【正文】 容，不但可以穩(wěn)壓，還可以使電源紋波小，使芯片工作時(shí)性能好，輸出的波形更加穩(wěn)定。 四線 接口方式往往用于多個(gè)串行器件連接到同一數(shù)據(jù)線時(shí)。 SCLK 的頻率可達(dá) 。串行數(shù)據(jù)先被鎖定至 DACB 的數(shù)據(jù)寄存器，然后再至 DACA、 MSB 數(shù)據(jù)位在前。 SCLK 的頻率可達(dá) 。15V （ 9） 較低的溫度增益 2ppm/ 0C （ 10） 內(nèi)部上電復(fù)位 MAX532 的引腳如圖 39 所示： 各管腳如下定義： RFBA： DACA 的反饋電阻 VREFA： DACA 的參考電壓輸入 VOUTA： DACA 電壓輸出 AGNDA： DACA 模擬地 AGNDB： DACB 模擬地 VOUTB： DACB 電壓輸出 VREFB： DACB 的參考電壓輸入 RFBB： DACB 的反饋電阻 圖 39 MAX532 引腳圖 V D D16D IN13V S S9R E B A1V O U T A3A G N D A4CS14S C L K11L D A C15V R E F A2M A X 53 2蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 20 VSS： 負(fù)電源 DGND：數(shù)字地 SCLK：串行時(shí)鐘輸入 DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出 DIN：串行數(shù)據(jù)輸入 CS：芯片選擇，低電平有效 LDAC：異步加載 DAC 輸入，低電平有效 VDD：正電源 的讀寫時(shí)序 MAX532 內(nèi)部有一個(gè) 24 位的移位寄存器，高 12 位 B 通道的 DAC 數(shù)據(jù)，低 12 位為 A 通道的 DAC 數(shù)據(jù)， MSB 數(shù)據(jù)位在前。1/2LSB （ 8） 工作電壓范圍： 177。12V （ 5） 電流輸出范圍： 177。 D/A 模塊 選擇 MAX532 簡(jiǎn)介 MAX532 是一種帶有輸出放大器的雙路串行 12 位電壓輸出數(shù)字 模擬轉(zhuǎn)換器（ DAC） ,其接口能與標(biāo)準(zhǔn)的 SPI、 QSPI 和 MICROWIRE 接口標(biāo)準(zhǔn)兼容，采用 1215V之間的電源供電，所有輸入端口與 TTL 和 CMOS 兼容。正常工作時(shí)兩者的相差很小，一旦出現(xiàn)異常狀況，用戶可以看出期望值不符，從而采取相應(yīng)的措施。此數(shù)據(jù)是移到設(shè)定寄存器還是通訊寄存器，取決于通訊寄存器中的寄存器設(shè)定位； 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 18 DVDD：數(shù)字電源，正常情況是 +3V 或 +5V； DGND：數(shù)字地。數(shù)據(jù)更新結(jié)束后， DRDY 將再次返回低電平； DOUT：從片內(nèi)輸出移位寄存器中讀出串行數(shù)據(jù)的串行輸出端。在輸出更新期間，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)被讀出，此引腳將持續(xù) 500 倍 Tclkin 時(shí)鐘周期，然后返回高電平。低電平表明來(lái)自 AD7715 數(shù)據(jù)寄存器新的輸出字是有效的。如果 MCLK IN 為外部時(shí)鐘引腳， MCLK OUT 引腳能提供一個(gè)反向的時(shí)鐘信號(hào)，供外電路使用； CS ：片選信號(hào) ，邏輯低有效； RESET ：邏輯輸入，低電平有效?？捎删д裉峁?，也可由與 CMOS 兼容的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，此時(shí) MCLK OUT 引腳懸空。 引腳功能 AD7715 的引腳排列如圖 37 所示 。它具有 %的非線性、片內(nèi)可編程增益放大器、差動(dòng)輸入、三線串行接口、緩沖輸入、輸出更新速度可編程等特點(diǎn)。 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) 輸 出 電壓為 +15V、 15V、和 +5V 的原理圖如 圖 35 所示。當(dāng)通過(guò)達(dá)林頓管的集電極 C 和發(fā)射極 E 上的電流變小時(shí)，功率電阻上的電壓降低， ΔU為正值，則 B 管腳的電位升高，從而使流過(guò) 達(dá)林頓管的 集電極 C 和發(fā)射極電流升高，當(dāng) ΔU為零時(shí)電流穩(wěn)定不變，由此來(lái)達(dá)到恒流的目 的。 E 管腳電壓需要采集送到單片機(jī)處理，接 C2 使采集電壓更加穩(wěn)定。 Ic=βIb 由于 β值很大則 IcIb， 那么 Ic≈Ie 改變達(dá)林頓 B 管腳的電位可改變達(dá)林頓管集電極 C 管腳的電流。利用達(dá)林頓管的電流放大特性，可實(shí)現(xiàn)大電流的輸出。 圖 33 復(fù)位原理圖 D1R E S 11KV C CR E S E TC12 2 u F+S1蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 14 恒流源的基本設(shè)計(jì)原理 恒流源電路如圖 34 所示，由于 D/A 轉(zhuǎn)換輸出的模擬信號(hào)不穩(wěn)定 ， 加上 C3 穩(wěn)定電壓。但在設(shè)計(jì)高精度穩(wěn)定電源時(shí)，必須要高度重視第四個(gè)因素。 一般地說(shuō)，穩(wěn)定電源電路的設(shè)計(jì)首先要考慮前兩種因素，并針對(duì)這兩種因素設(shè)計(jì)穩(wěn)定電源中放大器的放大量等。即使不是這兩種極端情況，負(fù)載電阻有微小的變化也會(huì)引起穩(wěn)定電源輸出電量的變化 [14]； (3)由穩(wěn)定電源本身?xiàng)l件促成的。