基于数控直流电流源系统的设计
基于单片机SPCE061A数控直流电流源的设计
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ Ｃ ０ １ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｐ Ｅ ６ Ａ；ｄｇｔｌ ｏ ｔ ｌ ｄ ｏ ｓ ｎ ｕ ｒｎ ｏ ｒｅ ｉｉ — ｎｒ ｌ ；ｃ ｎ ｔ ｔ ｒ ｔｓ ｕｃ ；Ａ／ ａｃ ｏｅ ａ ｃ ｅ Ｄ；Ｄ Ａ ／
密取样 电阻， 利用 Ａ Ｄ输入 １进行 电流检测和监控 ． 出电流控 制采 用单片机 的 Ｄ Ａ 口输 出模拟 量 ； ／ ７ ： 输 ／ 恒流部 分的
控 制 端 采 用 闭环 反 馈 控 制 形 式 ， 控 部 分 采 用达 林 顿 管进 行 扩 流 、 用 Ｌ Ｄ点 阵 图 液 晶 显 示 屏 实时 显 示 ． 电 流 源 受 采 Ｃ 该
可用于污水 泵站 的仪表 中．
关 键 字 ：Ｐ Ｅ ６Ａ； ＳＣ Ｏ １ 数控 可 调 ； 直流 恒 流 源 ；／ Ｄ Ａ Ａ Ｄ；／
中图 分 类 号 ：Ｍ１１３ Ｔ ３ ．
文献标志码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０８ ３Ｘ（００ ０—０ １ ３ １０ —５６ ２ １）３０６— ０
Ｄ ｓｇ ｆＤｉｉ ｌ ｎ ｒ ｌ ｒ ｎ ｏ ｒｅ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｃｏ ｏ ｔ ｌ ｒＳＰ ０ １ ｅ ｉｎｏ ｇｔ ａ Ｃｏ ｔ ｏ Ｃｕ ｒ ｔＳ ｕｃ ａ ｅ ｎ Ｍｉｒｃ ｎ ｒ ｌ ＣＥ ６ Ａ ｅ ｏｅ
为 ０ 可 人工 设 定 电流大 小 ， 通 过 Ｌ Ｄ显 示 ～２Ａ， 并 Ｃ
图 １ 系 统 结 构 图
数据 ． 该数 控 电流 源 可应 用 于 污水 泵 站 群 中 的 电 流
检测 仪表 中 ． １ １ ’ 制模块 ． 控
采 用 ＳＣ ０１ Ｐ Ｅ ６ Ａ单 片 机 进行 控 制 ． Ｐ Ｅ ６ Ａ凌 ＳＣ ０ １
基于单片机的数控直流电流源设计
忽略集成运放器的输入偏置电流，结果负载Ｒ。上输出 电流ＩＦＵ。瓜。，此输出电流的极性可由外加电压Ｕ。控 制，而负载电流大小则决定于ｕ。和Ｒ。的数值ｉ３Ｊ。
Ｔｌ和Ｔ２组成ＮＰＮ型达林顿复合管电路，以满足 输出电流大的要求１４１。达林顿管、运算放大器采用１５Ｖ 电源供电。
动值及越限次数等有用信息打印出来。
的键盘与单片机接口时只需要８根Ｉ／Ｏ口线，并且键盘 上各按键功能的分配可以通过软件设计做得十分合 理。设置０～９共十个数字键，步进键“＋”、“一”等。利用 ＬＣＤ可同时显示预置电流值、实测电流值，非常直观。
２．７语音播报和打印模块 输出电流值发生变动时，语音电路可实时播报当 前预置电流值和实测电流值。输出电流稳定后则不再 播报。按下打印键，用户可将当前电流值、电流最大变
低纹波、高精度稳定直流电流源是一种非常重要 的特种电源，在现代科学研究、医疗及工业生产中获得 了越来越广泛的应用。普通电流源存在以下问题：用电 位器进行调节，输出电流值无法实现精确步进，输出电
内含８ｋ ｂｙｔｅｓ的可反复擦写的Ｆｌａｓｈ只读程序存储器 和２５６ ｂｙｔｅｓ的随机存取数据存储器（ＲＡＭ），３２个外部 双向输入，输出（Ｉ／Ｏ）端口，同时内含２个外中断口，３
电压值进行采样，经过运算放大器放大后送入Ａ／Ｄ转
图６软件流程囤
万方数据
４电路测试结果 改变负载电阻值，测量实际流过负载的电流，测试 结果见表ｌ所示。电流预置值和万用表实测值基本吻
合，绝对误差不超过４ｍＡ。
裹１测试数据
预置值／ｍＡ万用表实测值／ｒａＡ绝对误差／ｍＡ相对误差／％纹波电流／ｍＡ
５结束语
上述研究开发的数控直流电流源经实际使用，效果 良好。主要有以下特点：最大输出电流可达４Ａ；输出电 流值可精确预置，且预置值和实测值在ＬＣＤ上同时显 示，便于校对；最小可实现ｌｍＡ精确步进；纹波电流小 于０．２ｍＡ；总之，本数控直流电流源源功能全面，工作稳 定可靠，操作简单，精度很高，有极大的推广及应用价值。 参考文献：
基于AT89C52的数控直流电流源设计
２３ Ａ Ｄ 转换 电路 的设 计 ． ／
采 用 ＡＤ５ ４构 建 ＡＩ 转 换 器 。 ＡＤ５ ４是 美 国 模 ７ Ｄ ７
拟 数 字 公 司 （ ａｏ ） 出 的 单 片 高 速 １ Ａｎ ｌｇ 推 ２位 逐 次 比 较
