電氣自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)--led照明恒流驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目 LED照明恒流驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)</p><p>　　系 別 電氣工程系 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) 電自09-1班 &l

2、t;/p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師（職稱(chēng)） </p><p>　　日 期 2012年2月27日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p

3、>　　本次設(shè)計(jì)為L(zhǎng)ED的照明恒流驅(qū)動(dòng)電源，系統(tǒng)大致分為五個(gè)模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊、數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換模塊、恒流源模塊、模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊。單片機(jī)控制模塊以單片機(jī)AT89S52為核心，通過(guò)鍵盤(pán)預(yù)置電流值，單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)送到運(yùn)算放大器，通過(guò)恒流源控制主電路電流大小。實(shí)際輸出的電流再通過(guò)采樣電阻采樣變成電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將信號(hào)反饋到單片機(jī)中。單片機(jī)將反饋信號(hào)與預(yù)置值比

4、較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號(hào)大小。顯示模塊采用LED顯示屏與8255連接設(shè)計(jì)成10進(jìn)制8位數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示電路。鍵盤(pán)模塊采用常見(jiàn)4×4矩陣鍵盤(pán)，用動(dòng)態(tài)掃描方式讀取外部按鍵動(dòng)作，這樣設(shè)計(jì)可靠，配合AT89S52單片機(jī)可以很輕松的實(shí)現(xiàn)按鍵輸入 。此外，本設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)輸出電流100～1000mA且有步進(jìn)調(diào)整功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)； 鍵盤(pán)控制； D/A轉(zhuǎn)換； 恒流源 ； A/D轉(zhuǎn)換； 譯碼

5、顯示</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The design for the LED lighting constant current driver, the system can be divided into five modules: a single-chip control module, D / A( D / A

6、) conversion module, a constant current source module, module ( A / D ) conversion module, display module. Single chip control module on AT89S52 single-chip microcomputer as the core, through the keyboard to preset curre

7、nt value, the output of the single chip digital signal corresponding to the D / A converter, D / A converter output analog signal to th</p><p>　　Key words: single chip microcomputer; keyboard control; D / A

8、conversion; constant </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1．1 引言1</b></p><p>　　1．2 LED發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用意義和前景1</p>

9、<p>　　1．2．1國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1．2．2 課題研究意義2</p><p>　　2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與論證4</p><p>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　3．1 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3．1．1 單片機(jī)的選擇7</p>

10、;<p>　　3．1．2 AT89S52單片機(jī)功能特性描述7</p><p>　　3．1．3 AT89S52引腳功能描述7</p><p>　　3．1．4 AT89S52基本連接圖10</p><p>　　3．2 D/A與A/D電路設(shè)計(jì)10</p><p>　　3．2．1 D/A轉(zhuǎn)換器10</p><

11、;p>　　3．2．2 A/D轉(zhuǎn)換器12</p><p>　　3．3 顯示模塊設(shè)計(jì)14</p><p>　　3．3．1 顯示模塊方案論證14</p><p>　　3．3．2 LED顯示器的工作原理14</p><p>　　3．3．3 顯示模塊電路16</p><p>　　3．4 鍵盤(pán)模塊方案17<

12、/p><p>　　3．4．1 方案論證17</p><p>　　3．4．2 鍵盤(pán)模塊的電路18</p><p>　　3．5 恒流源模塊的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3．6 穩(wěn)壓電源電路21</p><p>　　4 軟件設(shè)計(jì)23</p><p>　　4．1 編程語(yǔ)言描述23</p

13、><p>　　4．2 主程序流程圖23</p><p>　　4．3鍵盤(pán)處理程序23</p><p>　　4．4 顯示處理程序25</p><p><b>　　結(jié) 論27</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p>

14、<b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1．1 引言</b></p><p>　　近年來(lái)，世界范圍內(nèi)的能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，節(jié)能減排成為全世界共同關(guān)注的研究課題。發(fā)達(dá)國(guó)家照明用電占發(fā)電總量的比例是19％ ，我國(guó)也達(dá)到1

15、0％ 。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)的照明用電將還會(huì)逐步提高，因此對(duì)綠色節(jié)能照明的研究越來(lái)越受到重視。發(fā)光二極管(1ight emit—tins diode，LED)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光，與傳統(tǒng)的自熾燈和熒光燈相比，具有光效高、耗能少、壽命長(zhǎng)、無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，若是用固體LED光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明設(shè)備，全球照明能耗將可以節(jié)約50％以上，所以LED將會(huì)成為

16、最具前景的照明產(chǎn)品。然而，目前LED照明在應(yīng)用上仍存在某些問(wèn)題。LED驅(qū)動(dòng)電源要求高效率、高功率因數(shù)、高電流控制精度、高可靠性、安全隔離、符合EMI標(biāo)準(zhǔn)、體積小、成本低等。中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心于2010年12月發(fā)布的《LED筒燈節(jié)能認(rèn)證規(guī)則》規(guī)定對(duì)于5～15 W的LED照明產(chǎn)品，要求功率因數(shù)必須大于0.7,如此才能進(jìn)一步達(dá)成節(jié)能的目的。本文設(shè)計(jì)了一種LED照明恒流驅(qū)動(dòng)電源，具有效率高、功率因數(shù)高、控制精度高、體積小、成本低等特點(diǎn)。</

17、p><p>　　1．2 LED發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用意義和前景</p><p>　　1．2．1國(guó)內(nèi)外應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　20世紀(jì)60年代問(wèn)世的LED在短短的30多年里，取得飛速發(fā)展。第一批產(chǎn)品出現(xiàn)在1968年，工作電流20mA的LED的光通量只有千分之幾流明。相應(yīng)的發(fā)光效率為0.11m/W，而且只有一種光色為650hm的紅色光。20世紀(jì)70年代初該技術(shù)進(jìn)步很快，

