基于單片機(jī)的數(shù)控電流源畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于單片機(jī)的數(shù)控電流源設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備越來(lái)越多，而電子設(shè)備要工作都需要有電源能夠?yàn)槠渫?。性能好的電子設(shè)備，首先就離不開(kāi)穩(wěn)定的電源，電源的穩(wěn)定度越高，電子設(shè)備機(jī)器外圍條件越優(yōu)越，設(shè)備的壽命就更長(zhǎng)。而各種不同的電子設(shè)備所需要的供電電源不是統(tǒng)一的，所以，對(duì)于數(shù)控恒定電

2、流源的研究與開(kāi)發(fā)就顯得相當(dāng)重要了。現(xiàn)在數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但在恒流方面尤其是在數(shù)控恒流方面的技術(shù)還有待發(fā)展，高性能的數(shù)控電流源的研究與開(kāi)發(fā)非常重要。</p><p>　　本文介紹了一種基于單片機(jī)的數(shù)控電流源的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)以AT89S51單片機(jī)為中心控制器，利用按鍵設(shè)置輸出電流，單片機(jī)將該電流值送數(shù)碼管顯示，同時(shí)，通過(guò)與D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)通信端口將輸出電流的數(shù)字量送入D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為為

3、模擬量后輸出，再通過(guò)壓控恒流電路得到穩(wěn)定輸出的電流。D/A轉(zhuǎn)換器采用DAC0832。</p><p>　　本文提供的數(shù)控電流源具有很高的精度值，可滿足多種電流源的試驗(yàn)要求，且電路精煉、簡(jiǎn)單易懂、成本低廉、實(shí)用價(jià)值和開(kāi)發(fā)價(jià)值大。</p><p>　　關(guān)鍵字：數(shù)控電流源，AT89S51，D/A轉(zhuǎn)換器</p><p>　　Based on SCM of nc source

4、 current design </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As electronic technology in recent years, electronic devices and electronic equipment work will need to have the power of electrici

5、ty. the performance of electronic equipment is first and foremost from a stable source of stability, the higher the external condition, an electronic device, machine equipment of the more, it will be long. And a variety

6、of electronic equipment needed the supply of power is not unified, so for nc constant current research and development is very important. it is a con</p><p>　　This article describes a revivification of nc cu

7、rrent design methods and systems to at89s51 monolithic integrated circuits to control, the button for the output, the current monolithic integrated circuits current take the tube, At the same time, and d a converter data

8、 communications port output of the current number of tier d a converter, d a converter will be converted to numbers measure for simulating after the output, run by a constant flow of electrical a steady output of electri

9、city. d a co</p><p>　　This article provides nc current source of very high precision, a number of current trials, circuits, refining, simplicity, low cost, or useful value. Developing</p><p>　　K

10、eywords：Numerical controlled current source; AT89S51; Digital-To- Analog conversion</p><p>　　不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p

11、><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 技術(shù)發(fā)展歷程1</p><p>　　1.3 本文的研究目的意義及主要工作2</p><p><b>　

12、　1.4 小結(jié)3</b></p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 方案比較與論證4</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇4</p><p>　　2.1.2壓控恒流源的選擇5</p><p>　　2.1.3顯示方案選擇5</p><p>

13、;　　2.2 設(shè)計(jì)方案6</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)7</b></p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 電源電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.1 TL7660簡(jiǎn)介9</p><p>　　3.1.2 電源電路設(shè)計(jì)10</p>

14、;<p>　　3.2 控制電路10</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)時(shí)鐘電路11</p><p>　　3.2.2 單片機(jī)復(fù)位電路12</p><p>　　3.2.3 控制電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3 D/A轉(zhuǎn)換電路15</p><p>　　3.4 壓控恒流源電路16</

15、p><p>　　3.4.1 LM324簡(jiǎn)介16</p><p>　　3.4.2壓控恒流源電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5 顯示電路18</p><p>　　3.5.1 74LS164簡(jiǎn)介18</p><p>　　3.5.2 顯示電路設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.6 本章小結(jié)2

16、1</p><p>　　第4章 軟件程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1 主程序設(shè)計(jì)流程22</p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.2.1 按鍵掃描24</p><p>　　4.2.2 D/A轉(zhuǎn)換25</p><p>　　4.2.3 數(shù)碼管顯示27&l

17、t;/p><p>　　4.3 本章總結(jié)30</p><p>　　第5章 硬件制作31</p><p>　　5.1元器件清單31</p><p>　　5.2硬件制作31</p><p><b>　　結(jié)論33</b></p><p><b>　　致謝34<

18、;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p>　　附錄A 基于AT89S51單片機(jī)的電路原理圖36</p><p>　　附錄B 基于AT89S51單片機(jī)的源程序37</p><p>　　千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印

19、前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p><p>　　在現(xiàn)實(shí)生活中，人們經(jīng)常要用到電子器件，而電子電路要正常工作，電源的作用是不可忽視的，電源性能的好壞，對(duì)電路、電子儀器和電子設(shè)備的使用壽命、使用性能等影響很大，尤

20、其在帶有感性負(fù)載的電路和設(shè)備中，對(duì)電源的性能要求更高。電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控電源在以往使用線性電源的場(chǎng)合中也獲得日益廣泛的應(yīng)用。在

