基于单片机的数控恒流源设计-----硬件设计
基于单片机的高稳定数控恒流源的设计与实现
１系统原理介绍
设 计 的高精 度数 控恒流 源 ，由 电流 源模 块 、测量模块 、电源模块和数控模块构成 ，以 压控恒流源 为核 心，用 单片机控 制高精 度 Ｄ／ Ａ 输 出 的 电压 值 送 入 电流 源 模 块 ，可 完 成 对 输 出 电流 的精密控制 ，其 中电流源模块采用运算放 大器和大功率管构成 的自举反馈式 电路 ，稳定
出 电流 ， 形 成 一 个 闭 环 形 式 的 控 制 系统 ， 使 输 出 电 流 更 加 稳 定 ， 本 系统 已用于 恒流驱 动 的 “ 高性 能 数 控 安 培 力 教 学 演 示 仪 ” ， 取 得 了很 好 的预 期 效 果 。
回
三极管 Ｉ 。 Ｉ 。 ，所 以 电
位 串行模式的 Ａ／ Ｄ芯片 ，内置有 ２ ． ５ Ｖ基准源 ， 有效 的减少 了外 围电路及控制 引脚 ，提 高了系 统 的稳定性 。
输 出电流和增大输 出电阻，改进 了恒流特性 ，
实现高精度 的恒流输出 。
２硬件设计
２ ． １单 片机 系统 单 片机系统是该恒 流源 的核 心控制模块 ，
运 算 放 大 器 Ｕ１的 ６脚 与 三极 管 Ｏｌ的基 极 相 连， ２脚 与 Ｑｌ的 发 射 极 和 Ｒ５ 相 连 ，形 成 了一 个 小 电 流 恒 流 电 路， 电 流 Ｉ 。 ＝ Ｕ。 ｃ ／
，
时采 集输 出 电流模 拟量 ，经单 片 机 分析 处理 ， 实时动 态控 制其输
恒流 源是 能够 向 负载提供 恒 定 电流 的 电源 ，应 用 十分 广泛 ， 本文 介 绍一款 高稳 定 的数控 恒 流 源 的 设 计 与 实 现 该 恒 流 源 以 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２单 片机 为控 制 器， 通 过 键 盘设 置 恒 流 源 输 出 电 流
基于单片机的数控恒流源设计
基于单片机的数控恒流源设计本文以基于单片机的数控恒流源设计为研究对象，针对数控恒流源设计中存在的问题，提出一种单片机控制的数控恒流源，以解决普通恒流源模块对负载变动敏感、性能稳定性较差的问题。
先，本文分析了数控恒流源设计中产生的问题，并讨论了现有的解决方案，以推导出设计的可行性。
其次，本文介绍了实施该设计的方法，包括单片机选择、负载检测以及恒流控制算法等。
最后，本文对该设计进行了仿真，结果表明，该设计在反应时间、负载变化范围和控制精度方面具有较高的性能。
在当今的数控电路中，数控恒流源的应用越来越广泛，它的功能是提供恒定的电流，以保证整个电路的正常工作。
然而，传统的数控恒流源模块存在一些问题，比如对负载变动的敏感性较高，性能稳定性较差，因此，如何有效解决这些问题，提高恒流源性能，成为当前研究的一个热点课题。
针对这一问题，本文提出一种基于单片机的数控恒流源，以提高精度和稳定性，并简化设计过程。
首先，本文从数控恒流源设计的角度出发，分析了引起数控恒流源失效的因素，从而推导出设计的可行性。
其次，本文介绍了实施该设计的方法，并详细描述了单片机选择、负载检测以及恒流控制算法等步骤。
本文选用单片机AT89C52作为主控芯片，结合PID算法实现恒流控制，并采用数字采样手段实现负载检测。
此外，本文还给出了恒流控制算法的完整流程，以便用户了解该设计的具体运行状况。
最后，本文利用Simulink进行仿真，结果表明，该设计的最大反应时间为1ms，负载变化范围是0-2A，控制精度达到1%，实现了数控恒流源的高效控制。
综上所述，本文针对数控恒流源设计中存在的问题提出了一种单片机控制的数控恒流源，提高了恒流源的结构精度和控制性能，在电路设计过程中具有重要意义。
未来研究将针对该设计进一步优化和开发，以改善控制技术性能。
2021年基于单片机数控恒流源设计
基于单片机数控恒流源设计海南大学嵌入式系统课程设计报告题目：基于单片机的数控恒流源设计学号： xx7402320007 姓名：陈竹梅班级： 1班专业：电子科学与技术指导教师：黄建清完成日期： 2020 年6 月 18 日基于单片机的数控恒流源设计摘要该数控直流恒流源采用模块化，主要由单片机控制模块、键盘输入模块、A/D转换模块、恒流源模块、D/A转换模块和显示模块六部分组成。
通过开关和按钮的设置，配合AT ___S52单片机的编程实现数字控制及数字显示，同时用DAC0832实现D/A转换，实时把采样电路上的模拟___转换成数字 ___，形成反馈，输出模拟控制电压，再用运算放大器组成电流负反馈系统来完成输出电流控制及恒定。
整个系统由单片机控制,输出部分使用运算放大器和功率放大器组成深度电流负反馈减少了输出端的电流波动，实现输出电流的恒定。
显示出实际的输出电流。
