《基于AT89C51数控电流源的设计》.pdf

第 22 卷 第 3 期 大 　学 　物 　理 　实 　验 　 Vol . 22 No . 3 2009 年 09 月出版 PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE Sep . 2009 ( ) 文章编号 :1007 - 2934 2009 03 - 0073 - 05 基于 AT89C51 数控电流源的设计 施养智 (漳州师范学院 ,漳州 ,363000) 摘 　要 　系统以AT89C51 单片机为主控制器 , 由电流源 、DA 转换 、AD 转换和 LED 数码 管等模块组成 。利用电流负反馈和键盘设置 ,实现数控直流电流源 ,并能将预设的电流 值与实际值在数码管上交替显示 ,通过检测证明本系统输出电流稳定 。 关键词 　单片机 ;数控 ; 电流源 中图分类号 :O4 - 33 　　　　文献标识码 :A 1 　引言 电流源作为稳定电源的一个分支 ,在近年来得到迅速发展 ,构成电流源的核心器件已 由早期的电真空结构流管跨入到半导体集成电路阶段 。电流源涉足的范围也由传统的稳 定电磁场 、校正电流表等扩展至激光 、超导 、近代通信和传感技术等新科技领域 ,并展示了 广阔的应用前景[ 1] 。 2 　系统设计方案 如图 1 所示为系统设计框图 ,本课题以AT89C51 单片机为核心 ,设计一个数控 电流 源 。通过键盘把预设的电流值送给单片机 , 输 出恒定的电流 。电流源范围: 100mA ～ 2000mA ,步长 ±10mA 。并且在显示器上显示预设电流值和实测电流值 。 图 1 　系统设计框图 收稿 日期 :2009 - 03 - 18 — 73 — © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3 　系统硬件 3 . 1 　硬件简介 AT89C51 有四组 8 位准双向 I/ O 、5 个中断资源 、1 个串行接 口、4 K 字节 Flash 闪速存 储器 ,125 字节内部 RAM 、片外可外扩 64 KB RAM 及程序存贮器 。在智能化控制有着广泛 的应用 。PO 口和 P3 口作为 8 位数码管的显示及位选 ,4 位数码管作于预设电流值显示 , 另 4 位数码管作于实时电流显示 。P2 口用作键盘 ,键盘用于电流预设值及工作状态的设 置 。 图2 　电流源模块 图2 为电流源模块 。图3 为AD 及DA 模块 。MCP4 1010 是 8 位字长的数字电位器 ,采 [2 ] 用 SPI 接口 。 CS :片选信号 ,低电平有效 ;SCK :时钟信号输入端 SI : 串行数据输入端 ,用于寄存器的 选择及数据输入 。数字电位器根据输入的串行数据 ,对基准电压进行分压后由中间抽头 DN 输出模拟电压 ,即Vwp0 = VREF (式中取 VREF = 2 . 50V) 。 256 图3 　AD 及 DA 模块 ADC0834 是 4 通道 8 位串行 A/ D 转换器 ,模拟量输入可工作于差分方式或单端输入 方式[3 ] 。DI :用于设置通道输入方式及通道选择 ,D0 :A/ D 转换后串行数据输出:CL K : 时 钟信号输入端 ;/ CS :片选信号 ,低电子有效 ;基准参考电压 VREF (VREF = 2 . 50V) 。 基准 电压源 LM336 - 2 . 5 可提供 2 . 50V 的基准 电压 。T1 管最好采用达林顿管