21、一些工業(yè)場(chǎng)合需要提供電壓源和電流源，而且要求范圍廣，紋波低。如果采用多臺(tái)功能單一電源設(shè)備，體積和重量都會(huì)增加很多，不經(jīng)濟(jì)，也不能滿足工作的要求。因此研究開(kāi)發(fā)多功能、寬范圍、可調(diào)節(jié)的數(shù)控電源很有意義。</p><p>　　性能好的電子設(shè)備，首先離不開(kāi)穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長(zhǎng)?；诖?，人們對(duì)數(shù)控恒定電流器件的需求越來(lái)越迫切．當(dāng)今社會(huì)，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別

22、是數(shù)控恒流的技術(shù)才剛剛起步有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。</p><p><b>　　技術(shù)發(fā)展歷程</b></p><p>　　數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來(lái)的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。這些理論為其后來(lái)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時(shí)間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功

23、率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，已出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到0.05V的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源。從90年代末起，隨著對(duì)系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流/直流電

24、源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向到20世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。</p><p>　　早在90年代中，半導(dǎo)體生產(chǎn)商們就開(kāi)發(fā)出了數(shù)控電源管理技術(shù)，而在當(dāng)時(shí)，這種方案的性價(jià)比與當(dāng)時(shí)廣泛使用的模擬控制方案相比處于劣勢(shì)，因而無(wú)法被廣泛采用。</p>

25、<p>　　由于板載電源管理的更廣泛應(yīng)用和行業(yè)能源節(jié)約和運(yùn)行最優(yōu)化的關(guān)注，電源行業(yè)和半導(dǎo)體生產(chǎn)商們便開(kāi)始共同開(kāi)發(fā)這種名為“數(shù)控電源”的新產(chǎn)品。    </p><p>　　現(xiàn)今隨著直流電源技術(shù)的飛躍發(fā)展, 整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機(jī)控制, 從而使直流電源智能化, 具有遙測(cè)、遙信、遙控的三遙功能, 基本實(shí)現(xiàn)了直流電源的無(wú)人值守。</p>&

26、lt;p>　　從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。</p><p>　　數(shù)字化智能電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。</p>&

27、lt;p>　　本文的研究目的意義及主要工作</p><p>　　隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步對(duì)電子儀器的要求不斷提高，電源作為電路的動(dòng)力源泉扮演著越來(lái)越重要的角色，不論是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室還是維修中心都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)電源，但是傳統(tǒng)的電源不論是在控制精度還是輸出特性上都不能滿足要求。首先從精度上來(lái)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(shí)電流值主要從電位器的刻度讀出，容易產(chǎn)生讀數(shù)誤差。從可操作性來(lái)看傳統(tǒng)電流源電位器上

28、的刻度有限，讀書(shū)范圍不大，不可能非常精細(xì)，僅僅靠電位器上的幾個(gè)刻度對(duì)操作者的技巧要求比較高，同時(shí)誤差也比較大。由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和D/A元件的普及使得數(shù)控電源成為可能，數(shù)控電源不論是在控制精度還是在可操作性上都有傳統(tǒng)電源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，由于單片機(jī)使用的普遍化，使得數(shù)控電源與傳統(tǒng)電源的成本日益接近。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中需要完成了以下幾項(xiàng)內(nèi)容：</p><p>　　單片機(jī)控制按

29、鍵設(shè)定輸出電流值；</p><p>　　設(shè)定的電流值還將通過(guò)數(shù)碼管顯示電路顯示；</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過(guò)壓控恒流電路輸出穩(wěn)定的電流；</p><p>　　最終輸出的電流值為1-500mA；</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　本章說(shuō)明了基于單片機(jī)的數(shù)控電流源的課題

30、背景，隨后介紹了數(shù)控電流源的技術(shù)發(fā)展歷程，最后提到研制基于AT89S51單片機(jī)的意義和本設(shè)計(jì)所要滿足課題要求。</p><p><b>　　方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　方案比較與論證</b></p><p>　　2.1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇</p><p>　　方案一：采用各類數(shù)字電

31、路來(lái)組成調(diào)節(jié)設(shè)置輸出電流的電路，通過(guò)信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)數(shù)控電流源，如選用CPLD等可編程邏輯器件，設(shè)計(jì)方框圖如圖2-1所示。</p><p>　　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，而且CPLD器件普遍比較昂貴，設(shè)計(jì)成本高。</p><p>　　方案二：采用AT89S51單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制單元，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換將預(yù)定值送壓控恒流源得到恒定電流，同時(shí)通過(guò)A/D

32、送單片機(jī)顯示實(shí)際值，系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制功能。此方案各類功能易于實(shí)現(xiàn)，能很好的滿足題目的設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)方框圖如圖2-2所示。</p><p>　　綜上所述，從設(shè)計(jì)電路的復(fù)雜程序、設(shè)計(jì)器件的成本、操作的方便性方面考慮，本設(shè)計(jì)選用第二種方案。</p><p>　　2.1.2壓控恒流源的選擇</p><p>　　方案一：采用恒流二極管或者恒流三極管，優(yōu)點(diǎn)是精度比較高，但這

33、種電路能實(shí)現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達(dá)到幾十毫安，不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　方案二：壓控恒流源，通過(guò)改變恒流源的外圍電壓，利用電壓和負(fù)載來(lái)控制輸出電流恒定不變。該方法工作穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　綜上所述，選用第二種方案。</p><p>　　2.1.3顯示方案選擇</p><p>　　方案一：采用LED液晶顯示屏，液晶

34、顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字、圖形，顯示多樣，清晰可見(jiàn)，功耗極小，但缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，需要的接口線多，所以在此設(shè)計(jì)中不采用LED液晶顯示屏。</p><p>　　方案二：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi)，且價(jià)格也相對(duì)較高,所以這里也不用此種作為顯示。</p><p>　　方案三：采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描，