调 。设 计 中 采 用 单 片 机 系 统 为 核 心 的 控 制 方 式 ， 过 通
Ａ／ 转 换 对 电 流 源 电 流 信 号 进 行 采 样 ， 再 通 过 Ｄ Ａ Ｄ ／ 转 换 控 制 电流 源 。 用 开 关 切换 步 进 电流 幅 度 （０ｍ １ Ａ
和 ｌ ｍＡ ） 。由 两 个 按 键 分 别 实 现 ” 、 一” 加 和 减 少 ＋” ” 增
且 具 有 自 动 校 零 和 自 动 极 性 转 换 功 能 ， 只 需 外 接 少
量 的 阻 容 件 即 可 构 成 一 个 完 整 的 Ａ／ 转 换 器 。 Ｄ
ＡＤ５ ４ 的 分 辨 率 是 １ ｂｔ 可 以 满 足 ｌ ７ ２ ｉ， ｍＡ 的 步 进 要 求 。 ＡＤ５ ４ 为 核 心 构 成 Ａ／ 转 换 电 路 ， 电 路 如 图 ４ ７ Ｄ
恒 流 源 输 出 电流 的步 进 控 制 。
１２ 系统 组 成 ．
经 过 方 案 比 较 与 论 证 ，最 终 确 定 的 系统 组 成 框
图 １ 直 流 电 源 设 计 框 图
图 如 图 ｌ所 示 。 由 主 电 源 、 助 电 源 、 流 电 流 源 、 辅 直
Ｄ／ 转 换 器 、 Ｄ 转 换 器 、 单 片 机 系 统 及 显 示 与 按 Ａ Ａ／
维普资讯
钡啊 式 技 市 ｉ
数控直流电流源的设计
数控直流电流源的设计1.设计思路本设计以ATmeｇa16Ｌ为核心，通过A/D、Ｄ/A转换、Ｖ/I转换及独特的算法实现高精度的,电流输出范围为20mＡ～2000mA的数控直流电流源。
该电流源具有电流可预置，1ｍA步进，同时显示给定值和实测值等功能。
2.方案设计2.1控制器模块方案利用ＡTmeｇa16Ｌ单片机将电流步进值或设定值通过换算由Ｄ/A转换,驱动压控恒流源电路实现电流输出。
输出电流经处理电路，作Ａ／D转换反馈到单片机系统,通过补偿算法调整电流的输出,以此提高输出的精度和稳定性。
D／A转换器选用１２位优质D／A转换芯片 TＬＣ5618,直接输出电压值，且其输出电压能达到参考电压的两倍，A/D转换器选用高精度16位模数转换芯片AD7705。
2.2显示器模块方案采用19264Ｄ汉字图形点阵液晶显示模块同时显示电流给定值和实测值。
使用ＬCD显示。
ＬCD具有轻薄短小，可视面积大,方便的显示汉字数字,分辨率高，抗干扰能力强，功耗小，且设计简单等特点。
2.３键盘模块方案采用标准4X4键盘，此类键盘采用矩阵式行列扫描方式,优点是当按键较多时可降低占用单片机的I/O口数目，而且可以做到直接输入电流值而不必步进。
2.4压控电流源模块方案精密压控电流源是本数控电流源的关键之所在,针对设计要求和使用需求、结合设计思路,精密电流源模块必须具备以下指标:纹波小于2mA，误差小于0．1%,具有低的输出失调。
基于稳定性要求和以上考虑，电流源电路选择了经典的压控电流源电路，它负责与后级扩流模块连接，用电压控制后者,而使用电流反馈，这样可以保证有足够高的精度。
该部分采用了高性能、低温漂、低失调的运算放大器OP77和精密元件组成，保证性能指标的良好发挥。
2．5扩流模块方案为了克服传统扩流电路在高精度、高稳定性要求下的缺陷，追求一种精度高、稳定性好、对前级影响小的扩流电路,受到S类功率放大器的启发,本设计率先把S类放大器优秀的电压跟随器原理引入电流源电路之中。
基于AT89S52数控直流电流源设计
单片机 比较并处理 ， 当采集 的电压 比设置 的电压值大时 ， 由
单片机控制 Ｄ Ｃ８２ Ａ ０３ 的电压减小 ， 直至降到与设置值相等
时， 达到平衡 状态 ； 同理 ， 当采集 的电压 比设置 电压小时 ， 则 控制 ａ ｃｓ２ ￣ ０３ 的电压增 大 ， ４ 直至达到平衡 。 数控模块 采用 ５ 一系列单 片机 Ａ ８Ｓ２ １ Ｔ９５ 实现系统的数 控部分 。使 系统控 制方便 ， 由于采用 可编程器件 ， 系统 方便
渡电流小、 精度较 高、 制方便 等优点 控
关键字 ： Ｔ９ ５ 单 片机 ；／ Ａ ８Ｓ２ Ｄ Ａ转换 ； 电流采 集； 单步增减 中图分类号 ：Ｍ１１３ ’ ３ 。 Ｉ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号：６２—１４ （０７ ０ —０９ —０ １７ ０７ ２０ ）３ ０ １ ３
Ｔｈ ｓ ｎ ｏ ｈ ｇｔ ｌＣｏ ｔｏ ｒ ｃ ｒ ｅ ｃ ｎ Ｂａ ｉ ｆＡＴ ９ ５ ｅＤｅ ｉ ｆｔ ｅ Ｄｉ ｉ ｎ ｒ ｌＤｉｅ ｔＣｕ ｒ ｎ ｙ ｏ ｓｓｏ ８ Ｓ ２ ｇ ａ
