【正文】 ......20 MSP430F2274寄存器介紹 ................................................................................................20 .............................................................................................................22 ...............................................................................................................................22 主程序流程圖 ....................................................................................................................23 中文液晶顯示 ....................................................................................................................23 鍵盤程序流程圖 ................................................................................................................24 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 .................................................................................................................25 D/A轉(zhuǎn)換流程圖 .................................................................................................................25 本章小結(jié) ...................................................................................................................................26第五章 系統(tǒng)仿真調(diào)試 .................................................................................................27 ...........................................................................................................................27 功能特點(diǎn) ............................................................................................................................27 功能模塊 ............................................................................................................................27 ...................................................................................................................................29結(jié) 論 ..........................................................................................................................30參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................31致 謝 ..........................................................................................................................32 前 言直流電流源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一,廣泛應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。而本設(shè)計基于單片機(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。通過4位鍵盤輸入給定值，由D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)D/A輸出電壓作為恒流源的參考電壓，以LM作為電壓跟隨器，利用晶體管平坦的輸出特性得到恒定的電流輸出，最后用中文液晶顯示輸出。電源作為電路的動力源泉更是扮演著越來越重要的角色，不論是學(xué)校實(shí)驗室還是維修中心都離不開實(shí)驗電流源，然而傳統(tǒng)的電流源不論是在控制精度還是輸出特性上都無法滿足要求。本文在參考傳統(tǒng)電流源以及普通數(shù)控電流源的基礎(chǔ)上，在充分考慮性價比的同時極大地提高了數(shù)控電流源的準(zhǔn)確性，通過軟件修正以后在使用普通元件的情況下數(shù)控電流源的性能也達(dá)到了比較高的水平。為了保證電流不變，輸出電壓必須始終符合V=I*R。從外部看，就是Ro=∞ 。所以理想恒流源都不允許輸出開路。在一般恒流電路中大多采用電流負(fù)反饋來恒定電流負(fù)反饋的作用就是“ 使之穩(wěn)定 ”。發(fā)現(xiàn)小了，就設(shè)法使之增大，發(fā)現(xiàn)大了，就設(shè)法使之減小。衡量“接近”程度的指標(biāo)就是輸出電阻 R遠(yuǎn)大于零。（只能接近，不可能完全達(dá)到） 數(shù)控直流電流源的必要性作為常用的電子儀器在學(xué)校和研發(fā)和檢測部門都有者相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，特別在電路原理實(shí)驗和電子元件老化測試中都離不開電流源。首先從精度上來看傳統(tǒng)電流源的調(diào)整大多采用旋轉(zhuǎn)電位器的方式，在調(diào)整時電流值主要從電位器的刻度讀出，容易產(chǎn)生讀數(shù)誤差。傳統(tǒng)的實(shí)驗電源亟待改進(jìn)電源。普通電流源往往是用電位器進(jìn)行調(diào)節(jié), 輸出電流值無法實(shí)現(xiàn)精確步進(jìn)。為此, 結(jié)合單片機(jī)技術(shù)及V/I 變換電路, 采用反饋調(diào)整控制方案設(shè)計制作了一種新型的基于單片機(jī)高精度數(shù)控直流電流源。(2)輸出電流值可精確預(yù)置,最小步進(jìn)為1mA, 輸出電流范圍為20～ 2022 mA。(4)LED 可同時顯示預(yù)置電流值、實(shí)測電流值及當(dāng)前量程檔, 便于用戶操作及進(jìn)行誤差分析。4完成電路調(diào)試及軟件調(diào)試工作。 6完成論文初稿。所以，這設(shè)計不能做到盡善盡美，需要老師和同學(xué)們多提出寶貴的意見。第二章 芯片簡介 單片機(jī)芯片MSP430F22 74MSP430系列 單片機(jī)是美國德州儀器(TI )1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號處理器(Mixed Signal Processor)。 