基于单片机的数控电流源毕业论文设计word格式

基于单片机的数控电流源毕业论文设计word格式内容摘要：

转换器，可执行从正极到负极的电源电压转换，可将范围介于 至 10V 之间的输入电压转换成 至 10V 的补偿负输出电压，条件是仅需两个非临界的外部电容器来实现充电泵与电荷储存功能，还可将该期间连接用于倍压器，以便以 10V 的输入电压转换成高达 的输出电压。 主要应用于板载负电源、数据采集系统、便携式电子设备等。 器件特点： 简易电压转换器，其中包括：负压转换器、倍压器； 宽泛的电压工作范围： 至 10V； 全温度范围及电压范围无外部二极管； 典型开路电压 转换效率：高达 %； 典型电源效率：高达 98%； 3V 时进行全面测试。 西北民族大学学士学位论文 10 电源电路设计 电路如图 31 所示。 市电经过由二极管 1N4007 组成的整流桥后再经 过电容滤波进入稳压块，滤波电路采用电解电容和小容量无极性电容并联的方式，大电解电容用于滤掉大幅值的低频成分，稳压范围宽、效果好 ，小容量电容滤掉脉动直流中的高次谐波。 由于电路中要用到 +5V 和 5V 的供电，所以在电路中选用 LM7805 稳压块得到 +5V 的电压，再通过 TL7660 正 负电压转换器得到 5V 的供电电压，供电路中的器件供电使用。 2 2 0 V输 入T 12 2 0 V / 9 VD 11432I N 4 0 0 7+C 1 2 2 0 0uC 20 . 1 u123U 0 0 7 L M 7 8 0 5V i n V o u tG N D+C 61 0 u+ 5 V12348765V C CG N DC A P V OL VN CC A P +O S CU 0 0 9T L 7 6 6 0+C 71 0 u 5 V图 3 1 电 源 电 路 控制电路 本电路采用 AT89S51 单片机， AT89S51 单片机应用普遍，价格便宜。 西北民族大学学士学位论文 11 MCS51 内核结构单片机的数据存储器分为内部数据存储器和外部数据存储器。 MCS51 单片机的外部数据存储器（ RAM/IO）空间为 64KB（地址为 0000H～ 0FFFFH），一般通过 16 位数据指针 DPTR 来访问，且外部RAM 和外部 I/O 的地址安排是统一编址的。 MCS51 的内部数据存储器为128B 或 256B（ AT89S51 的内部数据存储器 为 128B，地址空间为 00H～7FH， 803 8052 和 8752 的内部数据存储器为 256B，地址空间为 00H～0FFH）。 AT89S51 将内部数据存储器中的不同区域从功能和用途方面来划分，可以分为 3 个区域，即工作寄存器区（ 00H~1FH）、位寻址区（ 20H～2FH）、堆栈和数据缓冲器区（ 30H～ 7FH 或 30H~0FFH）。 单片机时钟电路 单片机时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。 内部振荡方式： AT89S51 单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过 XTAL1 和 XTAL2 引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和 微调 电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。 外部振荡方式：把外部已有的时钟信号引入单片机内。 这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。 在本设计中采用第一种方式， 用晶振和电容构成谐振电路。 C3 和 C4虽然没有严格要求，但电容的大小影响振荡器振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择在 10~30pF 左右。 而晶体振荡器一般选择 6MHz 和12MHz。 本时钟电路 在 XTAL1 和 XTAL2 引脚分别接一个 22pF 的电容，两个引脚之间接入一个 12MHz 的晶振，电路如图 32 所示。 西北民族大学学士学位论文 12 C 32 2 pC 42 2 p1 2 MY 1图 3 2 时 钟 电 路 单片机复位电路 复位时单片机的初始化操作，其主要功能是 PC 初始化为 0000H，使单片机从 0000H 单元开始执行程序。 除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行时出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为使单片机正常工作，也需要按复位键以重新启动。 RST 引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间持续 24 个振荡脉冲周期（即两个机器周期）以上。 复位操作有上电自动复位、按键电平复位、外部脉冲复位和自动复位四种方式。 在本设计中复位电路采用按键 电平方式，电路如图 33 所示， 使 RST 引脚 （图中悬空脚） 经过 10u 电解电容与 VCC 电源接通，同时经过电阻与地连接而实现。 西北民族大学学士学位论文 13 + 5 VS 1S W P BC 51 0 uR 11 0 k图 3 3 复 位 电 路 控制电路设计 本设计中的单片机控制电路设计如图 34 所示。 单片机的 P0 口用于控制显示单元电路中的数码管的选定， P1 口控制按键， P2 口作为 D/A 的8 位数据线端口，单片机的 和 引脚控制显示电路中的 74LS164的时钟端和数据端。 按键的功能是实现输出电流的设置。 按键 1,2,3,4 的功能分别是： 设定、移位、加 1 和减 1。 当单片机的 P1 口检测到有按键按下时，启动数码管显示电路开始显示数值，按下加 1 键显示数字加 1，按下移位键时移动数码管位数调整下一位数字。 