在液晶显示器上显示该预置值。０ １ ． Ｑ的电阻 由康铜电阻 丝绕制而成的标准电阻， 康铜电阻丝线性较好、 精密度高。
当输 出电流为 ２ 时 ， 铜 电阻两 端 的电压 为 ２０ Ａ 而 由 Ａ 康 ０ｍ ， Ｉ ７０ 设计构成的数字 电压表 的满量 程为 ２０ Ｖ 从而得 Ｃ １７ Ｌ ０ｒ ， ａ
李
（ 冈职 业技 术 学院 黄
摘
敏， 高锦 南
湖北 黄冈 ４ ８０ ） ３０２
要 ： 系统以单片机 Ａ ８ Ｓ２为控 制核 心 ， 本 Ｔ９５ 配备相关的外 围电路 ， 构成一 个基 于 Ａ Ｄ转换 的数控 直流 电流 源。系 ／
统主要 由单片机控制 、 盘预置 、 ／ 键 Ｄ Ａ转换 、／ Ａ Ｄ转换 以及 电流推动共五个模块 组成 。该数控直 流电流 源具有输 出稳定、 纹
数控直流恒流源的设计与制作
数控直流恒流源的设计与制作数控直流恒流源的设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000mA范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围±4mA，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
1 系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、12位数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件。
1.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定，设定值与Ａ/Ｄ采样显示值（系统内部测量值）的关系。
内部测量值与实际测量值的关系，而后者是所有仪表所存在的误差。
1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中OUT1和OUT2是电流的输出端。
为了实现数控的目的，可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出，从而间接改变电流源的输出电流。
从理论上来说，通过控制AD7543的输出等级，可以达到1mA的输出精度。
但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA，而当器件处于2000mA的工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶管值下降，从而导致电流不能维持恒定。
为了克服大电流工作时电流的波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流的波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器的实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节。
经测试表明，采用常用的大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善。
电路反馈原理如下图所示。
2 总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。
一种数控DC电流源的设计与实习
２ ｌ Ｒ６ （ ＋Ｒ６ ］ Ｖ ｉ ／ ）＋ Ｒ６ Ｓ ＰＣＥ ６ Ａ。该 单 片 机 采 用 现 代 电 子 字 符 型 液 晶 显 示 屏 ＬＣＤＳＭ Ｃ１ ０ Ａ ０１ ６ ２ 则 有 Ｖ１ 【 — ／ Ｒ２ 技 术 — — 片 上 系 统Ｓ （ｙ ｔｍ Ｏｌ 模 块 。 该 模 块 具 有 轻 薄 短 小 、 低 压 微 （ ＯＣ ｓ ｓｅ ｉ Ｒ２＿Ｒ６ ＝Ｖ １ Ｒｌ Ｒ １ 卜 ） １ （ ＋Ｒ６ 。 由 ）
温 度 系 数 很小 （ ５×１ ／℃） 火 线径 可 ＡＧ Ｃ、ＤＴＭ Ｆ 模 块 ，语 音 功 能 可 以 尽 快 找 出 外 部 信 号 模 拟 量 的 数 字 ０ 等
以 使 其温 度影 响减 至 最 小 。 ３ 三极 管 个 由软 件 编 程 实 现 ， 不 需 要 外 按 任 何 电
奇§魄孚
００ ２ ５７ 晕１劳
（ ＋Ｒ６ ＝Ｖ１ Ｒ ｌ Ｒ１ Ｒ２ ） １ ／（ ＋Ｒ５ 。 令 连 接 方 式 或 行 列 武 （ 阵 式 ）连 接 方 ） 矩