18、發(fā)光效率達(dá)到1lm/W，顏色也擴(kuò)大到紅色、綠色和黃色。LED從誕生至今以每10年亮度提高20倍，價(jià)格降低為原來(lái)1/100的速度在發(fā)展。伴隨著新材料的發(fā)明和光效的提高，單個(gè)LED光源的功率和光通量也在迅速增加。到了20世紀(jì)90年代，一種代號(hào)為“水虎魚(yú)”的LED光源的驅(qū)動(dòng)電流增加到50mA-70mA，而代號(hào)為“梭子魚(yú)”的LED光源的驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到300mA一500mA。特別是1998年白光LED的開(kāi)發(fā)成功，使得LED應(yīng)用從單純的標(biāo)識(shí)顯示功能向

19、照明功能邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。因此各個(gè)國(guó)家都相當(dāng)重視LED的發(fā)展及應(yīng)用。</p><p>　　LED光源與傳統(tǒng)光源相比較，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：超長(zhǎng)壽命，可達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)，傳統(tǒng)光源一般為幾千小時(shí)；結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，沒(méi)有鎢絲、玻殼等容易損壞的部件，具有極高的抗震性能；響應(yīng)速度快，光通上升時(shí)間短；對(duì)點(diǎn)燈線路要求低，易實(shí)現(xiàn)調(diào)光和智能控制；耐開(kāi)關(guān)沖擊，適用于頻繁開(kāi)關(guān)場(chǎng)合；高效節(jié)能，現(xiàn)有光效已經(jīng)超過(guò)白熾燈，理論光效可達(dá)2001m/W；不含汞、

20、鉛等有害物質(zhì)，沒(méi)有污染，綠色環(huán)保。</p><p>　　歐司朗已經(jīng)發(fā)布首款亮度超過(guò)50W鹵素?zé)舻腖ED產(chǎn)品，傳統(tǒng)光源與LED的光效對(duì)比，如圖1-1傳統(tǒng)光源與LED的光效對(duì)比所示。</p><p>　　圖1-1傳統(tǒng)光源與LED的光效對(duì)比</p><p>　　國(guó)外LED照明技術(shù)的發(fā)展速度要超過(guò)國(guó)內(nèi)。在全球能源緊缺，氣候變暖和經(jīng)濟(jì)危機(jī)的情況下，大力發(fā)展LED照明產(chǎn)業(yè)以成為

21、各國(guó)政府的共識(shí)。據(jù)美國(guó)能源部（DOE）統(tǒng)計(jì)，美國(guó)22%的電能用于照明。DOE聲稱(chēng)在今后20年中，LED照明將在美國(guó)得到快速普及，可以減少62%的照明電能需求。另外，它能消除2.58億噸的二氧化硅排放量，少建133座新的電廠。采用LED照明能使財(cái)政節(jié)減115多億美元。以德國(guó)歐司朗，日本日亞公司，美國(guó)通用公司為代表的國(guó)外公司已經(jīng)壟斷了功率LED發(fā)光芯片的生產(chǎn)和封裝等技術(shù)并推出LED照明設(shè)備。在LED恒流驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)上，國(guó)外也發(fā)展迅速。如

22、日本松下電工已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)“袖珍型LED照明燈”，該產(chǎn)品包括筒燈和聚光燈，其驅(qū)動(dòng)電源做在燈頭內(nèi)，可直接用于220V市電，每套售價(jià)在100萬(wàn)到200萬(wàn)日元之間，光源壽命達(dá)4萬(wàn)小時(shí)。</p><p>　　1．2．2 課題研究意義</p><p>　　我國(guó)是人口眾多的泱泱大國(guó)，在照明領(lǐng)域消耗的能源相當(dāng)?shù)木薮螅谀茉淳o缺的當(dāng)今社會(huì)，使用節(jié)能、環(huán)保的LED照明具有非常重大的意義。高效LED恒流驅(qū)動(dòng)電源

23、的研制將極大的提高我國(guó)在LED照明和LED背光電視等產(chǎn)業(yè)上的競(jìng)爭(zhēng)力。LED照明有著巨大的市場(chǎng)潛力，各國(guó)政府在政策和資金上都給予了極大的支持。我國(guó)是傳統(tǒng)的生產(chǎn)大國(guó)，LED照明產(chǎn)業(yè)在增加出口和拉動(dòng)內(nèi)需上都是新的增長(zhǎng)點(diǎn)。LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，離不開(kāi)高效LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的支持。開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展有三十多年的歷史，是比較成熟的技術(shù)，國(guó)內(nèi)公司和研究機(jī)構(gòu)在理論和研制方面與國(guó)外的差距較小，同時(shí)由于國(guó)家近幾年大力發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)，使國(guó)內(nèi)有了一批電源管理芯片的設(shè)計(jì)

24、和生產(chǎn)的公司。使LED恒流驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電源的研制追趕世界先進(jìn)水平成為可能。</p><p>　　白光LED照明需要220V市電驅(qū)動(dòng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)目前大量使用恒壓控制加限流電阻或LED專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片的恒流開(kāi)關(guān)電源，研究用傳統(tǒng)的恒壓電源控制芯片實(shí)現(xiàn)恒流控制功能，將降低成本，減小體積，提高效率，增加設(shè)計(jì)的靈活性。增強(qiáng)國(guó)內(nèi)LED照明產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源大多是恒壓控制的，恒流控制電源屬于特種電源，現(xiàn)在LED照明的迅速推廣，