目前MSP430 系列有OPT 型、 FLASH 型和ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。這種方式只需要一臺 PC 機(jī)和一個 JTAG 調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。 MSP430F2274單片機(jī)基本特性非常低的工作電源電壓范圍：。 待機(jī)狀態(tài)下。極短的喚醒時間，典型時間為1us。內(nèi)部CPU結(jié)構(gòu)遵循精簡指令集RISC 設(shè)計（Re duced Instruction Set Computer)。強(qiáng)大的時鐘模塊：低速晶體振蕩器，高速晶體振蕩器，DCO振蕩器。具有4個8位I／O端口，即32根I／O線。具有3個捕捉/比較寄存器的16位定時／計數(shù)器Timer_A和Timer_B以及看門狗定時器（Watchdog Timer）。具有串行通信模塊，該模塊既可以支持自動波特率檢測的增強(qiáng)型UART ，提供一部通信功能。內(nèi)帶10位200kbps速度的ADC模塊。 MSP430F2274芯片引腳說明 Pin explain of MSP430F2274 chip從單片機(jī)MSP430F2274的管腳圖 ，它的控制引腳主要來自 I/O，這樣做的目的是節(jié)省引腳數(shù)目，以達(dá)到減少芯片占用面積的目的。只需要通過3根串行總線就可以完成10位數(shù)據(jù)的串行輸入，易于和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的微處理器或微控制器（單片機(jī)）接口，適用于電池供電的測試儀表、移動電話，也適用于數(shù)字失調(diào)與增益調(diào)整以及工業(yè)控制場合。 TLC5615 的內(nèi)部功能框圖 Internal functions diagram of TLC5615 TLC5615功能簡介：(1) 10位DAC電路；(2) 一個16位移位寄存器 ,接受串行移入的二進(jìn)制數(shù)，并且有一個級聯(lián)的數(shù)據(jù)輸出DOUT；(3) 并行輸入輸出的 10位 DAC 寄存器，為10位DAC電路提供待轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)據(jù)；(4) 電壓跟隨器為參考電壓端REFIN提供很高的輸入阻抗，大約10MΩ；(5) 2電路提供最大值為2 倍于REFIN的輸出；(6) 上電復(fù)位電路和控制電路。DV 引腳排列 Pins arrangement推薦工作條件：● ,～ ,通常取 5V；DV● 高電平輸入電壓:；● 低電平輸入電壓,；● 基準(zhǔn)輸入電壓:2V～(VDD2) ，；● 負(fù)載電阻:不得小于2kΩ。可以看出，只有當(dāng)片選 為低電平時，串行輸入數(shù)據(jù)CS才能被移入16位移位寄存器。注意，二進(jìn)制最高有效位被導(dǎo)前移入。注意， 的上升和下降都必CS須發(fā)生在SCL K為低電平期間。在單片TLC5615工作時，只需要向16位移位寄存器按先后輸入10位有效位和低2位填充位，2位填充位數(shù)據(jù)任意，這是第一種方式，即12位數(shù)據(jù)序列。無論工作在哪一種方式,輸出電壓為： 。 TLC5615 的時序圖 Sequence chart of TLC5615 ZLG7289A 芯片介紹 芯片簡介ZLG7289A是廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司自行設(shè)計的，具有SPI串行接口功能的可同時驅(qū)動8位共陰數(shù)碼管（或64只獨(dú)立LED）的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。ZLG7289A具有片選信號，可方便地實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口。特點(diǎn)： ? 串行接口，無需外圍元件可直接驅(qū)動LED? 各位獨(dú)立控制譯碼/ 不譯碼及消隱和閃爍屬性? （循環(huán)）左移/（循環(huán)）右移指令? 具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立LED? 64位鍵盤控制器，內(nèi)含去抖動電路 引腳說明引腳說明，： 引腳說明表 Pins explain table引腳 名稱 說明1，2 VDD 正電源3，5 NC 懸空4 VSS 接地6 /CS 片選輸入端，此引腳為低電平時可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù)7 CLK 同步時鐘輸入端，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時，此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效。9 /KEY 按鍵有效輸出端，平時為高電平，當(dāng)檢測到有效按鍵時，此引腳變?yōu)榈碗娖?。此方案的?yōu)點(diǎn)是電路簡單，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大且存儲器存儲容量有限，在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)編碼開關(guān)不穩(wěn)定，所以不宜采用。：輸入顯示鍵盤單片機(jī)MSP430D/A轉(zhuǎn)換輸出顯示A/D采樣恒流源電源模塊 方案二方框圖 Plan two charts 單元電路設(shè)計系統(tǒng)硬件以MSP430F2274 單片機(jī)為核心，外圍包括電源模塊、數(shù)碼管顯示模塊、 D/A轉(zhuǎn)換模塊及恒流源模塊。12V +5V。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動電壓U 3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓 U4。 177。12V Power supply circuit +12 V的電源；主要用于LM1117。 由于要求輸出的電流最大值為2022mA,而且主要電流從它通過，所以要用大電容，本設(shè)計采用兩個2200UF 50V的電容并聯(lián)( 同時為了減小紋波系數(shù)本設(shè)計在兩個電容之間接入有源濾波電路 )，由于的LM358的耐壓值最大可達(dá)42V，所以LM358可以安全工作 。分別用 、 和片選 CS， 。 139。因此可以通過改變同相輸入端的電壓來調(diào)整輸出電流 的大小。 Io例如： 時， Vi2但是在測試 對 的控制比預(yù)期效果差，總是小于理論值。 LM358和晶體管2組成電壓－電流轉(zhuǎn)換器，U1A、U1B和電阻R1－R8利用D/A的輸出實(shí)現(xiàn)對電壓進(jìn)行數(shù)控。TIP42C（10A ）是大功率PNP三極管，主要功能是實(shí)現(xiàn)功率放大。通過對電阻R9兩端的電壓值進(jìn)行采樣，經(jīng)過運(yùn)算放大器送入片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。R9 兩端的電壓在0～4V的范圍內(nèi)變化，滿足系統(tǒng)設(shè)計的精度要求。利用ZLG7289本身的特性可以串行接口無需外圍元件可直接驅(qū)動LED ，各位獨(dú)立控制譯碼 /不譯碼及消隱和閃爍屬性，循環(huán)左移/ 循環(huán)右移指令，具有段尋址指令方便控制獨(dú)立LED ，并且有4 鍵鍵盤控制器內(nèi)含去抖動電路，完全達(dá)到題目所提及的要求。Protel設(shè) 計 系 統(tǒng) 是 一 套 建 立 在 PC環(huán) 境 下 的 EDA電 路 集 成 設(shè) 計 系 統(tǒng) ， 它 以 卓 越 的 功 能 旺盛 的 生 命 力 緊 跟 計 算 機(jī)