電網(wǎng)供電有高峰期和低谷期，不可能始終穩(wěn)定如初 ； (2)由負(fù)載變化形成的。 a)內(nèi)部振蕩電路 b)外部振蕩電路 X T A L 2X T A L 1G N DX T A L 2X T A L 1NC外部振蕩信號(hào)輸入蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 13 恒流源基本設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法 引起穩(wěn)定電源輸出不穩(wěn)定的主要原因 穩(wěn)定電源的輸出電量 (電壓或電流 )，是相對(duì)穩(wěn)定而非絕對(duì)不變的，它只是變化很小，小到可以在允許的范圍之內(nèi)。振蕩周期就是晶振的振蕩周期。 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，高電平有效。為擺脫困境，可將單片機(jī)復(fù)位，以重新啟動(dòng)。其主要功能是將程序計(jì)數(shù)器 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。 本課題所用的時(shí)鐘電路如圖 32 a)圖所示。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的額定要求。采用外部時(shí)鐘的電路如圖 32 b)圖所示。如果使用石英晶體，電容使用 30pF 士 l0pF，如果使用陶瓷諧振器 ， 電容使用 40pF 士 l0pF。 外接石英晶體 (或陶瓷諧振器 )及電容 C1， C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 時(shí)鐘電路及復(fù)位電路 AT89S52 中有一個(gè)構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 12 分別是該放大器的輸入和輸出端。 (4)振蕩器引腳 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生 電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 EA /VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。而只有在MOVX 或 MOVC 指令執(zhí)行時(shí) ALE 才被激活。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，會(huì)跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。在對(duì) flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，此引腳也用作編程輸入脈沖 PROG 。 ALE/ PROG ：地址鎖存控制信號(hào)。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。晶振工作時(shí)， RST 引腳的輸入高電平有 2 個(gè)機(jī)器周期就會(huì)對(duì)單片機(jī)復(fù)位。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào) 。作為輸入使用時(shí)，被輸入信號(hào)拉低的引腳由于內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流 IIL。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。在這種應(yīng)用中， P2 口使用強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時(shí)，輸入信號(hào)拉低的引腳由于內(nèi)部上拉電阻的原因，將輸出電流 IIL。 圖 31 AT89S52 引腳 圖 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 10 表 31 P1 端口 第二功能 口線 第二功能 信號(hào)名稱 T2 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入，時(shí) 鐘輸出 T2EX 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制 MOSI 在系統(tǒng)編程用 MISO 在系統(tǒng)編程用 SCK 在系統(tǒng)編程用 P2 端口： P2 口也是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯平。此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 31 所示。對(duì) P1 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在對(duì) flash 存儲(chǔ)器行編程時(shí)， P0 口用于接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)；這時(shí)需要外部上拉電阻。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址 /數(shù)據(jù)總線。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平。 AT89S52 是一蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 9 個(gè)低功耗、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，引腳圖如圖 31 所示。