25、使得恒流控制電源成為常規(guī)電源。因?yàn)楹懔骺刂评碚摵图夹g(shù)方面的研究相對(duì)較少，所以恒流驅(qū)動(dòng)方式將提供新的角度去研究恒流控制電源。</p><p>　　2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與論證</p><p>　　2．1 提出方案與論證</p><p>　　（1）通過(guò)專(zhuān)門(mén)的恒流/恒壓芯片LT1769和簡(jiǎn)單的控制線路來(lái)實(shí)現(xiàn)壓控電流源方案</p><p>　　這種恒壓芯

26、片具有集成度高，使用起來(lái)控制系統(tǒng)的軟硬件都變得相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是方案實(shí)現(xiàn)不夠靈活；由于該芯片精度不高（5%），設(shè)備性能被局限在這種專(zhuān)用芯片性能指標(biāo)所允許的范圍內(nèi)。所以這種設(shè)計(jì)一般只適合于精度要求不高，但集成度和便攜性要求高的場(chǎng)合。事實(shí)證明，這不是最理想的數(shù)控電流源實(shí)現(xiàn)方案。</p><p>　?。?）通過(guò)編碼開(kāi)關(guān)來(lái)控制</p><p>　　通過(guò)編碼開(kāi)關(guān)來(lái)控制存儲(chǔ)器的地址,先根據(jù)地址輸

27、出對(duì)應(yīng)的數(shù)字量送數(shù)模（D/A）進(jìn)行轉(zhuǎn)換,再根據(jù)輸出的電壓量來(lái)控制電流的變化。同時(shí)通過(guò)四個(gè)編碼開(kāi)關(guān)的BCD碼送給數(shù)碼管顯示。</p><p>　　此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大且存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量有限，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)編碼開(kāi)關(guān)不穩(wěn)定，所以不宜采用。其電路方框圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1方案四方框圖</p><p><b>　?。?）采

28、用開(kāi)環(huán)電路</b></p><p>　　即利用微處理器做控制電路，D/A轉(zhuǎn)換器和V/I轉(zhuǎn)換電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)框圖見(jiàn)下圖2-2所示：</p><p>　　在這種實(shí)現(xiàn)方法中，微處理器通過(guò)控制D/A的輸出直接調(diào)控電流大小，由于無(wú)反饋環(huán)節(jié)，會(huì)造成電流輸出效果不理想，精度差，量程范圍小等問(wèn)題。尤其在需要高精度，寬量程的電流輸出時(shí)達(dá)不到要求。</p><p><

29、b>　?。?）采用閉環(huán)電路</b></p><p>　　在傳統(tǒng)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用控制系統(tǒng)中反饋與控制原理，給電路加上反饋電路，使整個(gè)電路構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)。這種方法設(shè)計(jì)的電流源性能穩(wěn)定、帶負(fù)載能力強(qiáng)。</p><p>　　系統(tǒng)的控制過(guò)程為：通過(guò)鍵盤(pán)預(yù)置電流值，單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)送到運(yùn)算放大器，通過(guò)恒流源控制主電路電流大小。實(shí)際

30、輸出</p><p>　　圖2-2 智能電流源開(kāi)環(huán)系統(tǒng)框圖</p><p>　　的電流再通過(guò)采樣電阻采樣變成電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后將信號(hào)反饋到單片機(jī)中。單片機(jī)將反饋信號(hào)與預(yù)置值比較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號(hào)大小。</p><p>　　比較以上幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，方案五采用閉環(huán)電路簡(jiǎn)潔、靈活、可擴(kuò)展性好，能達(dá)到題目的設(shè)計(jì)要求，因此采用方案五來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p&g

31、t;<p>　　圖2-3 數(shù)控直流電流源系統(tǒng)框圖</p><p>　　2．2 系統(tǒng)原理與基本框圖</p><p>　　結(jié)合以上各部分模塊電路方案，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如圖2-3所示。該系統(tǒng)由穩(wěn)壓電路電源、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換電路、電壓電流(V/I)轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、鍵盤(pán)顯示電路組成。</p><p><b>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)</b

32、></p><p>　　3．1 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　3．1．1 單片機(jī)的選擇</p><p>　　對(duì)單片機(jī)的要求：只要能夠方便地?cái)U(kuò)展顯示器、鍵盤(pán)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等外設(shè)即可，其他并無(wú)特殊要求。常見(jiàn)的單片機(jī)有8051系列的單片機(jī)、8096系列的單片機(jī)、SPCE061A的凌陽(yáng)單片機(jī)。這里采用AT89S52，AT89S52相比于AT89C

33、51價(jià)格基本不變，甚至比AT89C51更低，具有更高的性價(jià)比。</p><p>　　3．1．2 AT89S52單片機(jī)功能特性描述</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。</p><p>　　在

34、單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)

35、器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p>　　3．1．3 AT89S52引腳功能描述</p><p>　　AT89S52引腳封裝圖圖3-1所示。</p><p>　?。?）VCC：電源。</p><p><b>　?。?）GND：地。&

36、lt;/b></p><p>　?。?）P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。</p><

37、p>　?。?）P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表3-1所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1

38、口接收低8位地址字節(jié)。</p><p>　　圖3-1 AT89S52引腳封裝圖</p><p>　　表3-1 AT89S52引腳功能表</p><p>　　（5）P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部

39、電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。</p><p>　　（6）P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I

40、/O口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表3-2所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　表3-2 引腳功能表</p><p>　　（7）ST：復(fù)

41、位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無(wú)效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。</p><p>　?。?）ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情