35、LED數(shù)碼管價(jià)格適中，對(duì)于顯示數(shù)字最合適，而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，占用的單片機(jī)口線少。LED數(shù)碼管具有工作電壓低、體積小、壽命長(zhǎng)和可靠性高的特點(diǎn)，所以采用了LED數(shù)碼管作為顯示。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為中心控制器，單片機(jī)控制按鍵設(shè)定輸出電流值，按鍵包括“+1”鍵和“-1”鍵，用于設(shè)定電

36、流值，該電流值通過(guò)單片機(jī)送入D/A轉(zhuǎn)化器DAC0832轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，該輸出為電流值，再通過(guò)運(yùn)放轉(zhuǎn)換為電壓值，該電壓值通過(guò)壓控恒流電路得到穩(wěn)定輸出的電流。同時(shí)設(shè)定的電流值還將通過(guò)數(shù)碼管顯示電路顯示，以便于觀察。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如下圖2-1所示。</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先介紹了硬件設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)方案的選擇，接著闡述了硬件

37、中壓控恒流模塊和顯示模塊的優(yōu)缺點(diǎn)。并最終確定了最終的設(shè)計(jì)方案和主要模塊的選擇，即采用AT89S51單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制單元。</p><p><b>　　硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　電源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電源部分提供整個(gè)電路所需各種電壓，由電源變壓器、整流電路、濾波電路及輔助穩(wěn)壓輸

38、出構(gòu)成，電源變壓器的功率由需要輸出的電流大小決定，確保有充足功率余量。</p><p>　　交流電經(jīng)過(guò)二極管整流之后，方向單一了，但是大?。娏鲝?qiáng)度）還是處在不斷地變化之中。這種脈動(dòng)直流一般是不能直接用來(lái)給無(wú)線電裝供電的。要把脈動(dòng)直流變成波形平滑的直流，還需要再做一番“填平取齊”的工作，這便是濾波。換句話說(shuō)，濾波的任務(wù)，就是把整流器輸出電壓中的波動(dòng)成分盡可能地減小，改造成接近恒穩(wěn)的直流電。</p>

39、<p>　　直流電壓紋波的大小與濾波電路的電解電容的關(guān)系是電容越大紋波越小，小功率電路一般應(yīng)滿足：R*C>=2T（R是負(fù)載電阻的阻值，C是濾波電容的容值，T是被濾波交流信號(hào)的周期）。</p><p><b>　　一、電容濾波</b></p><p>　　電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的倉(cāng)庫(kù)。在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容

40、器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的電能再放出來(lái)。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。這種電容器兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來(lái)承擔(dān)濾波的任務(wù)，電容量越大，濾波效果越好，輸出波形越趨于平滑，輸出電壓也越高，適于各種整流電路。</p><p><b>　

41、　二、電感濾波</b></p><p>　　利用電感對(duì)交流阻抗大而對(duì)直流阻抗小的特點(diǎn)，可以用帶鐵芯的線圈做成濾波器。電磁濾波輸出電壓較低，相輸出電壓波動(dòng)小，隨負(fù)載變化也很小，適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。</p><p><b>　　三、復(fù)式濾波器</b></p><p>　　把電容按在負(fù)載并聯(lián)支路，把電感或電阻接在串聯(lián)支路，可以組成復(fù)

42、式濾波器，達(dá)到更佳的濾波效果。這種電路的形狀很像字母π，所以又叫π型濾波器。電磁與電容組成的LC濾波器，其濾波效能很高，幾乎沒(méi)有直流電壓損失，適用于負(fù)載電流較大、要求紋波很小的場(chǎng)合。但是，這種濾波器由于電感體積和重量大（高頻時(shí)可減?。?，比較笨重，成本也較高，一般情況下使用得不多。由電阻與電容組成的RC濾波器這種復(fù)式濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能兼起降壓、限流作用，濾波效能也較高，是最常用的一種濾波器。</p><p>　　所

43、以本設(shè)計(jì)使用電容濾波。</p><p>　　穩(wěn)壓電路有分立元件穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路兩種，其中集成穩(wěn)壓電路主要用于低電壓小電流的整流電路，具有體積小，電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)壓精度高，使用調(diào)試方便等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)使用集成穩(wěn)壓電路。</p><p><b>　　TL7660簡(jiǎn)介</b></p><p>　　德州儀器（TI）日前發(fā)布的TL7660是一款CMOS開(kāi)

44、關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器，可執(zhí)行從正極到負(fù)極的電源電壓轉(zhuǎn)換，可將范圍介于1.5V至10V之間的輸入電壓轉(zhuǎn)換成-1.5V至-10V的補(bǔ)償負(fù)輸出電壓，條件是僅需兩個(gè)非臨界的外部電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)充電泵與電荷儲(chǔ)存功能，還可將該期間連接用于倍壓器，以便以10V的輸入電壓轉(zhuǎn)換成高達(dá)18.6V的輸出電壓。主要應(yīng)用于板載負(fù)電源、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、便攜式電子設(shè)備等。器件特點(diǎn)：</p><p>　　簡(jiǎn)易電壓轉(zhuǎn)換器，其中包括：負(fù)壓轉(zhuǎn)換器、倍壓器；&l

45、t;/p><p>　　寬泛的電壓工作范圍：1.5V至10V；</p><p>　　全溫度范圍及電壓范圍無(wú)外部二極管；</p><p>　　典型開(kāi)路電壓轉(zhuǎn)換效率：高達(dá)99.9%；</p><p>　　典型電源效率：高達(dá)98%；</p><p>　　3V時(shí)進(jìn)行全面測(cè)試。</p><p><b>