关键词单片机;数控恒流源;模块化; Abstract The NC DC constant current sour ___ adopts modularization, which is ___inly posed of six parts: SCM control module, keyboard input module, a / D conversion module, constant current sour ___ module, D / a conversion module and display module. Through the setting of switch and button, with the programming of AT ___S52 single chip microputer, digitalcontrol and digital display are realized. At the same time, DAC0832 is used to realize d / a conversion. The ___og signal on the sampling circuit is converted into digital signal in real time to form feedback and output ___og control voltage. The current negative feedback system is posed of operational amplifier to plete the output current control and constant. The whole system is controlled by single-chip microputer. The output part is posed of operational amplifier and power amplifier. The deep current negative feedback redu ___s the current fluctuation at the output end and realizes the constant output current. Shows the actual output current. Keywords single chip microputer; NC constant current sour ___; modularization; 目录 1前言 5 1.1研究目的及意义 5 1.2国内外研究现状 5 2章节概述 6 2.1设计方案分析 6 2.1.1两种设计方案分析 6 2.2系统工作原理 7 2.3系统模块概述 7 2.3.1系统组成框图 7 3电路硬件设计 8 3.1单片机功能介绍 8 3.1.1器件选择和作用 8 4模块单元设计 13 4.1设计原理分析 13 4.1.1 运算放大部分 14 4.1.2 晶振部分 144.1.3 复位电路 14 4.1.4 按键部分 15 4.1.5 数码管显示部分 15 4.1.6 A/D转换部分 15 4.1.7 D/A转换部分 16 4.1.8 存储部分16 5电路软件设计 17 5.1 系统设计思路 17 5.2 具体分步流程18 5.2.1键盘键入流程 19 5.2.2 A/D转换流程 19 5.2.3 D/A转换流程 20 5.2.4 小号共阳数码管显示流程 20 6系统调试分析 21 7实验及测试结果分析 22 8结论及未来展望 24 9致谢 26 10 ___ 27 附录1 28 附录2 29 附录3 29 附录4 30 1前言 1.1研究目的及意义本课程设计基于单片机数控直流恒流源设计，由运算放大器组成的恒流源电路，系统在利用A/D转换器对恒流源模块的输出釆样，根据采样值，通过单片机控制D/A转换器，使恒流源电路达到稳流的目的。
基于单片机的数控电流源设计
基于单片机的数控电流源设计摘要文中设计一种基于单片机控制的数控电流源。
核心部件是单片机,实现量程可选、输出可调、步进精确、纹波电流极小的功能,而且可将输出电流预置值、实测值在LED上同时显示。
经实验测试证明,此设计具有较高的控制精度。
关键词单片机;数控本文所设计的数控电流源采用PIC16F877A单片机为核心部件,键盘、显示、D/A、开关电源等模块为外围电路。
1设计要求和总体设计思路1.1设计要求本设计要求:输入220V,输出最高12V;通过键盘控制输出电流,步长为0.01A;采用LED显示输出电流,精度为0.02A;电流源稳流范围为(0.2-1)A。
1.2总体设计思路本设计采用开关电源,以达到输出范围和精度以及纹波的要求。
根据系统要求,采用D/A转换后,接运算放大器构成的功率放大来控制D/A的输入,从而控制电流值的方法。
本系统主要由数控部分、电源部分和键盘显示电路组成。
系统原理框图如图1所示。
图1数控电流源原理框图2硬件电路设计及软件选择根据数控电流源的设计要求,系统主要由控制模块、电源模块、D/A模块及键盘显示模块构成。
2.1控制模块的选择本设计采用的是PIC16F877A单片机控制。
与AT89C51单片机相比,PIC16F877A采用哈佛结构,能实现指令的单指节化,有精简指令集技术,寻址方式简单,I/O口驱动能力强,具备I2C和SPI串行总线端口,外围电路简洁,不仅便于开发,而且还可节省用户的电路板空间和制造成本。
程序保密性强,有低功耗、宽电压设计,能将相当一部分外围器件结合到一起,使用方便,抗干扰性能提高。