42、況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。</p><p>　?。?/p>

43、9）PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。</p><p>　?。?0）/VPP：訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接。在flash編程期間，EA也接收12伏VP

44、P電壓。</p><p>　?。?1）XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　?。?2）XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　3．1．4 AT89S52基本連接圖</p><p>　　AT89S52基本連接圖如圖圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 AT

45、89S52基本連接圖</p><p>　　3．2 D/A與A/D電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3．2．1 D/A轉(zhuǎn)換器</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的LED照明恒流電源要求能夠完成設(shè)定輸出值。因此若設(shè)定步進(jìn)為4mA。則根據(jù)題目要求輸出10mA～1000mA，以4mA為步進(jìn)。需要的級(jí)數(shù)為：</p><p>　　因，由此可見(jiàn)采用8的轉(zhuǎn)換芯片即

46、可滿足要求。本設(shè)計(jì)中采用了8位的DAC0832模塊，提供高精度的基準(zhǔn)電壓。</p><p>　?。?）DAC0832芯片介紹</p><p>　　DAC0832是采用CMOS工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。它由倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大器和參考電壓VREF四大部分組成。</p><p>　　一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器有8個(gè)輸入端（其中每個(gè)輸入端是

47、8位二進(jìn)制數(shù)的一位），有一個(gè)模擬輸出端。輸入可有=256個(gè)不同的二進(jìn)制組態(tài)，輸出為256個(gè)電壓之一，即輸出電壓不是整個(gè)電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是256個(gè)可能值。圖3-3是DAC0832的邏輯框圖和引腳排列。</p><p>　　圖3-3是DAC0832的邏輯框圖和引腳排列</p><p>　?。?）DAC0832引腳與應(yīng)用簡(jiǎn)介</p><p>　　D0~D7：數(shù)字信

48、號(hào)輸入端。</p><p>　　ILE：輸入寄存器允許，高電平有效。</p><p>　　CS：片選信號(hào)，低電平有效。</p><p>　　WR1：寫(xiě)信號(hào)1，低電平有效。</p><p>　　XFER：傳送控制信號(hào)，低電平有效。</p><p>　　WR2：寫(xiě)信號(hào)2，低電平有效。</p><p>

49、;　　IOUT1、IOUT2：DAC電流輸出端。</p><p>　　Rfb：是集成在片內(nèi)的外接運(yùn)放的反饋電阻。</p><p>　　Vref：基準(zhǔn)電壓（-10～10V）。</p><p>　　Vcc：是源電壓（+5～+15V）。</p><p>　　AGND：模擬地 NGND：數(shù)字地，可與AGND接在一起使用。</p><

50、;p>　?。?）D/A轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　DAC0832輸出的是電流，一般要求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過(guò)一個(gè)外接的運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。實(shí)驗(yàn)由于DAC0832芯片數(shù)據(jù)輸入可采用雙緩沖、點(diǎn)緩沖和直通三種方式。我們讓DAC0832芯片處于直通工作方式，數(shù)據(jù)量一旦輸入，就直接進(jìn)入D/C寄存器，進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。電路如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 D/A轉(zhuǎn)換電路<

51、;/p><p>　　DAC0832以電流形式輸出，再輸出級(jí)后加了一級(jí)運(yùn)算放大器，運(yùn)放的輸出為Uout，運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了將DAC0832輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓的信號(hào)。</p><p>　　3．2．2 A/D轉(zhuǎn)換器</p><p>　?。?）ADC0804主要技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p><b>　　高阻抗?fàn)顟B(tài)輸出</b>&

52、lt;/p><p>　　分辨率：8 位(0～255)</p><p>　　存取時(shí)間：135ms</p><p>　　轉(zhuǎn)換時(shí)間：100ms</p><p>　　總誤差：-1～+1LSB</p><p>　　工作溫度：ADC0804C為0度～70度；ADC0804L為-40度～85度</p><p>　

53、　模擬輸入電壓范圍：0V～5V</p><p><b>　　參考電壓：2.5V</b></p><p><b>　　工作電壓：5V</b></p><p><b>　　輸出為三態(tài)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　（2）ADC0804引腳功能</p><p&g

54、t;　　接腳說(shuō)明見(jiàn)下圖3-5所示，ADC0804為一只具有20引腳8位CMOS連續(xù)近似的A/D轉(zhuǎn)換器。引腳功能說(shuō)明如下:</p><p>　?、貾IN1(CS)：Chip Select，與RD、WR接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或?qū)懭肱c否，當(dāng)其為低位準(zhǔn)(low)時(shí)會(huì)active。</p><p>　?、赑IN2(RD)：Read。當(dāng)CS、RD皆為低位準(zhǔn)(low)時(shí)，ADC0804會(huì)將轉(zhuǎn)換后

55、的數(shù)字訊號(hào)經(jīng)由DB7～DB0輸出至其它處理單元。</p><p>　?、跴IN3(WR)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換的控制訊號(hào)。當(dāng)CS、WR皆為低位準(zhǔn)(low)時(shí)ADC0804做清除的動(dòng)作，系統(tǒng)重置。當(dāng)WR由0→1且CS ＝0 時(shí)，ADC0804會(huì)開(kāi)始轉(zhuǎn)換信號(hào)，此時(shí)INTR設(shè)定為高位準(zhǔn)(high)。</p><p>　　圖3-5 ADC0804引腳圖</p><p>　?、躊IN4、