46、;　　電源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電路如圖3-1所示。市電經(jīng)過(guò)由二極管1N4007組成的整流橋后再經(jīng) 過(guò)電容濾波進(jìn)入穩(wěn)壓塊，濾波電路采用電解電容和小容量無(wú)極性電容并聯(lián)的方式，大電解電容用于濾掉大幅值的低頻成分，穩(wěn)壓范圍寬、效果好 ，小容量電容濾掉脈動(dòng)直流中的高次諧波。由于電路中要用到+5V和-5V的供電，所以在電路中選用LM7805穩(wěn)壓塊得到+5V的電壓，再通過(guò)TL7660正</p

47、><p>　　負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器得到-5V的供電電壓，供電路中的器件供電使用。</p><p><b>　　控制電路</b></p><p>　　本電路采用AT89S51單片機(jī)，AT89S51單片機(jī)應(yīng)用普遍，價(jià)格便宜。MCS-51內(nèi)核結(jié)構(gòu)單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。MCS-51單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM/IO）空間為64KB

48、（地址為0000H～0FFFFH），一般通過(guò)16位數(shù)據(jù)指針DPTR來(lái)訪問(wèn)，且外部RAM和外部I/O的地址安排是統(tǒng)一編址的。MCS-51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128B或256B（AT89S51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128B，地址空間為00H～7FH，8032、8052和8752的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為256B，地址空間為00H～0FFH）。AT89S51將內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的不同區(qū)域從功能和用途方面來(lái)劃分，可以分為3個(gè)區(qū)域，即工作寄存器區(qū)（00H~1FH

49、）、位尋址區(qū)（20H～2FH）、堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)（30H～7FH或30H~0FFH）。</p><p><b>　　單片機(jī)時(shí)鐘電路</b></p><p>　　單片機(jī)時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。</p><p>　　1、內(nèi)部振蕩方式：AT89S51單片機(jī)內(nèi)部帶有時(shí)鐘電路，因此，只需要在片外通過(guò)XTAL1和XTA

50、L2引腳接入定時(shí)控制元件（晶體振蕩器和微調(diào)電容），即可構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。</p><p>　　2、外部振蕩方式：把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來(lái)使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中采用第一種方式，用晶振和電容構(gòu)成諧振電路。C3和C4雖然沒(méi)有嚴(yán)格要求，但電容的大小影響振蕩器振蕩的穩(wěn)定性和起振的快速性，通常選擇在10~30pF左右。而晶體

51、振蕩器一般選擇6MHz和12MHz。本時(shí)鐘電路在XTAL1和XTAL2引腳分別接一個(gè)22pF的電容，兩個(gè)引腳之間接入一個(gè)12MHz的晶振，電路如圖3-2所示。</p><p><b>　　單片機(jī)復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位時(shí)單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程

52、序運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為使單片機(jī)正常工作，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。</p><p>　　RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期（即兩個(gè)機(jī)器周期）以上。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、外部脈沖復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位四種方式。在本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路采用按鍵電平方式，電路如圖3-3所示，使RST引腳（圖中懸空腳）經(jīng)過(guò)10u電解電容與VCC電源接通，同時(shí)經(jīng)過(guò)

53、電阻與地連接而實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　控制電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中的單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)如圖3-4所示。單片機(jī)的P0口用于控制顯示單元電路中的數(shù)碼管的選定，P1口控制按鍵，P2口作為D/A的8位數(shù)據(jù)線端口，單片機(jī)的P3.0和P3.1 引腳控制顯示電路中的74LS164的時(shí)鐘端和數(shù)據(jù)端。按鍵的功能是實(shí)現(xiàn)輸出電流的設(shè)置。按鍵1,2,3,4的

54、功能分別是：設(shè)定、移位、加1和減1。當(dāng)單片機(jī)的P1口檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，啟動(dòng)數(shù)碼管顯示電路開(kāi)始顯示數(shù)值，按下加1鍵顯示數(shù)字加1，按下移位鍵時(shí)移動(dòng)數(shù)碼管位數(shù)調(diào)整下一位數(shù)字。輸出電流設(shè)定好后單片機(jī)將電流數(shù)字量通過(guò)P2口送入到D/A轉(zhuǎn)換器中，D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸出。</p><p><b>　　D/A轉(zhuǎn)換電路</b></p><p>　　DAC0832是一種8分

55、辨率的典型的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容。內(nèi)部為雙緩沖寄存器即輸入寄存器和DAC寄存器。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。DA轉(zhuǎn)換器是由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及控制電路構(gòu)成。 </p><p>　　該部分電路設(shè)計(jì)如圖3-5所示。D/A轉(zhuǎn)換器是接收數(shù)字量，輸出一個(gè)與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)的電流或電壓信號(hào)的模擬量接口。本設(shè)計(jì)中D/A轉(zhuǎn)

56、換器采用DAC0832芯片。AT89S51的P2口作為數(shù)據(jù)端口與DAC0832的8位數(shù)據(jù)線相連。DAC0832采用單緩沖工作方式，使芯片的、、均與地相接，由單片機(jī)的P1.7口控制。DAC0832由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及控制電路構(gòu)成。數(shù)字量從DAC0832的D0-D78個(gè)數(shù)據(jù)輸入端口輸入。DAC0832與單片機(jī)的連接方式有兩種：即單緩沖工作方式和雙緩沖工作方式。在單緩沖工作方式下，一個(gè)寄存器工作于直通狀態(tài)，