2.2电源模块的选择电源模块一般主要采用全桥整流加电容滤波电路、三端稳压集成电路外接扩流管和开关电源电路。
全桥整流加电容滤波电路广泛应用于一些要求不太高的直流电流源中,其驱动能力和后级的滤波电容有关,该电路显著的特点就是能够比较好的满足电流的瞬态相应,而如果负载要求持续的大电流输出,该电路将无能为力。
基于单片机的数控直流恒流源的设计
插图清单
图2-1系统框图........................................................................................................................5
The constant current, is one kind can provide the constant current to the load the power source. Therefore the constant current application scope is widespread, and in many situations is essential. It both may provide the bias for each kind of amplifying circuit by to stabilize its static operating point, and may take its active load, enhances the enlargement factor. And in the differential motion amplifying circuit, the pulse produced in the electric circuit to obtain the widespread application.
图3-11键盘与单片机的接口电路........................................................................................20
基于单片机控制的直流恒流源的设计
基于单片机控制的直流恒流源的设计摘要目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科，它对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键作用。
本文设计了一种基于单片机控制的数控直流恒流源。
该恒流源以 AT89S52 为控制核心，采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器 OP07 和达林顿管TIP122 构成恒流源的主体，配以高精度采样电阻及 12 位 D/A 芯片 MAX532、16 位 A/D 芯片 AD7715，完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制。
人机接口采用 4×4 键盘及 LED 数码管显示器，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能。
本文在软件设计上采用增量式 PID 控制算法，即数字控制器的输出只是控制量的增量。
增量式控制虽然只是算法上作了一点改进，却带来了如下的优点：一是算式中不需要累加，控制增量的确定仅与最近三次的采样值有关，容易通过加权处理获得比较好的控制效果；其次是计算机每次只输出控制增量，即对应执行机构位置的变化量，故机器发生故障时影响范围小、不会严重影响生产过程。
文章最后对该恒流源的主要性能参数进行了测定，测试结果表明：该系统已基本达到预期的设计目标，具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单的特点，可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。
关键词：单片机，数字控制，恒流源，PID 控制算法目录第一章绪论 (4)§1.1恒流源的应用 (4)1.1.1 在计量领域中的应用 (4)1.1.2 在半导体器件性能侧试中的应用 (4)1.1.3 在传感器中的应用 (5)1.1.4 现代大型仪器中稳定磁场的产生 (5)1.1.5 在其他领域中的应用 (5)§1.2 恒流源的发展历程 (5)1.2.1 电真空器件恒流源的诞生 (5)1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类 (5)1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类 (6)第二章方案选择及论证 (7)§2.1 总体设计方案及性能指标 (7)2.1.1 总体设计方案 (7)2.1.2 性能指标 (7)§2.2 恒流源基本设计原理与实现方法 (7)2.2.1 引起稳定电源输出不稳定的主要原因 (8)2.2.2 恒流源的基本设计原理 (8)2.2.3 器件的参数计算及选择 (10)§2.3 电源的计算机仿真技术 (11)第三章系统的硬件设计 (13)§3.1 单片机功能介绍 (13)§3.2 电源模块的设计 (18)§3.3 A/D 模块设计 (18)3.3.1 AD7715 简介 (18)3.3.2硬件电路设计 (21)§3.4 D/A 模块设计 (22)3.4.1 MAX532 简介 (22)3.4.2 硬件电路设计 (24)§3.5 键盘接口电路设计 (24)3.5.1 键盘的工作方式 (25)3.5.2 接口电路设计 (23)3.5.3 按键抖动及消除 (26)§3.6 显示器接口电路设计 (26)3.6.1数码管驱动芯片 MAX7219 简介 (27)3.6.2 硬件电路设计 (29)§3.7 印刷电路板的制作 (29)3.7.1 元器件的布局 (30)3.7.2 电源线、地线的设计 (30)3.7.3 去耦设计和布线设计 (31)第四章系统的软件设计 (33)§4.1 控制算法 (33)§4.2 软件流程 (34)4.2.1 主程序流程图 (34)4.2.2 键盘中断子程序 (35)4.2.3 显示中断子程序 (36)第五章系统功能测试与分析 (38)§5.1 测试仪器 (38)§5.2 测试数据及结果分析 (38)第六章总结与展望 (42)参考文献 (44)数控恒流源程序 (45)第一章绪论众所周知，许多科学实验都离不开电源，并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、电流大小以及动态指标有着特殊的要求，然而目前实验所用的直流电源大多输出精度和稳定性不高；在测量上，传统的电源一般采用指针式或数码管来显示电压或电流，搭配电位器来调整所要的电压及电流输出值：使用上若要调整精确的电压或者电流输出，须搭配精确的显示仪表监测，又因电位器的阻值特性非线性，在调整时，需要花费一定的时间，况且还要当心漂移，使用起来非常不方便。
基于单片机的数控恒流源设计
本科毕业论文（设计）题目（中文）基于单片机的数控恒流源设计a（英文）Design of constant current voltage source based on SCM完成日期 2016 年 4 月摘要恒流源是一种高精度的电源，具有响应速度快，恒流精度高，能长期稳定工作，适合各种性质负载等优点，而具有了越来越广泛的应用。
本文主要论述了一种基于51单片机为控制核心的数控直流源的设计与实现。
本电源具有可预设电流，电流步进，显示电流的功能。
主要由单片机控制模块、键盘输入模块、A/D转换模块、恒流源模块、D/A转换模块和显示模块六部分组成。
系统由单片机设定预置电流信号，经过D/A转换器TLC5615输出模拟电压信号，该信号控制达林顿管的基极，使其集电极输出相应的电流。
再通过A/D转换芯片，实时把采样电路上的模拟信号转换成数字信号，形成反馈，显示出实际的输出电流。
关键词：压控恒流源；单片机；数控电源AbstractConstant current source is a kind of common power source with high precision with fast response, high precision of constant current. It can also work stably for a long time and has various properties of the load. So now it is used more and more widely. This paper mainly discusses the design and implementation of a digital constant current source based on51 MCU as the control core of the system. The power supply has a preset current, current step, current display function. It has 6 parts: Control module, keyboard input module, A/D transform module, D /A transform module , display module and constant current source module. The current signal set by the SCM. Then it through D / A converter TLC5615 , which output to the voltage analog signal and control the Darlington tube base, and output the corresponding current. Finally through the A/D conversion chip, real-time sampling circuit analog signal is converted into digital quantity, feedback form, show the actual output