56、PIN19(CLK IN、CLKR)：頻率輸入/輸出。頻率輸入可連接處理單元的訊號(hào)頻率范圍為100kHz至800kHz。而頻率輸出頻率最大值無(wú)法大于640KHz，一般可選用外部或內(nèi)部來(lái)提供頻率。若在CLK R 及CLK IN 加上電阻及電容，則可產(chǎn)生ADC 工作所需的時(shí)序，其頻率約為：100kHz至800kHz。</p><p>　?、?PIN5 ( INTR )：中斷請(qǐng)求。轉(zhuǎn)換期間為高位準(zhǔn)(high)，等到轉(zhuǎn)換

57、完畢時(shí)INTR 會(huì)變?yōu)榈臀粶?zhǔn)(low)告知其它的處理單元已轉(zhuǎn)換完成，可讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。</p><p>　?、?PIN6、PIN7 （VIN(+)、VIN(-)）：差動(dòng)模擬訊號(hào)的輸入端。輸入電壓VIN＝VIN(+) －VIN(-)，通常使用單端輸入，而將VIN(-)接地。</p><p>　?、?PIN8 (A GND):模擬電壓的接地端。</p><p>　　3．3

58、 顯示模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3．3．1 顯示模塊方案論證</p><p>　　數(shù)碼管是數(shù)碼顯示器的俗稱(chēng)。常用的數(shù)碼顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼管，熒光數(shù)碼管，輝光數(shù)碼管和液晶顯示器等。</p><p>　?。?）方案一：使用LED數(shù)碼管顯示</p><p>　　數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)。LED顯示屏采用了低電壓掃

59、描驅(qū)動(dòng)，具有耗電省、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠(yuǎn)、防水、規(guī)格品種多等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各種不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，發(fā)展前景非常廣闊，被公認(rèn)為最具增長(zhǎng)潛力也是發(fā)展最快的的LED應(yīng)用市場(chǎng)。</p><p>　　（2）方案二：使用LCD液晶顯示</p><p>　　LCD具有輕薄短小，可視面積大，方便的顯示數(shù)字字符，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)，功耗小，且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但是使用壽命較短，限

60、制了液晶顯示器色彩的發(fā)揮且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、亮度輸出均勻性差。</p><p>　　綜上所述，選擇方案一。采用LED顯示模塊同時(shí)顯示電流給定值和實(shí)測(cè)值。</p><p>　　3．3．2 LED顯示器的工作原理</p><p>　　本設(shè)計(jì)所選用的是半導(dǎo)體數(shù)碼管，是用發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱(chēng)LED）組成的字形來(lái)顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極管排列成七段組合字形，便構(gòu)成了半導(dǎo)體數(shù)碼管。因此也

61、稱(chēng)之為七段LED顯示器。通過(guò)七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母及其它符號(hào)。</p><p>　　發(fā)光二極管一般為砷化鎵半導(dǎo)體二極管，在發(fā)光二極管的兩端加上正向電壓，則發(fā)光二極管發(fā)光。而數(shù)碼管LED是由若干發(fā)光二極管組合而成的，一般的“8”字形LED由“a，b，c，d，e，f，g，dp”8個(gè)發(fā)光二極管組成，如圖3-6所示，每個(gè)發(fā)光二極管成為一個(gè)字段。</p><p>　　七

62、段LED有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)形式。介紹如下：</p><p><b>　　（1）共陽(yáng)極接法</b></p><p>　　把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。使用時(shí)公共陽(yáng)極接Vcc，當(dāng)某陰極端為低電平時(shí)，該段發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光。</p><p><b>　?。?）共陰極接法</b></p><p

63、>　　把法光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接GND，當(dāng)某陽(yáng)極端</p><p>　　圖3-6 LED外形圖</p><p>　　為高電平時(shí)，該段發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光。</p><p>　　七段LED包含七段發(fā)光二極管和小數(shù)位發(fā)光二極管，共需8位I/O口線控制，其代碼為一個(gè)字節(jié)。七段LED字型碼見(jiàn)表3-3所示。</p><

64、p>　　表3-3 七段LED字型碼</p><p>　　由N個(gè)LED顯示塊可構(gòu)成N位LED顯示器。N位LED顯示器需要N根位選線和8×N根段選線。根據(jù)顯示電路不同，位選線和段選線的連接方式不同，實(shí)際所需的位選線和段選線的根數(shù)也不一樣。顯示電路主要有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。</p><p><b>　　（1）靜態(tài)顯示電路</b></p>

65、<p>　　LED顯示器工作在靜態(tài)顯示時(shí)，其公共陽(yáng)極（或陰極）接Vcc(或GND)，一直處于顯示的有效狀態(tài)，所以每一位的顯示內(nèi)容必須由鎖存器加以鎖存，顯示各位相互獨(dú)立。</p><p>　　靜態(tài)顯示時(shí)，LED的亮度高，控制容易，但功耗大，所需口線多。若顯示位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式很難適應(yīng)。一般需要采用動(dòng)態(tài)顯示方式。</p><p><b>　?。?）動(dòng)態(tài)顯示電路<

66、/b></p><p>　　對(duì)于動(dòng)態(tài)顯示，一般將所有位的段選線的同名端聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，形成段選線的多位復(fù)用。而各位的公共陽(yáng)極或公共陰極則分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位形成段的分時(shí)選通，即同一時(shí)刻只有被選通位是能顯示相應(yīng)的字符，而其他所有位都是熄滅的。由于人眼有視覺(jué)暫留現(xiàn)象，只要每位顯示間隔足夠短，則會(huì)造成多位同時(shí)點(diǎn)亮的假象。這就需要單片機(jī)不斷的對(duì)顯示進(jìn)行控制，犧牲單片機(jī)的CPU時(shí)間來(lái)