Ａ／ ＃ 部 分 程 序 主 要 用 于 将 采 Ｄ｝ 换
Ｒｌ Ｒ２ ０ ２ —１ｋ【 ，Ｒ５ Ｒ ｌ ， － ６ ｋ 则台 式 ，该 模 块 的 功 能 主 要 完 成 对 输 出 电 样 电 阻 采 到 的 模 拟 电 压 信 号 转 换 为 数 Ｖｆ Ｖｉ ６ Ｒ２ Ｖｉ １ 。若 暂 不 考虑 反 流 和 其 他 信 息 的设 定 。 直 流稳 压 电 源 字 信 号 。采 样 信 号 由Ｉ Ａ６ 入 并 直 接 Ｒ ／ 一 ／０ Ｏ 输
由单 片机 ＤＡ ｃ 出。 因为理 想运 输 实时 显示 等功能 的协调 ，通过 多种 方 小数 点等信 息 ，但 由于其显 示信 息单 Ｖｉ
案 论 证 后 ， 选 用 凌 阳 十 六 位 单 片 机
数控直流电流源设计,毕业论文,毕业设计,数控,直流电源
数控直流电流源设计摘要本设计大致分五个模块：单片机控制模块、数模（D/A）转换模块、恒流源模块、模数（A/D）转换模块、显示模块。
单片机控制模块以单片机为核心，对输入电流信号进行转换成数字量输出；恒流源模块将D/A转换来的电压模拟量通过恒流源电路变成恒流；显示模块采用数码管显示译码芯片与74LS47设计成10进制4位数码动态显示电路。
键盘模块采用常见单路复位开关，做成4×4矩阵键盘，用动态扫描方式读取外部按键动作，这样设计可靠，配合凌阳AT89S52单片机，可以很轻松的实现按键输入。
此外，本设计可实现电流0-2A且有±1mA和±10mA的两种步进，同时有数码显示输入的电流值。
关键词单片机键盘控制D/A转换恒流源A/D转换译码显示Constant Current Resource Digital ControlledABSTRACTThe design is divided into five modules: Single-chip control, digital-to-analog (D / A) conversion module, constant current source module, the output display module. To single-chip single - chip control module as the core of the input current signals to digital output; Constant current source modules will be D / A converter to the voltage analog circuit through the constant current source into a constant current; display module display digital 74LS47 decoder chip designed with 10-band digital dynamic display four circuits. Common use of the keyboard module reset single switch, make 4 * 4 matrix keyboard, using dynamic scanning button to read the external action, so that the design of reliable, with Sun plus AT89S52 microcontroller, can easily achieve the keystrokes. In addition, the design can achieve the current 0-2A and a ± 10mA and ± 1mA Step two, at the same time digital display of the current input.KEY WORDS Single - chip Keyboard control D / A converter A / D conversion Decoding show目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.2课题的背景和意义 (1)1.3数控直流恒流源简介 (2)1.4恒流源的应用 (2)2 数控直流电流源整体设计 (3)2.1整体结构设计与论证 (3)2.2系统原理与基本框图 (5)3 