基于单片机的数控直流电流源的设计毕业论文

基于单片机的数控直流电流源的设计毕业论文内容摘要：

图 ,如图 所示： 长 春 大 学 基于单片机的数控直流电流源设计 共 36 页 第 5 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ VIN1ADJ2VOUT3LM3172200uFC21334C2210uFC27104C24100R19D6 IN4001D8IN4001100uFC23IN4001x412~30VVRLR20 图 负载电源 恒流源模块 用“运放 +大功率三极管”的结构构成恒流源 部分。 功率三极管 选用 SS8050， 它是 应用范围 广、中 小功率 NPN 型的三极管 ，特征频率 ： 最小 150MH，集电极 最大允许电流 :（ A） ， 集电极 电压： 40V。 其性能满足本设计要求， 同时可以通过功率管的不同容量来满足不同的应用要求。 采用常用的大功率电阻作为采样电阻，输出电流波动比较大， 而 康 锰 铜丝 （阻值随温度的变化较小） 是一种温度特性佳的阻性元件，选 其作为取样电阻，其两端电压正比于流过的电流，因此该电压的反馈就是负载电流的反馈。 当 功率三极管 工作于饱和区时，集电极电流 Ic 近似为电压 VRL 控制的电流。 即当 Uc 为常数时，满足： Ic=A（ Vbc），只要 Vbc 不变， Ic就不变。 在此电路中， R13为取样电阻，采用康铜丝绕制（阻值随温度的变化较小），阻值为 欧。 运放采用 OP07 作为电压 比较 器 ， (VDA)=(UIN)=(UIN+)=(VAD)， 功率三极管 Ic=Ie(基极 电流相对很小，可忽略不计 ) 所以 Io=Ie= VAD/R13= VDA/R13。 正因为 Io= VDA/R13，电路输入电压 VDA控制电流 Io，即 Io 不随 RL 的变化而变化，从而实现压控恒流。 其原理 ,如图 所示： 长 春 大 学 基于单片机的数控直流电流源设计 共 36 页 第 6 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Q1ss8050R111k+12vRL1R131VDAVADC5104C412vC18104C17VRL20kR9OA11IN2IN+3V4NC5OUT6V+7OA28*1OP07 图 恒流电路 单片机模块 AT89C52 芯片介绍 单片机是大规模集成电路结束发展的产物，常见的单片机有 8051 系列的单片机、8096 系列的单片机、 PIC 系列、 AVR 系列、 SPCE061A 的凌阳单片机。 他将中央处理器 (CPU)、存储器（ ROM/RAM） 、输入输出接口、定时器 /记数器等主要计算机部件集成在一片芯片上，因此单片机被称为单片机微型计算机 (Single Chip Microputer).单片机配上适当的外围设备和软件，便可构成一个单片机应用系统。 本次设计对单片机的要求：只要能够方便地扩展显示器、键盘、 A/D 转换器、 D/A 转换器等外设即可，其他并无特殊要求。 故选择常见的美国 Inter 公司生产的 MCS51 系列单片机，它具有可高性高、功能强、体积小、价格低、和抗干扰能力强等 特点，被广泛应用于工农业生产、国防、科研及日常生活等各个领域。 而且本组同学也比较熟悉。 我们选择的 ATMEL 公司 的 AT89C52 单片机，他 是 一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K ISP（在系统可编程 ） Flash 存储器。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU和在系统可编程 Flash，使得 AT89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、 超有效的解决方案。 AT89C52 管脚 ,如图 所示： AT89C52 具有如下特点：  兼容 MCS51 指令系统 长 春 大 学 基于单片机的数控直流电流源设计 共 36 页 第 7 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊  32 个双向 I/O 口  3 个 16 位可编程定时 /计数器  全双工 UART 串行中断口线  2 个外部中断源  中断唤醒省电模式  看门狗（ WDT）电路  灵活的 ISP 字节和分页编程   时钟频率 033MHz  256 8bit 内部 RAM  低功耗空闲和省电模式  3 级加密位  软件设置空闲和省电功能  双数据寄存器指针  8k 可反复擦写 (1000 次 )ISP Flash ROM AT89C52 主要引脚的主要功能： VCC： 接 +5V电源。 GND：接地。 P101P112P123P134P145P156P167P178RESET9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17X218X119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30EA/VP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40u2 AT89C52 图 AT89C52 引脚 P0 口： P0 口为一个 8 位漏极开路双向 I/O 口， 作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL逻辑电平。 对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时， P0 口也被作为低 8 位地址 /数据复用。 在这种模式下， P0 口具有内部上拉电阻。 在 flash 编程时， P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校长 春 大 学 基于单片机的数控直流电流源设计 共 36 页 第 8 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 验时，需要外部上拉电阻。 P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口 输出 缓冲器能 驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 此外， 和 分别作定时器 /记数器 2 的外部记数输入 ()和定时器 /记数器 2 的触发输入 (),具体如下表 1 所示。 在 flash 编程和校验时， P1 口接收低 8 位地址字节。 表 1 各端口引脚与复用功能表 引脚号 第二功能 T2(定时器 /记数器 T2 的外部记数输入 )，时钟输入 T2EX(定时器 /记数器 T2 的捕捉 /重载触发信号和方向控制 ) MOSI(在系统编程用 ) MISO(在系统编程用 ) SCK(在系统编程用 ) P2 口： P2 口 是一个具有 内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。 对 P2 口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器 (例如 MOVX @DPTR)时， P2 口送出高八位地址。 在这种应用中， P2 口 P2 口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）访问外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 在 flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P3 口亦作为 AT89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表 2 所示。 在 flash 编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号。 表 2 各端口引脚与复用功能表 端口引脚 复用功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） INT0 （外部中断 0） INT1 （外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） 长 春 大 学 基于单片机的数控直流电流源设计 共 36 页 第 9 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ T1（记时器 1 外部输入） WR （外部数据存储器写选通） RD （外部数据存储器读选通） RST： 复位输入。 晶振工作 时， RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。 看门狗计时完成后， RST脚输出 96 个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能无效。 DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。 ALE/ PROG ： 地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。 在 flash 编程时，此引脚（ PROG ）也用作编程输入脉冲。 在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。 然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时， ALE 脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1”， ALE 操作将无效。 这一位置 “ 1”，ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。 否则， ALE 将被微弱拉高。 这个 ALE使能标志位（地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEM ： 外部程序存储器选通信 号。 当 AT89C52 从外部程序存储器执行外部代码时， PSEM 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEM 将不被激活。 EA /VPP： 访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令， EA 必须接 GND。 为了执行内部程序指令， EA 应该接 VCC。 在 flash 编 程期间， EA 也接收 12 伏 VPP 电压 XTAL1： 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2： 振荡。