57、一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)，在不要求多相D/A同時(shí)輸出時(shí)，可以采用單緩沖方式，此時(shí)只需要一次寫(xiě)操作，就開(kāi)始轉(zhuǎn)換，可以提高D/A的數(shù)據(jù)吞吐量；在雙緩沖工作方式下，兩個(gè)寄存器均工作于受控鎖存器狀態(tài)，當(dāng)要求多個(gè)模擬量同時(shí)輸出時(shí)，可采用這種方式。本設(shè)計(jì)選用單緩沖工作方式，單片機(jī)的P1.7引腳來(lái)控制DAC0832的轉(zhuǎn)換工作。</p><p><b>　　壓控恒流源電路</b></p>&l

58、t;p>　　3.4.1 LM324簡(jiǎn)介</p><p>　　LM324系列器件為價(jià)格便宜的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著的優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流大致為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一（對(duì)每一個(gè)放大器而言）。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。輸出電壓范圍也包含負(fù)電源電壓

59、。功能特性如下：</p><p><b>　　短路保護(hù)輸出；</b></p><p><b>　　真差動(dòng)輸入級(jí)；</b></p><p>　　單電源工作：3.0伏至32伏；</p><p>　　低輸入偏置電流：最大100納安；</p><p>　　每一封裝四個(gè)放大器；<

60、/p><p><b>　　內(nèi)部補(bǔ)償；</b></p><p>　　共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源；</p><p><b>　　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳輸出；</b></p><p>　　在輸入端的靜電放電箔位增加可靠性而不影響器件的工作。</p><p>　　LM324管腳連接及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-6

61、所示</p><p>　　3.4.2壓控恒流源電路設(shè)計(jì)</p><p>　　該部分電路如圖3-7所示。壓控恒流源是系統(tǒng)的重要組成部分，它的功能是用電壓來(lái)控制電流的變化。該恒流源電路由運(yùn)算放大器、大功率場(chǎng)效應(yīng)管、采樣電阻和負(fù)載電阻組成。因?yàn)镈AC0832有個(gè)固定電路就是轉(zhuǎn)化電壓輸出，所以由DAC0832輸出的電流量經(jīng)LM324轉(zhuǎn)換為電壓輸出，下一級(jí)LM324通過(guò)反饋控制功率管，電路中調(diào)整管采

62、用大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF640，采樣電阻為0.35歐姆，LM324作為電壓跟隨器，電路中輸入電壓控制輸出電流，U為控制級(jí)電壓，R為控制級(jí)電阻，U/R為控制級(jí)電流，即為負(fù)載級(jí)電流，即是要得到的輸出電流，所以輸出電流不隨負(fù)載電阻的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)壓控恒流，得到穩(wěn)定輸出的電流源，由輸出電壓<5V，輸出電流為1-500mA可得，負(fù)載RL阻值范圍為10Ω-5KΩ</p><p><b>　　顯示電路<

63、;/b></p><p>　　3.5.1 74LS164簡(jiǎn)介</p><p>　　74LS164為8位移位寄存器，管腳圖如圖3-8所示。當(dāng)清除端（MR）為低電平時(shí)，輸出端（Q0-Q7）均為低電平。串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng)A、B有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK上升沿作用下決定Q0的狀態(tài)。真值表如表3-1所示。</p><p>

64、　　表3-1 74LS164真值表</p><p>　　H——高電平，L——低電平，X——任意電平，↑——低到高電平跳變，QA0、QB0、QH0——規(guī)定的穩(wěn)態(tài)條件建立前的電平，Qan、QGn——時(shí)鐘最近的↑前的電平。</p><p>　　3.5.2 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　該部分電路設(shè)計(jì)如圖3-9所示。LED數(shù)碼管由八只發(fā)光二極管組成，編號(hào)是a、b、c、d

65、、e、f、g、h，分別和同名管腳相連，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)發(fā)光。每個(gè)二極管就是一個(gè)筆劃，若干個(gè)二極管發(fā)光時(shí)，就構(gòu)成一個(gè)顯示字符。若將單片機(jī)的I/O口與數(shù)碼管的a-g和h相連，高電平（對(duì)應(yīng)共陰極數(shù)碼管）或低電平（對(duì)應(yīng)共陽(yáng)極數(shù)碼管）的位對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管就會(huì)亮，這樣，I/O口輸出不同的代碼就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。為節(jié)約資源，選用4位一體數(shù)碼管，采用串行輸入并行輸出的8位移位寄存器74LS164進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輸出，單片機(jī)的兩個(gè)并行口分別作為輸出

66、口和時(shí)鐘控制信號(hào)。74LS164將輸入的串行數(shù)據(jù)鎖存在并行輸出端，通過(guò)這些并行口線驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各字段。數(shù)碼管選用共陽(yáng)型，當(dāng)74LS164的輸出端口某線為低電位時(shí)，對(duì)應(yīng)的字段被點(diǎn)亮。軟件設(shè)計(jì)中采用循環(huán)送顯的方式，單片機(jī)通過(guò)控制9012來(lái)選擇要送顯的數(shù)碼管，與三極管連接的引腳置高，三極管導(dǎo)通，即可選中該位數(shù)碼管。單片機(jī)控制74LS164的數(shù)據(jù)端和時(shí)鐘端，74LS164的輸出Q0-Q7分別對(duì)應(yīng)接到數(shù)碼管的a-h端口，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制數(shù)碼管顯