硬件电路设计 (6)3.1单片机模块的设计 (6)3.1.1 单片机的选择 (6)3.1.2 单片机最小系统组成及AT89S52介绍 (6)3.1.2.1 AT89S52单片机功能特性描述 (6)3.1.2.2 AT89S52引脚功能描述 (7)3.2D/A转换模块设计 (11)3.2.1 D/A转换方案 (11)3.2.2 12位串行D/A转换芯片MAX538介绍 (11)3.2.2.1 性能特点 (11)3.2.2.2 主要参数 (12)3.2.2.3 内部结构 (12)3.2.2.4 引脚结构 (12)3.2.2.5 输入接口 (13)3.2.3 D/A转换模块电路 (14)3.3V/I转换模块设计 (14)3.3.1 V/I转换方案 (14)3.3.2 V/I转换电路 (15)3.4A/D转换模块设计 (17)3.4.1 A/D转换方案 (17)3.4.2 12位串行A/D转换芯片MAX197介绍 (18)3.4.2.1 MAX197的特性 (18)3.4.2.2 MAX197的结构 (18)3.4.3 A/D转换模块电路 (20)3.5显示模块设计 (21)3.5.1 显示电路方案 (21)3.5.2 译码器74LS47简要介绍 (21)3.5.3 LED显示器的工作原理 (23)3.5.4 显示模块电路 (25)3.6键盘模块设计 (26)3.6.1 键盘电路方案选择 (26)3.6.2 键盘模块的电路 (26)3.7电源模块设计 (28)3.7.1 稳压电路电源方案 (28)3.7.2 电源原理 (28)3.7.3 LM7805、LM7812简要介绍 (28)3.7.4 电源模块电路 (29)4 软件设计 (30)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)1绪论1.1概述随着科学技术的迅速发展，人们对物质需求也越来越来高，特别是一些高新技术产品。
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基于数控直流电流源系统的设计摘要：随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，人们对数控恒定电流器件的需求越来越高。
应社会发展的需求，对基于单片机控制的“数控直流电流源的设计”进行研究论证，并运用Proteus 软件进行仿真。
以直流稳压电源和稳流电源为核心，结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。
首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压，然后采用了分立元件实现稳流。
为实现对输出电流的精确控制：一方面，通过Ｄ／Ａ输出实现电流的预置，再通过运算放大器控制晶体管的输出电流；另一方面，运用Ａ／Ｄ转换器件将输出电流的采样值送入单片机，与预置值进行比较，将误差值通过Ｄ／Ａ转换芯片添加到调整电路，从而进一步降低了输出电流的纹波。
Abstract：The requiements of numerical controlling constant current devices is increasing as development of electronic technology and expanding of digital circuit applicational field. As to satisfy society development, do a study based on " Numerical control dc current source design " of SCM controlling and apply Proteus to simulating software.DC（digital current ）V oltage regulator and DC current regulator is the key part of the design，its output current is controlled by single chip microprocessor,Firstly,single chip IC（integrated circuit）V oltage regulator LM338K is used to generate stable voltage, and