current.Keywords: voltage controlled constant current source; single chip microcomputer; digital power supply目录上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)1 前言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 基本原理与方案对比 (2)2.1 总体框图 (2)2.2 恒流源方案对比 (3)2.2.1 晶体管恒流源 (3)2.2.2场效应管恒流源 (4)2.2.3集成电路恒流源 (5)2.2.4 总结.................................................................................52.3 单片机简介 (6)2.4 液晶显示屏简介 (8)2.5 数模转换芯片 (9)2.6 模数转换芯片 (9)3各模块实现………………………………………………………………………103.1 键盘模块 (10)3.2 液晶显示模块 (11)3.3D/A转换模块 (12)3.4 A/D转换模块 (12)3.5恒流源模块 (13)3.6 电路整体工作原理 (14)4 系统软件实现 (15)4.1综述 (15)4.2键盘输入流程图 (16)4.3A/D转换流程图 (17)4.4D/A转换流程图 (18)4.5液晶显示流程图 (19)5 整体测试与分析…………………………………………………………………206 总结与展望………………………………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………………23附录A 仿真原理图…………………………………………………………………24附录B 程序部分……………………………………………………………………251 前言1.1 研究背景及意义随着电子技术的发展，我们身边出现了越来越多的智能化数字化的精密电子设备，消费者在关注设备的性能、价格、功能、设计的同时，设备的质量和稳定性越来越成为人们关注的重点。
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现数控恒流源是一种功能比较强大的电子元器件。
它能够为其他电子元器件提供稳定的电流输出，这对很多电子设备的正常运行起到了重要的保障作用。
在工业生产领域，尤其是半导体、电路板等领域，数控恒流源的应用相当广泛。
在本文中，我将介绍一种基于单片机的高性能数控恒流源，让我们一起来看看吧。
一、设计原理该数控恒流源主要由单片机、操作界面、甄别功放和恒流稳压器四部分组成。
单片机和操作界面相连，利用程序控制电流的大小，同时可以显示电流大小和一些操作信息。
甄别功放是用来放大输出电流的，而恒流稳压器则是保证输出电流的稳定性。
二、具体实现1. 单片机电路在本设计中，我们选择了AVR单片机，主要是因为其性价比高以及易于编程的特点。
使用单片机所需的周边电路如晶振、电源电路等，这里就不再赘述。
2. 操作界面我们选择了一个12864的液晶显示器，以及四个按键，分别为上、下、左、右。
通过这些按键来选择电流大小和操作模式等。
3. 甄别功放甄别功放主要是用来放大输出电流的，我们选择了OPA548T 作为甄别功放。
其最大音量及输出功率分别为24V和200W，应该足够满足在工业生产领域的需求。
4. 恒流稳压器稳压芯片使用的是LM317，它可以输出1.2V至37V的电压，并可以有一个电流稳定的输出。
在本设计中，我们将其设置为输出1A的电流。
并用一个调节电阻来实现输出电流的调节。
三、总结本文介绍了一种基于单片机的高性能数控恒流源。
它具有功能强大、精度高、控制方便等优点。
在工业生产领域中，它有着广泛的应用。
希望本文能够对大家在这一领域里的设计和实现提供一些启示和帮助。
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2.硬件设计经初步分析设计要求，得出总体电路由以下几部分组成：电源模块，MCU微控制器、键盘、显示模块、D/A转换模块、恒流源模块、数据采集模块，以下就各电路模块给出设计方案。
2.1 MCU控制方案采用单片机作为控制模块核心。
单片机最小系统简单，容易制作PCB，算术功能强，软件编程灵活、可以通过ISP方式将程序快速下载到芯片，方便的实现程序的更新，自由度大，较好的发挥C语言的灵活性，可用编程实现各种算法和逻辑控制，同时其具有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。
利用STC89C52单片机将电流步进值或设定值通过换算由D/A转换，驱动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。
2.4 键盘设计方案单片机输入设备通常有键盘、拨码开关、触摸液晶屏等，也可以采用红外遥控的方法进行输入。
鉴于本设计的输入设备主要用于设定电流，采用键盘作为输入设备。
单片机常用的键盘有全编码键盘和非编码键盘两种。