67、示的功能。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先介紹了供電電源電路的設(shè)計(jì)，然后是介紹了硬件電路的核心部分控制電路，D/A轉(zhuǎn)換電路和壓控恒流源電路。其中供電電源電路是給整個(gè)硬件系統(tǒng)供電的，按鍵設(shè)定好輸出電流后單片機(jī)將電流數(shù)字量通過(guò)P2口送入到D/A轉(zhuǎn)換器中，D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸出，在由壓控恒流源模塊轉(zhuǎn)化為恒定的電流值，單

68、片機(jī)控制74LS164的數(shù)據(jù)端和時(shí)鐘端，且74LS164的輸出Q0-Q7分別對(duì)應(yīng)接到數(shù)碼管的a-h端口，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示的功能。從而完成整個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　軟件程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　主程序設(shè)計(jì)流程</b></p><p>　　單片機(jī)初始化引腳和中斷，當(dāng)單片機(jī)

69、的P1口檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，如果是S3鍵按下電流值加1，如果是S4鍵按下，則電流值減1。啟動(dòng)數(shù)碼管顯示電路開(kāi)始顯示數(shù)值，輸出電流設(shè)定好后單片機(jī)將電流數(shù)字量通過(guò)P2口送入到D/A轉(zhuǎn)換器中，D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸出。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖4-1所示。</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

70、AT89S51單片機(jī)內(nèi)部主要由9個(gè)部件組成：1個(gè)8位中央處理器；4KBFlash存儲(chǔ)器；128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；32條I/O口線；2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；1個(gè)具有6個(gè)中斷源、4個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷嵌套結(jié)構(gòu)；用于多處理機(jī)通信、I/O擴(kuò)展或全雙工UART的串行口；特殊功能寄存器；1個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89S51系列單片機(jī)完全繼承了MCS-51的指令系統(tǒng)，共有111條指令，按其功能可分為五大類：數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算類指令、控制

71、轉(zhuǎn)移類指令、布爾操作。</p><p>　　AT89S51具有4K的內(nèi)置Flash可在線編程程序存儲(chǔ)器，對(duì)于這樣內(nèi)部有4KB的程序存儲(chǔ)器的芯片，若引腳接VCC（+5V），則PC的值在0～0FFFH（4KB）之間時(shí)，CPU取指令時(shí)訪問(wèn)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器。若PC值大于0FFFH時(shí)，則訪問(wèn)外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。如果引腳接Vss（地），則內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器被忽略，即CPU只能訪問(wèn)外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器的操作完全由PC控制。

72、對(duì)于內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器（ROM或EPROM）的芯片，引腳可接高電平也可接低電平，而對(duì)于內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器（如8031和8032）的芯片，必須擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器，引腳必須接地。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中通過(guò)引腳定義設(shè)定單片機(jī)控制其他器件的引腳。</p><p><b>　　按鍵掃描</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中按鍵采用查詢方式，放在主程序

73、中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，有按鍵按下時(shí)，轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序。對(duì)于每一個(gè)按鍵，都有一個(gè)接口電路與單片機(jī)相連，單片機(jī)查詢到哪一個(gè)鍵按下，然后通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入該按鍵編碼子程序，根據(jù)編碼方式控制NE555的起振時(shí)間。按鍵按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5-10ms。在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)，即按鍵一

74、次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取去抖動(dòng)措施，可從硬件、軟件兩方面考慮。在按鍵數(shù)比較少時(shí)，可采用硬件去抖動(dòng)，按鍵數(shù)比較多時(shí)，采用軟件去抖動(dòng)。硬件可采取在鍵輸出端加R-S觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動(dòng)電路。軟件上采取的措施是：在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms左右的延時(shí)程序后，再確認(rèn)，該按鍵電平是否仍處于閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)，同理，在檢測(cè)到該鍵釋放

75、后，也采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而消除抖動(dòng)的影響。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用軟件延時(shí)方法去按鍵抖動(dòng)。 </p><p><b

76、>　　D/A轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，可以采用兩種方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存：</p><p>　　第一種方法是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在直通狀態(tài)，就是使和都為低電平，DAC寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通。此外，使輸入寄存器的控制信號(hào)ILE處于高電平，處于低電平，這樣當(dāng)端來(lái)一個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，就可以完成1次轉(zhuǎn)換。<

77、;/p><p>　　第二種方法是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)，使和為低電平，ILE為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號(hào)處于無(wú)效狀態(tài)而直通。當(dāng)和端輸入1個(gè)負(fù)脈沖時(shí)，使得DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。</p><p>　　根據(jù)以上DAC0832的輸入寄存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有如下3種工作方式：</p>&l

78、t;p>　　單緩沖方式：?jiǎn)尉彌_方式是控制輸入寄存器和DAC寄存器同時(shí)接受資料，或者只用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用于只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。</p><p>　　雙緩沖方式：雙緩沖方式是先使輸入寄存器接受資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分 兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情形。</p><p>　　直

79、通方式：直通方式是資料不經(jīng)兩級(jí)鎖存器鎖存，即、、、均接地，ILE接高電平。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路，不過(guò)在使用時(shí)，必須通過(guò)另加I/O接口與MCU連接，以匹配MCU與D/A轉(zhuǎn)換。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中選用的是第一種數(shù)據(jù)鎖存方法單緩沖工作方式，將和直接接低電平，接低電平，由單片機(jī)P1.7引腳控制。該部分子程序流程圖如圖4-2所示。</p><p><b>　　數(shù)碼管顯示&

80、lt;/b></p><p>　　根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式不同，數(shù)碼管送顯方式有兩種：靜態(tài)送顯和動(dòng)態(tài)送顯。</p><p>　　靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動(dòng)4個(gè)數(shù)碼管，靜態(tài)顯示則需要32根I/O端