67、換取元件的減少以及顯示功耗的降低。圖3-7為動(dòng)態(tài)顯示電路結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　圖3-7 動(dòng)態(tài)顯示電路結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　其工作過(guò)程為：將字形代碼送入字形鎖存器鎖存，這時(shí)所有的顯示塊都有可能顯示同樣的字符；再將需要顯示的位置代碼送入字位鎖存器鎖存。為防止閃爍。每位顯示時(shí)間在1~2ms，然后顯示另一位，CPU需要不斷的進(jìn)行顯示刷新。</p><p>

68、　　3．3．3 顯示模塊電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用共陽(yáng)極接法，組成動(dòng)態(tài)顯示電路，采用譯碼器74LS373和8位共陽(yáng)LED段數(shù)碼管顯示電路進(jìn)行顯示，其中最高位可以顯示千位的“1”。</p><p>　　顯示模塊電路如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 顯示模塊電路原理圖</p><p>　　3．4 鍵盤(pán)模塊方案</p&

69、gt;<p>　　3．4．1 方案論證</p><p>　?。?）方案一：采用獨(dú)立式按鍵電路，每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線,每個(gè)I/O口的工作狀態(tài)互不影響，此類(lèi)鍵盤(pán)采用端口直接掃描方式。</p><p>　?。?）方案二：采用標(biāo)準(zhǔn)4X4鍵盤(pán)，此類(lèi)鍵盤(pán)采用矩陣式行列掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)可降低占用單片機(jī)的I/O口數(shù)目，而且可以做到直接輸入電流值和實(shí)現(xiàn)步進(jìn)調(diào)整。4*4矩

70、陣式鍵盤(pán)采用AT89S51單片機(jī)為核心，主要由矩陣式鍵盤(pán)電路、譯碼電路、顯示電路等組成，軟件選用匯編語(yǔ)言編程。單片機(jī)將檢測(cè)到的按鍵信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示于LED顯示器上。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開(kāi)發(fā)前景。</p><p>　　題目要求可進(jìn)行電流給定值的設(shè)置和步進(jìn)調(diào)整，需要的按鍵很多。矩陣式鍵盤(pán)模式以N個(gè)端口連接控制N*N個(gè)按鍵，實(shí)時(shí)在LED數(shù)碼管上顯示按鍵信息。顯示按鍵信息，既降低了成本

71、，又提高了精確度，省下了很多的I/O端口為他用，相反，獨(dú)立式按鍵雖編程簡(jiǎn)單，但占用I/O口資源較多，不適合在按鍵較多的場(chǎng)合應(yīng)用。綜合考慮兩種方案及題目要求，采用方案二。</p><p>　　3．4．2 鍵盤(pán)模塊的電路</p><p>　　由于要實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，至少要有10個(gè)數(shù)字按鍵和兩個(gè)步進(jìn)按鍵（+4mA、-4mA），考慮到還要實(shí)現(xiàn)其它的功能鍵，所以選用16按鍵的鍵盤(pán)來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)控制。本設(shè)

72、計(jì)采用4×4矩陣式鍵盤(pán)。其工作過(guò)程如下：</p><p><b>　?。?）鍵掃描：</b></p><p>　　CPU先通過(guò)輸出口使所有列線輸出為低電平，然后從輸入口讀入所有行線的狀態(tài)。若行線狀態(tài)都為高電平，則說(shuō)明沒(méi)有鍵按下，若行線中有低電平，則表明有鍵被按下。</p><p>　　CPU通過(guò)輸出口使列線從低位至高位逐位變低電平輸出

73、，每次均讀入行線的狀態(tài)，以確定哪條列線為“0”狀態(tài)。由行、列狀態(tài)就可判斷是哪一個(gè)鍵被按下（行、列交叉處）。</p><p>　　當(dāng)判斷出哪個(gè)鍵壓下后，程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理程序。</p><p>　　（2）鍵掃描的方式：</p><p>　　CPU的控制一旦進(jìn)入監(jiān)控程序，將反復(fù)不斷的掃描鍵盤(pán)，等待輸入命令或數(shù)據(jù)。在初始化程序中對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器進(jìn)行編程，使之產(chǎn)生10ms

74、的定時(shí)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，對(duì)鍵盤(pán)掃描一遍，檢查鍵盤(pán)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)的定時(shí)掃描。當(dāng)鍵盤(pán)上有按鍵按下時(shí)，由硬件電路產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU相應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷按下的鍵的鍵號(hào)，根據(jù)鍵的定義作相應(yīng)處理。在本設(shè)計(jì)中，用AT89S52的并行口P2接4×4矩陣鍵盤(pán)，以P2.0－P2.3作輸入線，以P2.4－P2.7作輸出線 ，4×4矩陣鍵盤(pán)識(shí)別處理每個(gè)按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的

75、編碼。矩陣的行線和列線分別通過(guò)兩并行接口和CPU通信。每個(gè)按鍵的狀態(tài)同樣需變成數(shù)字量“0”和“1”，開(kāi)關(guān)的一端（列線）通過(guò)電阻接VCC，而接地是通過(guò)程序輸出數(shù)字“0”實(shí)現(xiàn)的。鍵盤(pán)處理程序的任務(wù)是：確定有無(wú)鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開(kāi)時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過(guò)軟件查表，查出該鍵的功能。鍵盤(pán)電路

76、圖見(jiàn)圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 鍵盤(pán)模塊電路圖</p><p>　　3．5 恒流源模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）方案一：采用開(kāi)關(guān)電源的恒流源</p><p>　　采用開(kāi)關(guān)電源的恒流源電路如圖3-10所示。當(dāng)電源電壓降低或負(fù)載電阻Rl降低時(shí)，采樣電阻RS上的電壓也將減少，則SG3524的12、13管腳輸出方波的占空比增

