【正文】 輸出直流能步進調節(jié)，由“+”、‘’“兩個 按鍵來控制輸出電流的大小，步進值為4mA。設計該系統(tǒng)工作所需的輔助電源。第二部分提出了數(shù)控直流恒流源的總體設計思路和幾種實現(xiàn)方案論證，以及相關系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，對這些方案的可行性進行比較分析，選擇了一種基于51單片機系統(tǒng)的數(shù)控直流恒流源的方案，并對該方案運用的基礎知識和使用的器件作出扼要的介紹。第四部分主要闡述了數(shù)控直流恒流源的軟件系統(tǒng)的設計思路和軟件設計流程。第六部分對本數(shù)控直流恒流源給出了本課題的結論。此方案的優(yōu)點是電路簡單，但是數(shù)據(jù)量大且存儲器容量有限。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡單，各項功能易于實現(xiàn)，能很好滿足課題的要求。 恒流源方案選擇方案一：采用傳統(tǒng)的恒流三極管或恒流二極管，精度比較高，但這種電路的恒流范圍很小，只有十幾毫安，不能達到題目的要求。通常有兩種方法來改變輸出電流：一是手動調節(jié)改變輸出電流，這種方法不能滿足課題的數(shù)控調節(jié)要求：二是通過數(shù)字電位器來改變電阻參數(shù)，雖然可達到數(shù)控的目的，但數(shù)字電位器的每一級步進電阻比較大，很難調節(jié)輸出電流。電壓控制電路采用數(shù)控方式，利用單片機輸出數(shù)字量，經(jīng)DAC0832變成模擬量，再送到運算放大器LM324進行放大。該方案是通過軟件方法上來實現(xiàn)輸出電流的穩(wěn)定，易于功能的實現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案。但是，普通數(shù)碼管能顯示的信息量有限，并且一般情況下要顯示較多的信息所占用的系統(tǒng)I/O資源較多?？紤]到自身未用過液晶顯示器LCD1602，故采用此方案。有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內含2個外部中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，可以按照常規(guī)方法通過串行通道進行編程。引腳說明 主要管腳有:XTAL1(19腳)XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHZ晶振。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。 第二章 方案與設計基礎知識 液晶顯示器（LCD1602） LCD1602簡介LCD1602可以在LCD顯示屏上完整顯示32個英文字符和日文等一些字符，適合顯示英文文字信息量較小的地方。LCD1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，如表1所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)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” 第二章 方案與設計基礎知識 1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表2所示， 它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。高電平表示有效，低電平則無效 第二章 方案與設計基礎知識 指令4：顯示開關控制。指令10：寫數(shù)據(jù)指令11：讀數(shù)據(jù)液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。第5腳： RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第6腳： E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第15腳： BLA背景光源正極，接高電平第16腳： BLK背景光源負極，接地 三端穩(wěn)壓集成電路7805電子產品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 系列和負電壓輸出的79系列。它的樣子象是普通的三極管，TO 220 的標準封裝。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如附圖所示。如對于78**正壓系列，①腳高電位，②腳接地，；對與79**負壓系列，①腳接地，②腳接負電壓，輸出都是③腳。 數(shù)模轉換器DAC0832芯片 DAC0832簡介DAC0832DAC0832是8分辨率的D/A轉換集成芯片。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉換控制容易等優(yōu)點，在單片機應用系統(tǒng)中得到廣泛的應用。　A. 分辨率為8位；　B. 電流穩(wěn)定時間1us；　C. 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；　D. 只需在滿量程下調整其線性度；　E. 單一電源供電（+5V～+15V）；　F. 低功耗，20mW。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產生LE1，當LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存；　　* XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負脈沖（脈寬應大于500ns）有效；　　* WR2：DAC寄存器選通輸入線，負脈沖（脈寬應大于500ns）有效?！　? IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內容線性變化；　　* IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；　　* Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調整轉換滿量程精度；　　* Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；　　* VREF：基準電壓輸入線，VREF的范圍為10V～+10V；　　* AGND：模擬信號地，摸擬信號和基準電源的參考地* DGND：數(shù)字信號地，兩種地線在基準電源處共地比較好 運算放大器LM324芯片LM324系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。LM324的引腳排列見圖。C 引腳說明 第二章 方案與設計基礎知識 第1腳：B，基極第2腳：C,集電極第3腳：E，發(fā)射極 第三章 系統(tǒng)整體結構及硬件實現(xiàn) 第三章 系統(tǒng)整體結構及硬件實現(xiàn) 系統(tǒng)整體框圖系統(tǒng)總體設計方案主要由微控制模塊、恒流控制模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、電源模塊五部分構成。在整個數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)中，主控器是系統(tǒng)的控制中心，其工作效率的高低關系到系統(tǒng)效率的高低以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。從功能和價位以及本課題要求來看，選擇51系列的STC89C51作為本方案的控制核心。RST (9腳)為復位輸入端口，外接電阻電容組成復位電路。 第三章 系統(tǒng)整體結構及硬件實現(xiàn) 恒流控制模塊（電壓電流轉換模塊）在本數(shù)控直流恒流源中，采用了運算放大器加達林頓管組成的恒流源電路，運算放大器采用LM324，達林頓管采用TIP122，同時利用D/A轉換器DAC0832作為電壓輸入控制。穩(wěn)壓控制模塊設計主要是用DAC0832輸出的參考電壓去控制LM324輸出大小變化，其中數(shù)模轉換器DAC0832的基準電壓Vref來自三端穩(wěn)壓集成電路7805的輸出端口。根據(jù)運算放大器的虛短和虛斷的電路特性以及電路的分析可得出，運算放大器的兩輸入口電壓相等，均等于Vout。將恒壓控制模塊和恒流源模塊合并組成整體的恒流控制模塊如下圖所示： 第三章 系統(tǒng)整體結構及硬件實現(xiàn) 顯示模塊顯示的方式有很多，主要分為兩類：LED顯示和LCD顯示。如果采用動態(tài)掃描方式顯示，則需占用處理器的時間，若是采用靜態(tài)顯示則需要增加鎖存器，耗費硬件制作的時間。并且考慮到自身未用過液晶顯示器LCD1602，故采用LCD顯示。在設計過程中通過單片機編程控制第4腳RS（數(shù)據(jù)/命令選擇端），第5腳R/W（讀寫選擇端），第6腳E（使能端），從而實現(xiàn)顯示效果。KEY1為電流“+”，KEY2為電流“”，按一下KEY1，當前電流增加4mA，按一下KEY2，當前電流減小4mA。而單純采用一般的線性穩(wěn)壓器件很難完成該部分的功能。在本系統(tǒng)中，主電源由開關電源MD35D12提供DC177。 第四章 系統(tǒng)的軟件設計 第四章 系統(tǒng)的軟件設計 軟件設計思路當給系統(tǒng)上電，立刻進行初始化，分別是對端口初始化，D/A初始化以及LCD1602顯示器初始化，然后系統(tǒng)默認電壓和電流。 系統(tǒng)軟件流程 主程序模塊流程圖如圖41所示，負責檢查掃