81、口來(lái)驅(qū)動(dòng)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。</p><p>　　動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最廣泛的顯示方式之一。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)碼段“a、b、c、d、e、f、g、dp”的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字型碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字型碼，那個(gè)數(shù)碼管顯示該字形由單片機(jī)對(duì)位

82、選通電路的控制，所以將欲顯示的數(shù)碼管的位選通端選通，該數(shù)碼管就顯示，其它數(shù)碼管均不會(huì)亮。通過(guò)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的選通斷使數(shù)碼管輪流顯示。在顯示過(guò)程中，每個(gè)數(shù)碼管的顯示時(shí)間為1-2ms，由于人們的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，只要掃描的速度夠快，給人的印象就是同時(shí)點(diǎn)亮的，而且不會(huì)有閃爍感。動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示的效果是一樣的，但是動(dòng)態(tài)顯示能節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中選用動(dòng)態(tài)顯

83、示驅(qū)動(dòng)方式，數(shù)據(jù)通過(guò)74LS164的數(shù)據(jù)端送至數(shù)碼管顯示。先按照74LS164的時(shí)鐘時(shí)序?qū)懭?段碼，寫(xiě)完后送入數(shù)碼管，子程序流程圖如圖4-3所示。</p><p><b>　　子程序代碼如下：</b></p><p>　　void write_164(uchar lx)</p><p><b>　　{</b></

84、p><p>　　uchar i,j;</p><p><b>　　j=lx;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　CLK_164=0;</p><p>　　if((

85、j&0x01)==0x01)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DTAT_164=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{<

86、;/b></p><p>　　DTAT_164=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　delay(3);</b></p><p>　　CLK_164=1;</p><p><b>　　j=j>>1;</b&

87、gt;</p><p><b>　　delay(2);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void disp_all(void)</p><p><b>　　{<

88、;/b></p><p>　　uchar i,j;</p><p>　　for(i=0;i<20;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<4;j++)</p><p><b>　　{</b></p&g

89、t;<p><b>　　P0=0X0F;</b></p><p>　　write_164(DISP_SAVE[j]);</p><p>　　P0=LED_TAB[j];</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　P0=0X0F;</b></p>

90、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_164(0xff);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　本章總結(jié)</b></p><p

91、>　　一個(gè)完整的系統(tǒng)都是由硬件和軟件構(gòu)成的，在前兩章介紹了課題的硬件設(shè)計(jì)的原理和電路，這一章主要介紹課題的軟件設(shè)計(jì)。本章介紹了軟件設(shè)計(jì)的流程圖，首先給出系統(tǒng)的整體主程序流程圖，然后介紹了AT89S51的程序設(shè)計(jì)，并敘述了按鍵掃描中出現(xiàn)觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)的問(wèn)題，采用軟件延時(shí)方法去按鍵抖動(dòng)。并闡述了DAC0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換時(shí)采用數(shù)據(jù)鎖存方法單緩沖工作方式和程序設(shè)計(jì)的流程。最后介紹了顯示模塊程序設(shè)計(jì)的流程圖和采用動(dòng)態(tài)送顯方式來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。

92、整個(gè)軟件部分的設(shè)計(jì)是數(shù)控恒流源的重要部分，合理的軟件設(shè)計(jì)有利于簡(jiǎn)化整體的設(shè)計(jì)，能生成符合要求的信號(hào)，最終降低成本。</p><p><b>　　硬件制作</b></p><p><b>　　5.1元器件清單</b></p><p>　　元器件清單如表5-1所示。</p><p><b>　

93、　5.2硬件制作</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)所用儀器：數(shù)字萬(wàn)用表、電烙鐵、剪刀、剝線鉗、尖嘴鉗、圓口鉗、鑷子、吸錫器等。</p><p><b>　　制作與調(diào)試過(guò)程：</b></p><p>　　1、按照原理圖選擇合適大小的萬(wàn)用板并合理布線。</p><p>　　2、按照布線規(guī)則焊接元器件。</p

94、><p>　　3、在上電前先仔細(xì)檢查硬件是否沒(méi)有問(wèn)題，主要包括是否有虛焊、漏焊、連錫現(xiàn)象，并檢查電源與地線是否相互之間存在短路的可能，并核對(duì)引腳使用是否正確。</p><p>　　4、調(diào)試軟件程序沒(méi)有問(wèn)題后將編譯生成的HEX文件燒寫(xiě)入單片機(jī)。</p><p>　　5、進(jìn)行軟、硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。按下“設(shè)定鍵”，數(shù)碼管顯示系統(tǒng)進(jìn)入電流設(shè)定狀態(tài)，利用“移位鍵”、“加1鍵”、“減1

95、鍵”可設(shè)定電流值。</p><p>　　6、用萬(wàn)用表與負(fù)載串聯(lián)測(cè)量輸出電流值。</p><p>　　千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫(xiě)在此行之前。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　隨著電子設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越多以及電子元器件的種類越來(lái)越多，各種設(shè)備和元器

96、件的供電電流大小不一，所以數(shù)控電流源的研究越來(lái)越重要。本文介紹了一種基于51單片機(jī)的數(shù)控直流電流源的設(shè)計(jì)方法，文中從方案選則到方案確定，詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)過(guò)程，并最終完成了系統(tǒng)制作與調(diào)試，從而也驗(yàn)證了所提設(shè)計(jì)方案的正確性和可實(shí)施性。本文所提出的設(shè)計(jì)方案、硬件電路均簡(jiǎn)單易懂，便于實(shí)際操作，而且費(fèi)用低廉，具有很高的性價(jià)比。</p><p>　　當(dāng)然，本設(shè)計(jì)也有很多需要改進(jìn)和提高的地方，對(duì)