then desperate devices is used to generate stabilize current . Tocontrol the output current ，on one hand ,system sets output current by D/A（digital／analogue converter and controls current of transistor by operational amplifier ；on the other hand ，with the help of A/D（analogue／digital）converter，system samples the output current and convert it into digital data ，compares it with preset value ，converts the error value into analogy and puts it on adjusting circuit ，and decreases the ripple of the system output current ．目录1 引言 (1)1.1 数控直流电流源的发展现状 (1)1.2 数控直流电流源的研究意义 (1)1.3 该研究解决的主要内容 (1)2 设计任务及要求 (1)2.1任务 (1)2.2 设计思路 (2)2.3 方案论证 (2)2.4 总体方案设计 (2)3 硬件系统的设计 (3)3.1 硬件系统的模块 (3)3.1.1 单片机最小系统 (3)3.1.2 自制电源模块 (5)3.1.3 显示模块 (5)3.1.4 键盘模块 (7)3.1.5 电流源模块 (8)3.1.6 负载模块 (8)3.1.4 D/A、A/D转换模块 (8)3.2 系统的原理图 (9)4 软件系统的设计 (10)4.1 单片机资源使用情况 (10)4.2 软件系统的模块 (10)4.3 程序流程图 (11)4.4 程序清单 (15)5 仿真测试及结果 (15)5.1 设计结论及使用方法 (15)5.2 仿真结果 (15)5.2.1 输出电流范围仿真 (15)5.2.2 步进调整仿真 (17)5.2.3 输出电流仿真 (17)5.3 误差分析 (18)6 总结 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)附录 (23)1 引言1.1 数控直流电流源的发展现状电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。
电子电力技术是电能的最佳应用技术之一。
现在电源技术融合了电子、电气、系统集成、控制理论、材料等众多领域。
随着数控电源在电子设备中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。
电源在使用时会产生很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
随着经济全球化的发展，恒流源是电路中广泛使用的一种电路，恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得所输出的电流趋于恒定。
本课题对恒流源进行研究，设计出所需要的符合标准的数控制流电流源。
1.2 数控直流电流源的研究意义数控直流电流源是我们生活中比较常见的设备，这次设计就是基于单片机为主体所设计的微机数字触发式直流电流源，相比其他以往的电源设计，此次的课题更新颖，更符合技术发展的潮流。
设计中，对整体电源进行了硬件、软件总体设计，从两方面满足设计的基本要求的同时，对整个微机控制的系统有了比较全面的了解。
1.3 该研究解决的主要内容本次对数控直流电流源的设计主要是针对以下方面：如何实现对电源的输出控制，该系统主要是应用单片机，用微处理器来替代传统直流稳压电源中手动旋转电位器，实现输出电压的连续可调，精度要求高。
实现的途径很多，可以用DAC的模拟输出控制电源的基准电压或分压电阻，或者用其它更有效的方法，因此如何选择简单有效的方法是本课题需要解决的首要问题；数控直流电流源要实现电流的键盘化输出控制，同时对于输出的电流的精度也具有相应的要求，如何有效的实现这些功能也是课题所需研究解决的问题。
2 设计任务及要求2.1任务设计并制作数控直流电流源。
输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。
