【正文】 圖 89C52 的 基本外部電路 Figure 89C52 basic exterior electric circuit 吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 15 主控部分具體電路 E A / V P31X119X218R E S E T9R D P 3 .717W R P 3 .616I N T 0 P 3 .212I N T 1 P 3 .313T 0 P 3 . 414T 1 P 3 . 515P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D P 3 . 111R X D P 3 .010V s s20V c c40U 1 38 9 C 5 2Y16 .0 0 0 M H ZC 2 61 8 p C 2 71 8 pC 2 51 0 uV C C R81 0 kD2S W 2D3S W 2D4S W 2D5S W 2主控單片機D6S W 2V C CC50 .1 uC21 0 0 UV C CC60 .1 uT X DR X DR C L K 圖 Figure master control electric circuit schematic diagram 吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 16 4 數(shù)控電 流 源的軟件系統(tǒng)設計 具體 模塊劃分 數(shù)據處理 以及顯示 模塊其具體 流程圖如 圖所示 : 讀 2 0 H16 進制轉 BCD存顯示緩沖數(shù)據讀 2 1 H16 進制轉 BCD存顯示緩沖數(shù)據 讀 2 1 H選擇表單查表存 D / A 輸出數(shù)據發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據發(fā)送 5 9 5 顯示信號返回 圖 Figure data processing as well as display module its specific flow chart 按鍵處理程序模塊 如 圖 : 有鍵按下嗎？是第一鍵嗎？是第二鍵嗎？是第三鍵嗎？是第四鍵嗎？快加快減慢加慢減是是是是是否否否否否返回 圖 Figure pressed key disposal procedure flow chart 吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 17 數(shù)值處理 考慮到運算放大器的工作點偏差問題輸出控制采用鏈表方式，調整電路使得在兩個D/A 均為最大輸出時，輸出電流為 2021mA，然后遞減粗調和細調 D/A 同時用高精度電流表檢測電流，當調整到合適的電流時即 將輸出狀態(tài)記錄，并與輸出電流相關聯(lián)，從而修正 D/A 線性，運算放大器靜態(tài)電流等問題造成的偏差，同時在加入溫度探測電路以后可以方便的對溫度影響進行補償。以 12MHz的時鐘脈沖為例，每個時鐘脈沖為 1μ s，兩個機器周期為2μ s，因此，在第 9腳上連接一個 4μ s的高電平脈沖，即可產生復位動作。 單片機時鐘脈沖電路 AT89C52單片機的最高時鐘脈沖頻率已經達到了 24MHz ，它內部已經具備了振蕩電路，只要在 AT89C52的兩個引腳（即 1 18 腳）連接到簡單的石英振蕩晶體的 2端即可，晶體的 2個管腳也要用 30pF 的電容耦合到地。此單片機與 MCS51產品指令系統(tǒng)完全兼容，由 8K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存 儲器， 256*8 字節(jié)內部 RAM，32 個可編程 I/O 口線， 2個 16 位定時 /計數(shù)器和 6 個中斷源。仿真波形圖如圖 。 由于三極管的驅動電流較大，在 試驗中輸出電流偏小，達不到要求精度，所以采用方案二，用場效應管代替三極管輸出，與三極管相比場效應管具有驅動電流小，電流噪聲底，輸出電流大的特點。 但是在測試 Ui 對 Io的控制比預期效果差，總是小于理論值。 。 ,又由于三極管的發(fā)射極139。 仿真電路如圖 所示 : R11 0 kR61 0 kV5+ 5 VV4+ 5 VVx48231UAL M 3 5 8R32 0 0 0 kV3+ 0 . 2 VVyV o u t 1R75kC10 . 1 uR85k56748U 1 BL M 3 5 8R 1 11 0 kV o u t 2V2V P U L S EV1+ 1 V 圖 控制電壓產生電路 Figure the control voltage produces the electric circuit 其中 U1a 用于運算， U1b用于緩沖，及其濾波， V2為假定干擾源 仿真結果入下圖 所示 : 吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 11 圖 控制電壓產生電路仿真圖（ protel） Figure the control voltage produces the circuit simulation chart (protel) 從圖中我們可以看到該電路對于高頻干擾具有較好的抑制性，這對提高電流源的輸出性能具有一定的幫助。 吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 10 AGND3DGND10Vcc20I o u t 111l s b D I 07I o u t 212D I 16D I 25R f b9D I 34D I 416V r e f8D I 515D I 614m s b D I 713I L E19W R 218CS1W R 12X f e r17U8D A C 08 3 2V C C56748U 5 BL M 3 58 1 2 3J P 25 10V C CV C CC50 . 1 uR11 50C21 00 U 1 2J P 1L E DV C CR21k618 U9T L 4 3 1C91kS E R14S R C L K11S R C L R10R C L K12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U17 4L S 5 95S E R14S R C L K11S R C L R10R C L K12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U67 4L S 5 95+5+5AGND3DGND10Vcc20I o u t 111l s b D I 07I o u t 212D I 16D I 25R f b9D I 34D I 416V r e f8D I 515D I 614m s b D I 713I L E19W R 218CS1W R 12X f e r17U7D A C 08 3 248231U 5 AL M 3 58V C CC11kC60 . 1 uC70 . 1 uC80 . 1 u1234J14JVxVy 圖 D/A轉化電路 Figure D/A transformation electric circuit 其中 Vx、 Vy 分別為粗調和精調電壓輸出。 具體電路設計 在設計中采用直通方式。 3)雙緩沖方式 —— 兩個寄存器均處于受控狀態(tài)。 1) 直通方式 —— WR1= WR2 =0 時，數(shù)據可以從輸入端經兩個 寄存器直接進入 D/A轉換器。因為 DAC0832 是電流輸出型 D/A轉換器，為得到電壓的轉換輸出，使用時需在兩個電流輸出端接運算放大器， Rfb 即為運算放大器的反饋電阻，運算放大器的接法 。 DAC 轉換器的特性之一是： Iout1 +Iout2=常數(shù)。當數(shù)據為全“ 1”時，輸出電流最大 ； 為全“ 0”時輸出電流最小。 (6)XFER—— 數(shù)據傳送控制信號 (輸入 ),低電平有效 。 (5)WR2 —— 第 2寫信號 (輸入 ),低電平有效 .該 信號與信號合在一起控制 DAC寄存器是數(shù)據直通方式還是數(shù)據鎖存方式 :當 WR2=0 和 XFER=0 時 ,為 DAC 寄存器直通方式 。 (4)WR1—— 第一信號（輸入），低電平有效。 (2)CS—— 片選信號（輸入），低電平有效。其內部結構如圖 所示，它由 1個 8 位輸入寄存器、 1個 8位 DAC寄存器和 1個 8位 D/A轉換器組成和引腳排列如圖所示。 10V，電流建立時間為 1181。因此，可以通過分壓的方法來擴大它的量程。該電路采用標準的 位顯示電路進行顯示，其中最高位可以顯示千位的 “ 1”和顯示負號。數(shù)碼顯示模塊如圖所示。 提供的 21V的電源用于 LM358和 VCC . 由于為了保證電路的性能采用線性穩(wěn)壓、濾吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 7 波方式，從電路的可靠性以及性價比考慮采用標準的 7812 擴流輸出方案。 電源模塊具體電路 如圖所示， +5V 其中 +5 V 給 AD0832 供電以及單片機（ AT89C52）、數(shù)碼顯示（包括74LS595,ICL7107）、鍵盤； 5V為 AD0832參考電壓。發(fā)熱量很小，但是由于開關管對強電流進行開關操作，干擾大大高于線性恒流源。 電源方案確定 待選方案 [ 3 ]： 方案一：采用線性恒流電路，該方案具有噪聲干擾小，電路簡單，工作穩(wěn)定的特點，但是由于功率器件工作于線性狀態(tài)功率損耗大，發(fā)熱 較大 ，在滿足設計要求時在極限條件下功率管的消耗功率接近 20W。 提供的 21V 的電源用于 LM358 和 VCC 。 +5V 其中 +5 V 給 AD0832 供電以及單片機（ AT89C52）、數(shù)碼顯示（包括 74LS595,CC7107）、鍵盤； 5V為 AD0832參考電壓。 仿真電路圖如 圖 下 : TF 11 T O 1 C TV1V S I NC12 2 0 0 u C30 .1 uC52 2 0 u C60 .1 u R l 11 0 0U1 U2 U3 U41 32V VGNDIN OUTU?7 8 L0 5D11 N 4 5 9 AD21 N 4 5 9 A 圖 （ protel99） Figure power source simulation circuit diagram (protel99) 仿真結果 吉林農業(yè)大學學士學位論文 基于單片機的數(shù)控電流源的設計 6 圖 protel仿真結果 Figure protel simulation result 本設計共用到電源有三種：即177。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動電壓 U3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓 U4。同時得益于有源慮波 的引入 ，其輸出紋波也大大減小。所以在 電路設計和制作中采用方案二。此方案的優(yōu)點是電路 原理 簡單，缺點是數(shù)據量大且存儲