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摘 要

随着电子技术不断的发展、数字电路应用领域的扩展，人们对数控恒定电流元件的需求越来越大。本文对基于单片机控制的数控恒流源进行研究设计。由单片机程控设定数字信号，通过D/A转换器（AD5320）输出模拟量和控制输出功率管的基极，来实现输出不同大小的稳定电流。单片机系统还需对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转换后，通过A/D转换芯片（MAX1241），把模拟量转化为数字量，再经单片机对信号进行处理。通过数字量形式的反馈环节，使输出电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。最终利用Proteus进行仿真实现。

关键词：电压控制,AT89S52,数控电源

ABSTRACT: With the development of electronic technology and digital circuit applications, There is an increasing demand of numerical control constant current device.In this paper, the numerical control constant current source based on single chip microcomputer is studied 、designed、 and simulated by Proteus software. The system set up the digital signal by single chip microcomputer, analog output through D/A converter (AD5320) and control the output power tube base, to achieve different stable output current. Single chip microcomputer system still need to real-time monitoring of constant current source. The system get the output current through the current / voltage conversion. The analog quantity become into the digital,dealing with single chip microcomputer,by the A/D conversion chip (MAX1241). The output current is more stable through the feedback digital form.Finally, Such a stable voltage controlled current source is implemented using Proteus simulation.

KeyWords：Voltage-controlled,AT89S52,Numerical controlled source

目 录

1　前言 6

2.　设计任务 6

2.1　设计要求 6

2.2　设计思路与理论分析 6

2.3　系统介绍 7

3　硬件设计 7

3.1　供电模块 7

3.1.1　各种稳压电源的设计 8

3.1.2　负载电源模块 9

3.2　恒流源模块 9

3.3　单片机模块 10

3.3.1　AT89S52芯片介绍 10

3.3.2　AT89S52硬件电路设计 11

3.4　键盘模块 12

3.5　液晶显示模块 13

3.5.1　显示器简介 13

3.5.2　LCD硬件显示电路 14

3.6　A/D模块 14

3.6.1　MAX1241芯片简介 15

3.6.2　A/D模块电路 16

3.7　D/A模块 16

3.8　存储模块 17

3.8.1　芯片24C02C 17

3.8.2　存储模块电路 17

4　软件设计 18

4.1　C语言简介 18

4.2　系统软件设计 18

4.2.1　主程序设计 18

4.2.2　中断程序设计 19

5　软件仿真与调试， 21

5.1　Proteus简介 21

5.2　软件仿真 22

结论 25

参考文献 26

致谢 27

附录A 原理图 28

附录B 系统程序 29

1　前言

数控恒流源是采用单片机作为核心，使用数字控制电源输出电流的大小，能保持输出电流大小恒定，精度高的直流电流源。

数控恒流源技术是在80年代出现的。经过十年的改进，到达90年代，数控恒流源的精度已能满足生产生活需要，开始取代传统旋钮式电源，成为电源领域的主流。

随着电子系统领域的发展，人们对恒流源精度的要求越来越高，传统的使用旋钮调节输出电流大小的恒流源精度要求已达不到生产需要。因此使用数字控制的恒流源可以提高系统精度，减低人工操作强度。

因为人们对数控电源需求越来越大，所以我想到了设计一个高精度恒流源来作为我的毕业设计。本设计会设计出一个控制精度高，输出电流范围大，纹波系数小，电流大小具有步进调节功能，高效节能，易于维护的数控恒流源。

2.　设计任务

2.1　设计要求

使用Proteus进行设计仿真达到以下要求。

（1）输入电压使用220V交流电。得到20mA～2000mA输出电流。

（2）能够设置输出电流的大小，输出电流的误差不超过1％ 10 mA。

（3）具有“ ”、“-”步进调整功能，步进值为≤10mA。

（4）、改变负载电阻，输出电压在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％ 10 mA。

2.2　设计思路与理论分析

因为单片机有着非常成熟的技术而且单片机本身就是用于控制方面的，所以单片机在这方面也有着天生的优势，且价格低廉，所以主控芯片采用AT89S52单片机。理论方面，运放是起到比较器的作为模拟反馈，所以只要运放的输入不变的话那么三极管的VBE就不变，只要VBE不变的话IE和IC也保持不变，由于：

（1）

（2）

当β比较大时当运放的输入值变化时的值也随之改变通过这样改变和的值，理论来说这个变化时呈线性变化的，这就是恒流远的原理。考虑到现实生活中的温度湿度等外界因素对恒流源稳定性的的影响，通过这种方法做出来的恒流源不是真正意义上的恒流源，还需根据电流输出值进行自我调节。因此需要加入反馈调整环节，使用数模转换器由程序控制调节输出值的大小，做到有外界影响时，基本不影响电流输出值的大小。

2.3　系统介绍

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