其原理示意图如下所示。
2.2 设计思路采用改进型单输出端单向电流源电路来产生恒定的电流。
此方法是利用精密电阻取样得到反馈电压，将反馈电压和高精度的参考电压比较得到误差电压，该误差电压经放大后输出控制调整管的导通程度，使预设电流值和实测电流值的步步逼近，直到相等，从而达到数控的目的。
2.3 方案论证对于数控直流电流源的设计有很多方案，下面做一下介绍：方案一：方框图如图1所示，数控直流电流源由键盘、控制器、显示器、数模转换、电压电流转换和模数转换等部分组成，键盘的作用是设定电流值和确定电流步进值；控制器的作用是将设定电流值的8位（或12位）二进制输出；显示器的作用是显示设定电流值；数模转换的作用是设定电流值的数字量转换为模拟量；电压电流转换的作用是将电压转换成恒定电流输出；模数转换的作用是将输出的模拟量再转换为数字量反馈到控制器，使实际输出电流值与设定电流值一致。
图1 方案一的方框图方案二：方框图如图2所示，采用改进型的单输出端单向电流源电路来产生恒定电流。
该方法是用精密电阻取样得到反馈电压，将反馈电压与高精度的参考电压比较得到误差电压，此误差电压经放大后输出控制调整管的导通程度，使预设电流值和实测电流值的逐步逼近，直至相等，从而达到数控的目的。
从题目的要求来分析，该题目最大的难点在于大电流输出和高精度控制，所以在具体的方案确定中，大电流、功耗，以及精度、误差等都是我们所必须要考虑和克服的。
2.4 总体方案设计方案一的数控直流电流源设计较简单，对于电流的变化是用相比而言使用可编程芯片，如CPLD 或FPGA等和DAC控制，采用LED数码管进行实时显示，操作也较方便。
方案二的数控直流电源设计采用单片机作为核心控制，基本原理简单，实现比较方便，电源的电流值也可以调整到较精确的数值，同样的也是采用LCD进行显示。
此方案采用保持电阻恒定而改变输入电压的方法来改变电流的大小。
利用高精度D/A转换器在单片机程序控制下提供可变的高精度的基准电压，该基准电压经过V/I转换电路得到电流，再通过A/D转换器将输出电流反馈至单片机进行比较，调整D/A的输入电压，从而达到数控的目的。
该方案的难点在于稳定恒流源的设计和高精度电流检测电路的设计。
特点是可精确的控制电流的步进量，负载变化对电流输出的影响较小。
根据题目要求以及设计思路，比较之后，基于以上优点以及对于单片机的成熟应用，因此我决定用单片机来作为控制器，我所采用的是第二种方案图2 方案二方框图3 硬件系统的设计3.1 硬件系统的模块3.1.1 单片机最小系统（1）时钟电路单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。
一般选用石英晶体振荡器。
此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振,在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。
电路中石英晶体振荡器的频率为12MHz，两个电容 C1、C2的作用有两个:一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。
C1、C2的典型值为33PF。
单片机的时钟电路如图3所示。
（2）复位电路单片机的第9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态。
复位电路用于产生复位信号，通过RST引脚送入单片机，进行复位。
因为AT89S52单片机的复位是靠外部电路实现的。
复位电路的好坏直接影响单片机系统工作的可靠性，因此，要重视复位电路的设计和研究。
只要RST端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效地复位。
AT89S52单片机通常采用上电自动复位、按键复位、以及上电加按键复位等，我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。
则复位电路图如图4所示。
（3） AT89C52单片机AT89C52是一种带8K字节闪烁可擦除可编程只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，简称单片机。
AT89C52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。