77、大，從而B(niǎo)G1導(dǎo)通時(shí)間變長(zhǎng)，使電壓U0回升到原來(lái)的穩(wěn)定值。BG1關(guān)斷后，儲(chǔ)能元件L1、E2、E3、E4保證負(fù)載上的電壓不變。當(dāng)輸入電源電壓增大或負(fù)載電阻值增大引起U0增大時(shí)，原理與前類(lèi)似，電路通過(guò)反饋系統(tǒng)使U0下降到原來(lái)的穩(wěn)定值，從而達(dá)到穩(wěn)定負(fù)載電流Il的目的。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)電源的功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功率損耗小，效率高。與之相配套的散熱器體積大大減小，同時(shí)脈沖變壓器體積比工頻變壓器小了很多。

78、因此采用開(kāi)關(guān)電源的恒流源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)電源的控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出紋波較大，在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)比較困難。</p><p>　?。?）方案二： 采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)恒流源</p><p>　　系統(tǒng)電路構(gòu)成如圖3-11所示。MC7805為三端固定式集成穩(wěn)壓器，調(diào)節(jié)，可以改變電流的大小，其輸出電流為：，式中為MC7805的靜態(tài)電流，小于10mA。當(dāng)較小即輸出電

79、流較大時(shí)，可以忽略，當(dāng)負(fù)載電阻變化時(shí)，MC7805改變自身壓差來(lái)維持負(fù)載通過(guò)的電流不變。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。</p><p>　　缺點(diǎn)：無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)控。</p><p>　?。?)方案三：采用三極管構(gòu)成恒流源</p><p>　　此恒流源電路由三極管、高精度運(yùn)算放大器、采樣電阻等組成，其電路原理圖如圖3-12所

80、示。利用功率晶體管的恒流特性，再加上電流反饋電路，使得該電路的精度很高。</p><p>　　該電流源電路可以結(jié)合單片機(jī)構(gòu)成數(shù)控電流源。通過(guò)鍵盤(pán)預(yù)置電流值，單片機(jī)輸出相</p><p>　　圖3-10 開(kāi)關(guān)電源的恒流源電路圖</p><p>　　圖3-11 集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)恒流源</p><p>　　應(yīng)的數(shù)字信號(hào)給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換

81、器輸出的模擬信號(hào)送到運(yùn)算放大器，控制主電路電流大小。實(shí)際輸出的電流再通過(guò)采樣電阻采樣變成電壓信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換后將信號(hào)反饋到單片機(jī)中。單片機(jī)將反饋信號(hào)與預(yù)置值比較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號(hào)大小。這樣就形成了反饋調(diào)節(jié)，提高輸出電流的精度。</p><p>　　根據(jù)以上此恒流源的介紹及其優(yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)采用方案三。</p><p>　　圖3-12 三極管構(gòu)成恒流源圖</p>

82、<p>　　3．6 穩(wěn)壓電源電路</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中,恒流驅(qū)動(dòng)部分需±12V供電，單片機(jī)和A/D、D/A控制電路部分需5V供電，采用三端穩(wěn)壓器7805、7812、7912構(gòu)成一穩(wěn)壓電源，由于78及79系列穩(wěn)壓器最大輸出電流有1.5A，而題目要求輸出電流范圍是100mA～1000mA,滿足了題目要求。電路如圖3-13控制電路供電電源，圖3-14驅(qū)動(dòng)電路供電電源。</p>

83、<p>　　圖3-13 控制電路供電電源</p><p>　　圖3-14 驅(qū)動(dòng)電路供電電源</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4．1 編程語(yǔ)言描述</p><p>　　C語(yǔ)言已成為當(dāng)前舉世公認(rèn)的高效簡(jiǎn)潔，又貼近硬件的編程語(yǔ)言之一，將C語(yǔ)言向單片機(jī)上的移植，始于20世紀(jì)8

84、0年代的中后期，經(jīng)過(guò)十幾年的努力，C語(yǔ)言終于成為專(zhuān)業(yè)化的單片機(jī)實(shí)用高級(jí)語(yǔ)言，人們通常把開(kāi)發(fā)MCS-51使用的C語(yǔ)言簡(jiǎn)稱(chēng)C51。采用C51編寫(xiě)的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)清楚、模塊化程度高、可讀性強(qiáng)，并容易移植。應(yīng)用C51進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，用戶可以不必具體考慮寄存器、存儲(chǔ)器的分配等工作，而把這部分工作交給編譯、連接軟件，用戶只需了解MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，甚至不必去了解51的指令系統(tǒng)。C51開(kāi)發(fā)環(huán)境一般都提供了數(shù)學(xué)計(jì)算等子程序，為程序開(kāi)發(fā)帶來(lái)方便。雖然采

85、用C51編程形成的源代碼比不上有經(jīng)驗(yàn)人員編寫(xiě)的匯編語(yǔ)言精煉，但對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)或復(fù)雜運(yùn)算，還是比用匯編語(yǔ)言容易得多，且易于移植及有利于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。在實(shí)時(shí)要求較高的場(chǎng)合，可采用C51匯編混合編程。</p><p>　　本設(shè)計(jì)我們采用的是C51，其編譯器是Keil C51，它是德國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。Keil C51軟件提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集