97、于單片機(jī)的利用還可以更加全面，可以通過(guò)多余的I/O擴(kuò)展系統(tǒng)功能，在電流的精度方面還可以進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)我自身來(lái)說(shuō)也是一次很大的鍛煉，不但提高了動(dòng)手能力，還擴(kuò)展了自己的知識(shí)面，學(xué)會(huì)了如何做一個(gè)電子設(shè)計(jì)，對(duì)日后的學(xué)習(xí)有很大的幫助。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文的選題、課題的研究、實(shí)驗(yàn)器材及論文的撰寫(xiě)工作是在導(dǎo)師xx的幫助和

98、悉心指導(dǎo)下完成的。xx導(dǎo)師謙虛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、敏銳的思維和孜孜不倦的教導(dǎo)，使我倍受啟發(fā)，值得我一生去學(xué)習(xí)。在xx老師的指導(dǎo)下，我逐步培養(yǎng)了自己獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使我在人生成長(zhǎng)的關(guān)鍵道路上受益匪淺。在此，向我的導(dǎo)師表示崇高的敬意和衷心的感謝。</p><p>　　最后要感謝各位評(píng)審老師在百忙中抽出時(shí)間對(duì)論文進(jìn)行審稿和參加答辯會(huì)，并對(duì)各位參加答辯會(huì)的老師同學(xué)表示感謝。</p>&

99、lt;p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 范風(fēng)強(qiáng)，蘭嬋麗. 單片機(jī)語(yǔ)言C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦. 電子工業(yè)出版社.</p><p>　　2 姜大源，王勝元. 單片機(jī)技術(shù). 高等教育出版社.</p><p>　　3 童詩(shī)白，華成英. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社.</p><p>　

100、　4 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社.</p><p>　　5 熊建. 數(shù)控恒流源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)報(bào)，2008/01.</p><p>　　6 陶林偉. 基于微處理器的精密數(shù)控恒流源. 電子技術(shù)應(yīng)用，2007/07.</p><p>　　7 王南. 提高LED穩(wěn)定度的高精度數(shù)控恒流源. 微計(jì)算機(jī)信息，2006/35.

101、</p><p>　　8 吳志祥. 數(shù)控恒流源設(shè)計(jì). 常州工學(xué)院報(bào)，2006/04.</p><p>　　9 黃智偉. 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京航空航天大學(xué)出版社.</p><p>　　10 楊剛，周群. 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐. 電子工業(yè)出版社。</p><p>　　11 遲欽河，趙仲生等. 89C51單片機(jī)在多通道數(shù)

102、據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用. 動(dòng)化儀表，2000/6.</p><p>　　12 華等編著·MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)·北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993</p><p>　　13 張立科·單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐·北京：人民郵電出版社，2005</p><p>　　14 張凱等編著·MCS-51單片機(jī)綜

103、合系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)·北京：科學(xué)出版社，1996</p><p>　　15 朱宇光編著·單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程·北京：電子工業(yè)出版社，2000</p><p>　　16 余永權(quán)·89系列FLASH單片機(jī)原理與應(yīng)用·北京：電子工業(yè)出版社，2000</p><p>　　17 樓然苗，李光飛·51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)

104、實(shí)例·北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003</p><p>　　18 李東生·PROTEL 99SE電路設(shè)計(jì)技術(shù)入門(mén)與應(yīng)用·北京：電子工業(yè)出版社，2002</p><p>　　19 張有順編著·MCS-51/96系列單片機(jī)簡(jiǎn)明教程·北京：中國(guó)脊梁出版社，1998</p><p>　　附錄A 基于AT89S51單

105、片機(jī)的電路原理圖</p><p>　　附錄B 基于AT89S51單片機(jī)的源程序</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　

106、#define uint unsigned int</p><p>　　uchar DISP_SAVE[7];</p><p>　　uchar BCD_TAB[11]={0X84,0XE7,0X2C,0X25,0X47,0X15,0X14,0XA7,0X04,0X05,0XFF};</p><p>　　sbit key_1=P1^0;</p&g

107、t;<p>　　sbit key_2=P1^1;</p><p>　　sbit CLK_164=P3^1;</p><p>　　sbit DTAT_164=P3^0;</p><p>　　sbit WR_DA=P1^7;</p><p>　　uchar IU_num;</p><p>　

108、　uchar LED_TAB[7]={0x0e,0x0d,0x0b,0x07,0x0f};</p><p>　　void delay(uint tt) //延時(shí)程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　for(;tt

109、>0;tt--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<10;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_

110、dac(uchar data2) //DAC寫(xiě)入</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2=data2;</b></p><p><b>　　WR_DA=0;</b></p><p><b>　　delay(5);</b>&

111、lt;/p><p><b>　　WR_DA=1;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P2=0X00;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***

112、**************************************************************/</p><p>　　void write_164(uchar lx) //寫(xiě)入164</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;</p><p><

113、;b>　　j=lx;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　CLK_164=0;</p><p>　　if((j&0x01)==0x01)</p><p><b>　　{&

114、lt;/b></p><p>　　DTAT_164=1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　DTAT_164=0;</p>

115、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　delay(3);</b></p><p>　　CLK_164=1;</p><p><b>　　j=j>>1;</b></p><p><b>　　delay(2);</b&g

116、t;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void disp_all(void) //顯示數(shù)據(jù)送顯</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,j;&l

117、t;/p><p>　　for(i=0;i<20;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<4;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0X0F;</b>&