(shè)計(jì) 成本高。 再 又通過 PI 調(diào)節(jié)器 、 負(fù)反饋控制環(huán)路 和 運(yùn)放 這些電路核心 ，控制 MOSFET 的柵極電壓， 達(dá)到的目的是使 其內(nèi)阻變化。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 5 圖 方案二系統(tǒng)模塊框圖 方案三：如圖 所示 的 為 該方案的 電子負(fù)載設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊框圖。獲得實(shí)際所需的工作電流 和 電壓 利用