输出电流设定好后单片机将电流数字量通过 P2 口送入到 D/A 转换器中， D/A 转换器将其转换为数字量后输出。 西北民族大学学士学位论文 14 + 5 V1234567891 11 21 31 71 01 41 51 61 81 92 0 2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 0+ 5 V+ 5 VS 1S 2S 3S 4S W P BS W P BS W P BS W P BS 1S W P BC 51 0 uR 11 0 KC 32 2 pC 42 2 pY 11 2 MT X D 0R X D 0U 0 0 6P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 1X T A L 2G N DA T 8 9 S 5 1V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7V P PA L EP S EP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0R 1 1 R 1 2 R 1 3R 1 41 0 K 1 0 K1 0 K1 0 K图 3 4 单 片 机 控 制 电 路 西北民族大学学士学位论文 15 D/A转换电路 DAC0832 是一种 8 分辨率的 典型的 D/A 转换 集成芯片 ， 与微处理器完全兼容。 内部为双缓冲寄存器即输入 寄存器和 DAC 寄存器。 这个 DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点在单片机应用系统中得到广泛的应用。 DA 转换器是由 8 位输入锁存器、 8 位 DAC 寄存器、 8位 D/A 转换电路及控制电路构成。 该部分电路设计如图 35 所示。 D/A 转换器是接收数字量，输出一个与数字量相对应的电流或电压信号的模拟量接口。 本设计中 D/A 转换器采用 DAC0832 芯片。 AT89S51 的 P2 口作为数据端口与 DAC0832 的 8 位数据线相连。 DAC0832 采用单缓冲工作方式，使芯片的 CS 、 2WR 、 XFER均与地相接， 1WR 由单片机的 口控制。 DAC0832 由 8 位输入锁存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 转换电路及控制电路构成。 数字量从DAC0832 的 D0D78 个数据输入端口输入。 DAC0832 与 单片机的连接方式有两种： 即单缓冲工作方式和双缓冲工作方式。 在单缓冲工作方式下，一个寄存器工作于直通状态，一个工作于受控锁存器状态，在不要求多相D/A 同时输出时，可以采用单缓冲方式，此时只需要一次写操作，就开始转换，可以提高 D/A 的数据吞吐量； 在双缓冲工作方式下，两个寄存器均工作于受控锁存器状态，当要求多个模拟量同时输出时，可采用这种方式。 本设计选用单缓冲工作方式，单片机的 引脚来控制 DAC0832 的转换工作。 西北民族大学学士学位论文 16 1234567891 11 21 31 71 01 41 51 61 81 92 0 2 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 0U 0 0 6P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 1X T A L 2G N DA T 8 9 S 5 1V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7V P PA L EP S EP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0 5 VU 0 0 7 D A C 0 8 3 2W R 1W R 2V C C 5 VP 1 . 721 81 91 711 31 41 51 64567891 21 1X f e rC sI L EV r e fR f bI o u t 2I o u t 1m s b D I 7D I 6D I 5D I 4D I 3D I 2D I 1I s b D I 0图 3 5 D / A 转 换 电 路 压控恒流源电路 LM324 简介 LM324 系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。 与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著的优点。 该四放大器可以工作在低到 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流大致为MC1741 的静态电流的五分之一（对每一个放大器而言）。 共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。 输出电压范围也包含负电源电压。 功能特性如下： 短路保护输出； 真差动输入级； 单电源工作： 伏至 32 伏； 低输入偏置电流：最大 100 纳安； 每一封装四个放大器； 西北民族大学学士学位论文 17 内部补偿； 共模范围扩展到负电 源； 行业标准引脚输出； 在输入端的静电放电箔位增加可靠性而不影响器件的工作。 LM324 管脚连接及内部结构图如图 36 所示 1234567 891 01 11 21 31 4++++1234输 出 1输 入 1V C C输 入 2输 出 2输 出 4输 入 4V E E , G N D输 入 3输 出 3图 3 6 L M 3 2 4 的 管 脚 连 接 图 压控恒流源电路设计 该部分电路如图 37 所示。 压控恒流源是系统的重要组成部分，它的功能是用电压来控制电流的变化。 该恒流源电路由运算放大器、大功率场效应管、采样电阻和负载电阻组成。 因为 DAC0832 有个固定电路就是转化电压输出 ，所以 由 DAC。