86、成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具。</p><p>　　C51語(yǔ)言編程方法是：1.啟動(dòng)uvision4(Keil C51基于Windows下的開(kāi)發(fā)環(huán)境)，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件，并從器件數(shù)據(jù)庫(kù)里選擇一款CPU芯片；2.根據(jù)應(yīng)用要求，在PC上用文本編輯軟件編寫(xiě)C語(yǔ)言源程序；利用C51編譯工具軟件對(duì)源程序進(jìn)行編譯，生成目標(biāo)文件(.obj文件)；利用C51連接工具對(duì)目標(biāo)程序進(jìn)行連接定位，生成絕對(duì)程序，即可以裝載到開(kāi)發(fā)裝置仿真運(yùn)行。在某些情況下

87、，也可以將絕對(duì)程序轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制代碼程序(.hex文件)。</p><p>　　4．2 主程序流程圖</p><p>　　這次的設(shè)計(jì)用到很多程序包括：主程序，延時(shí)程序，電流顯示程序，鍵盤(pán)處理程序和D/A轉(zhuǎn)換程序。方便設(shè)計(jì)需要可先總括出整個(gè)程序的流程圖，然后在逐步完善各個(gè)流程圖。本文主要介紹整體流程圖，子程序流程圖從略。整個(gè)程序的的流程圖4-1所示。</p><p>

88、<b>　　4．3鍵盤(pán)處理程序</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用查詢掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)，使程序及時(shí)響應(yīng)按鍵請(qǐng)求而無(wú)需顧慮其它程序模塊運(yùn)行情況。然后判斷設(shè)定鍵、校準(zhǔn)鍵是否按下，在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否保持閉合狀態(tài)電平。若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)，從而消除了抖動(dòng)影響。根據(jù)設(shè)定值、校正等參數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)輸出的數(shù)字量，再進(jìn)行閉環(huán)反饋調(diào)整。如圖4-2所

89、示。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　圖4-2鍵盤(pán)中斷子程序流程圖</p><p>　　4．4 顯示處理程序</p><p>　　本系統(tǒng)采用定時(shí)中斷0來(lái)實(shí)現(xiàn)逐位動(dòng)態(tài)顯示，每位顯示間隔固定為 2ms，使LED輸出非常穩(wěn)定，無(wú)法考慮定時(shí)刷新顯示，使得該顯示子程序簡(jiǎn)單靈活，適用性廣。如圖4-3所示。</p>

90、;<p>　　圖4-3 顯示中斷子程序流程圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　大學(xué)三年時(shí)間馬上就要結(jié)束了，總結(jié)三年所學(xué)到的知識(shí)，雖然不是很多，但對(duì)我以后的學(xué)習(xí)、工作有很重要的作用。三年來(lái)，老師們的諄諄教誨，同學(xué)們的熱情幫助，使我受益匪淺，我在此表示衷心的感謝。</p><p>　　我在這一次LED

91、照明恒流驅(qū)動(dòng)電源的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，很是受益匪淺。通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的數(shù)字電路，模擬電路，單片機(jī)，C語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)編程等知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考及書(shū)面表達(dá)能力，最終完成了設(shè)計(jì)。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　撰寫(xiě)論文的過(guò)程也是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，它使我運(yùn)用已有的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或?qū)嶋H問(wèn)題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為

92、能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)加深我對(duì)單片機(jī)的了解，對(duì)數(shù)字模擬電路的掌握，同時(shí)學(xué)會(huì)了一個(gè)非常有用的仿真軟件Proteus，最主要還加強(qiáng)了我的軟硬件設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書(shū)本，以解決理論和實(shí)際教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題為目的，還要以實(shí)踐相結(jié)合，理論問(wèn)題即實(shí)踐課題，解決問(wèn)題即課程研究，學(xué)生自己就是一個(gè)專(zhuān)家，通過(guò)自己的手來(lái)解決問(wèn)題比用腦子解決問(wèn)題更加深刻。

93、學(xué)習(xí)就應(yīng)該采取理論與實(shí)踐結(jié)合的方式，理論的問(wèn)題，也就是實(shí)踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識(shí)的鞏固，又有助于帶動(dòng)實(shí)踐，解決實(shí)際問(wèn)題，加強(qiáng)我們的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　撰寫(xiě)論文時(shí)，也讓自己認(rèn)識(shí)到做每件事都應(yīng)認(rèn)真對(duì)待，要規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，我要感

94、謝我尊敬的xx老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的整個(gè)過(guò)程中，老師給我指明課題方向，指導(dǎo)我抓住問(wèn)題的關(guān)鍵，老師對(duì)我們言傳身教、關(guān)心備至，正是他孜孜不倦和細(xì)致入微的教誨激勵(lì)著我完成了本次論文的研究工作。</p><p>　　xx老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的科研知識(shí)、孜孜不倦的探索精神和樂(lè)觀豁達(dá)的人生態(tài)度將激勵(lì)我在未來(lái)的學(xué)習(xí)、工作和生活中不斷進(jìn)步。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于單片機(jī)方面的知識(shí)，使得應(yīng)用技術(shù)能力有了很大的提

95、高。在論文撰寫(xiě)期間，我還要感謝許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的老師及朋友同學(xué)，為我論文的完成提出了許多寶貴建議，在此表示最深的謝意，感謝他們同我一起走完這段時(shí)間，為我今后的人生留下了一個(gè)個(gè)開(kāi)心的，值得懷念的回憶。</p><p>　　最后，謹(jǐn)向三年來(lái)所有關(guān)心、支持和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)表示誠(chéng)摯的感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

96、<p>　　[1] 趙 亮，侯國(guó)銳.單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社,2003</p><p>　　[2] 曲學(xué)基,王增福,曲敬鎧.穩(wěn)定電源實(shí)用電路選編.[M]北京:電子工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[3] 黃智亮.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程.[M]北京:電子工業(yè)出版社,2005</p><p>　　[4] 張毅剛,劉