全编码键盘能由硬件逻辑自动提供与被按键对应的编码，如BCD码键盘、ASCII码键盘等。
价格一般较高，故一般单片机应用系统中比较少采用。
非白尼玛式键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘，在硬件上只提供通、断两种状态，其他工作都靠软件来完成，经济适用，在单片机系统中使用的较多。
方案1.独立式键盘独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路。
每个独立式按键单独占用一根I/O口线，每根I/O口线的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态，是一种简单的键盘结构。
当有任何一个按键按下时，与之相连的输入数据线即被置为逻辑“0”。
而平时该数据线上保持为逻辑“1”，单片机程序中只要通过查询与键盘相连的I/O引脚位即可方便地实现按键处理。
独立式按键键盘电路配置灵活，硬件结构简单，但每个按键必须占用一个I/O口线，在按键数较多时，I/O 口线浪费较大。
对于此次的数控电流源系统的设计，要求键盘能够方便的置入电流给定值，故至少需要设计0至9共10个数字按键。
此外还要有步进键“+”、“—”和“菜单”键等。
按键较多，所以不适合采用本方案。
方案2，矩阵式键盘为了减少键盘与单片机接口时所占用I/O口线的数量，在按键较多时，通常都将键盘设计成行列矩阵式。
在本系统的设计中由于需要有10个数字键、步进键“+”、“—”和“菜单”等，故采用16键的键盘。
可以设计成4*4的矩阵行列式键盘。
2.3 显示模块设计方案方案一：使用LED数码管显示。
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。
但本系统的设计只需要显示电流的数值，对其他的没有什么要求，故不采用本方案。
方案二：使用LED数码管显示。
由于LED数码管具有显示清晰、亮度高、使用电压低寿命长等特点，因此在单片机应用系统中，通常使用它显示各种数字和字符。
在本系统的设计中，只需要显示电流的数值，使用多位LED数码管能够满足要求，故采用LED数码管显示器。
2.2 D/A转换模块设计方案方案一：采用并行D/A转换芯片采用并行数/模转换芯片DAC0832来构成D/A转换模块。
DAC0832是8-bit分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个D/A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。
但由于其分辨率只有8-bit，太低，达不到本系统的设计要求，不采用本方案。
方案二：采用串行D/A转换芯片采用串行数/模转换芯片TLC5618来构成D/A转换模块。
TLC5618是带有缓冲基准输入的双路12位数模转换器，通过CM0S兼容的3线串行总线，可对TLC5618实现数字控制。
器件接收的用于编程的16位字的前4位产生数据的传送模式，后12位产生模拟输出。
输出电压为基准电压的两倍．且单调变化。
数字输入端带有斯密特触发器，具有较高的噪声抑制能力。
TLC5618在5v电源下工作，功耗极低，并具有上电复位功能。
此外TLC5618不仅与单片机接口电路简单，而且外围电路也十分简单，故采用本方案。
2.2恒流源模块设计方案方案一：基于LM134的可调节的恒流源电路LM134是三端可调电流源，电流调节仅需要利用一个外部电阻，可编程电流范围为1μA ~10 mA ,电流精度为±3%，电流调节能力为0.02%/V。
ISET=(VR/RSET)*1.059由于本系统的设计要求电流的输出范围为1 ~200mA 故不采用本方案。
方案二：采用电压跟随器和达林顿管实现恒流源模块2.5 数据采集模块设计方案由于本系统设计的数控直流电流源输出的是直流电流，是一个模拟量。
我们需要将输出的电流值转化成一个数字量在显示模块上显示相应的数值。
所以数据采集模块本质上是一个模/数转化电路。
方案一：采用ADC0809芯片实现数据采集模块ADC0809是CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
由于ADC0809的分辨率只有8-bit,达不到本系统的设计精度的要求，故不采用本方案。
方案二：采用MC14433芯片实现数据采集模块MC14433是美国Motorola公司推出的单片3位半A/D转换器，其中集成了双积分式A/D转换器所有的CMOS模拟电路和数字电路。
具有外接元件少，输入阻抗高，功耗低，电源电压范围宽，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只要外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器。
采用模/数转换芯片MC14433和电压跟随器实现数据采集模块。
为了能够更好地实现电路隔离，电压跟随器用运算放大器来构成，使得其输入阻抗高，几乎不从信号源吸收电流，输出阻抗低，可视为电压源。