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP、和 PLCC 三種封裝式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 單 機(jī) 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) A/D D/A 恒流源 主電路 負(fù) 載 鍵盤控制 LED 顯示 圖22 系統(tǒng)框圖 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 8 第 3 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)的功能介紹 主要功能特性： （ 1） 兼容 MCS51 指令 系統(tǒng) （ 2） 32 個(gè)雙向 I/O 口 （ 3） 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 4） 全雙工 UART 串行中斷口線 （ 5） 2 個(gè)外部中斷源 （ 6） 中斷喚醒省電模式 （ 7） 看門狗（ WDT）電路 （ 8） 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁(yè)編程 （ 9） 8k 可反復(fù)摖寫（ 1000 次） ISP Flash ROM （ 10） 工作電壓 （ 11） 時(shí)鐘頻率 033MHz （ 12） 2568bit 內(nèi)部 RAM （ 13） 低功耗空閑和省電模式 （ 14） 3 級(jí)加密位 （ 15） 軟件設(shè)置空閑和省電功能 （ 16） 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 AT89S52 設(shè)計(jì)和配置了振 蕩頻率可為 0Hz 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。 該系統(tǒng)輸出電流 范圍較大，并且輸出電流與給定值偏差的絕對(duì)值及紋波電流較小，具有功能強(qiáng)、性能可靠、體積小、電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，分為以下幾個(gè)組成部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊、恒流源模塊、 負(fù)載、 鍵盤及顯示模塊，系統(tǒng)框圖如圖22 所示。為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的控制 :一方面 ,通過(guò) D/A 輸出實(shí)現(xiàn)電流的預(yù)置 ,再通過(guò)運(yùn)算放大器控制晶體管的輸出電流 。 顯示器 鍵盤 控制器 數(shù)模轉(zhuǎn)換 模數(shù)轉(zhuǎn)換 電壓電流轉(zhuǎn)換 21 系統(tǒng)框圖 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 7 方案二： 本課題要設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)控制的直流恒流源，以直流穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源為核心 ,結(jié)合單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的控制。本方案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，對(duì)信號(hào)處理比較困難 。 （ 2）可 設(shè)置并顯示電流給定值，要求輸出電流與給定值偏差的絕對(duì)值 ≤ 給定值的1%+10mA； （ 3）具有“ +”、“ ﹣ ”步進(jìn)調(diào)整功能，步進(jìn) ≤ 10mA； （ 4）改變負(fù)載電阻，輸出電壓在 10V 以內(nèi)變化時(shí)，要求輸出電流 變化的絕對(duì)值 ≤輸出電流值的 1%+10mA； （ 5）紋波電流 ≤ 2mA。 尤其在負(fù)載一端需接地 ,要求大電流的場(chǎng)合 ,獲得了廣泛應(yīng)用。 通常 ,將場(chǎng)效應(yīng) 管 和晶體管配合使用 ,其恒流效果會(huì)更佳。由晶體管構(gòu)成的恒流源 ,廣泛地用作差動(dòng)放大器的射極公共電阻 ,或作為放大電路的有源負(fù)載 ,或作為偏流使用 ,也可以作為脈沖產(chǎn)生電路的充放電電流 ,由于晶體管參數(shù)受溫度變化影響 ,大多采用了溫度補(bǔ)償及穩(wěn)壓措施 ,或增強(qiáng)電流負(fù)反饋的深度以進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電流。 一般而言 ,按照恒流源電路主要組成器件的不同 ,可分為三類 :晶體管恒流源、場(chǎng)效應(yīng)管恒流源、集成運(yùn)放恒流源 ， 下面分別予以說(shuō)明。 PID control algorithm。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 2 The abstract Constant current, is one kind can provide the constant current to the load the power constant current application scope is extremely widespread, and in many situations is article has designed one kind the numerical control cocurrent constant current which controls based on the monolithic integrated circuit. This constant cur