MC14433芯片的最大输出电压有199.9mV和1.999V两档，本系统设计选择1.999V档位。
2.5 辅助电源、主电源设计方案系统需要多个电源，单片机、D/A使用+5V稳压电源，运放需要+15V稳压电源。
此外，主电源+VCC要为负载提供电流与电压，需要具有较大输出功率。
方案一：分立元件构成直流电压源典型的串联型稳压电路见下图2所示。
是由调整环节，比较放大环节，基准环节和取样环节所组成的电压负反馈闭环系统。
取样环节：由R1、R2和RP组成的分压电路。
它将输出电压U0的变化取回一部分UF（称取样电压）送刀比较放大器的基极。
基准环节：由限流电阻R3和稳压管DZ组成，为比较放大器T2的发射极提供一个稳定的基准电压UZ。
比较放大环节：由T2、R4组成，R4为T2的集电极负载电阻。
比较放大器对取样电压UF 和基准电压UZ的差值进行放大，去控制T1的基极。
调整环节：由基极偏置电阻R4及调整管组成。
实际它是一个射极输出器调整管T1起电压调节作用，其C，E极间的管压降UCE1受比较放大器误差电压的控制，由于起电压调节作用的调整管T1与负载是串联的，故称为串联型稳压电路。
分立元件串联型稳压电路采用分立元件设计直流稳压电源，制作和调试都比较复杂，故不采用本方案。
方案二：采用集成稳压器设计直流电压源集成稳压器又叫集成稳压电路，将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路，用分立元件组成的稳压电源，固有输出功率大，适应性较广的优点，但因体积大焊点多可靠性差而使其应用范围受到限制。
集成稳压器具有体积小、外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性强等优点。
近年来，集成稳压电源已得到广泛应用，其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器应用最为普遍。
三端集成稳压器的输出电压是固定的，是预先调好的，在使用中不能进行调整。
根据系统设计的要求，需要输出电压为+/-5V和+15V的辅助电源两个，可以采用LM317H和LM337三端集成稳压芯片。
此外，还要一个输出电压为+15V的主电源。
由于系统对主电源的电流要求高达2A，而集成稳压芯片LM317的最大输出电流的典型值为1.5A，故主电源中采用三端集成稳压芯片LM338。
特别注意的是，由于主电源的功率较大，LM338需要配上大散热片。
系统硬件设计与实现4.1 主电源、辅助电源电路在本系统的设计中，单片机、D/A和数据采集模块需要±5V稳压电源，运放需要+15V稳压电源。
故需要输出电压分别为±5V和+15V的两个直流稳压辅助电源。
LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。
此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。
lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。
在应用中，为了电路的稳定工作，在一般情况下，还需要接二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。
由LM317构成的电压分别为+5V和+15V的辅助电源的电路图如下。
±5V辅助电源的电路图+15V辅助电源的电路图主电源+VCC为负载提供电压和电流，是一种具有较大输出功率的直流稳压电源。
当负载电阻取最大值5Ω、输出电流去最大值2A时，负载电阻分压为10V，采样电阻分压为2V，而达林顿管管集电极与发射极之间的压降至少要有约3V，所以主电源的输出电压至少要为15V，而且要能够提供至少2A电流的能力。
LM338是大电流可调集成稳压器，最大输出电流为5A，可调输出范围1.25V—25V。
由LM338构成的电源的滤波电容要大，并且要关联一个小的电容器以便对高频进行滤波，电容尽量靠近管脚。
此外，LM338是串联调整型的稳压电源，所以它在输出小电压大电流的时候管压降很大，管子功耗相应也大，温度会很高，所以使用时要加大的散热器。
以三端集成稳压芯片LM338为核心的+15V 的直流稳压电路如下图所示：主电源的电路图4.1 MCU控制器电路图通过键盘模块输入给定的电流值或是步进调整信号传送给单片机，单片机在接受到信号后进行处理运算，并显示其给定的电流值，然后经D/A转换以输出电压，驱动恒流源电路实现电流输出，并将采样电阻上的电压经过A/D转换输入单片机系统，通过补偿算法进行数值补偿处理，调整电流输出。
最小系统的核心为STC89C52，为了方便单片机引脚的使用，我们将单片机的引脚用接口引出，电路下图所示：4.5 键盘电路设计在设计中，使用标准的4x4键盘，的可以实现0～9数字输入，键盘对单片机输入数据，键盘为 4*4 矩阵键盘，用 AT89S51 的并行口 P1 接 4×4 矩阵键盘，以P1.0 ~P1.3作输入线，以P1.4 ~P1.7 作输出线 4×4 矩阵键盘识别处理每个按键有它的行值和列值行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。