Abstract
In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC AD5320, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC MAX1241, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed.
KeyWords：voltage-controlled constant current source；AT89S52；Numerical controlled source；
目 录
摘 要 ................................................................................................ I Abstract ............................................................................................... II 引 言 ............................................................................................... 1 第一章 概述 ......................................................................................... 2
1.1 设计要求 ............................................................................. 2 1.2 理论分析 ............................................................................. 2 1.3 系统介绍 ............................................................................. 3
第二章 硬件设计 ................................................................................... 4
2.1 电源模块 ............................................................................. 4
2.1.1 电源设计 ................................................................... 4 2.2 恒流源模块 .......................................................................... 5 2.3 单片机模块 .......................................................................... 6
2.3.1 AT89S52芯片介绍 .................................................... 6 2.3.2 AT89S52 硬件电路设计 ............................................. 9 2.4 键盘模块 ........................................................................... 11
2.4.1 MM74C922 ............................................................ 11 2.4.2 键盘电路 ................................................................. 11 2.5 显示模块 ........................................................................... 12
2.5.1 1602LCD显示 ........................................................ 12 2.5.2 LCD显示硬件电路 ................................................... 13 2.6 A/D模块 ........................................................................ 13
2.6.1 芯片MAX1241 ........................................................ 14 2.6.2 A/D模块电路 .......................................................... 14 2.7 D/A模块 ........................................................................ 15 2.8 存储模块 ........................................................................... 16
2.8.1 ?2C总线 ................................................................. 16 2.8.2 芯片24C02C .......................................................... 16 2.8.3 存储模块电路 ........................................................... 17
第三章 软件设计 ................................................................................. 18
3.1 编程语言描述 ..................................................................... 18 3.2 系统软件的功能模块 ........................................................... 18
3.2.1 主程序设计 .............................................................. 18 3.2.2 中断程序设计 ........................................................... 19
第四章 软件仿真及硬件调试 ................................................................. 23
4.1 Proteus .......................................................................... 23 4.2 软件仿真 ........................................................................... 23 4.3 硬件调试 ........................................................................... 24
4.3.1 单片机最小系统调试 ................................................. 24 4.3.2 键盘及液晶显示调试 ................................................. 24 4.3.3 数模转换与功放电路调试 ........................................... 25 4.3.4 模数转换电路调试 ..................................................... 25 4.3.5 存储器电路调试 ........................................................ 25
第五章 设计总结 ................................................................................. 26 致谢 ................................................................................................... 27 参考文献 ............................................................................................. 28 附录A 附录B 附录C 附录D 附录E
原理图 ................................................................................... 29 硬件实物 ............................................................................... 30 系统程序 ............................................................................... 31 英文翻译原文 ......................................................................... 44 英文翻译译文 ......................................................................... 49
引 言
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。
数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。
从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源智能化 。
第一章 概述
1.1 设计要求
（1）输出电流范围：20mA～2000mA；
（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；
（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤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；
（5）纹波电流≤2mA； （6）自制电源。
1.2 理论分析
首先，在数控方面采用单片机比CPLD和FPGA等可编程逻辑器件好，因为此处只是一般用途的控制，没有必要选用价格昂贵的CPLD和FPGA，而且他们用在此处并不合适，控制起来显得很麻烦。而单片机则不同，他有着非常成熟的技术，这方面的参考文献也很多，而且他从来就是用于控制方面的，在这方面有着天生的优势。还有他价格也不贵，仅几元人民币。对于这样的应用系统比较划得来。其次在恒流源方面，我们方案也很好。从理论上看，运放是接成比较器的，作为模拟反馈的，这样在只要运放的输入不变，那么三极管的Vbe是不变的，根据三极管的共射极输入特性可知，Vbe不变时，Ie和Ic也保持不变，而且Ic??Ib，
Ie?(1??)Ib。当?比较大时Ic?Ie。当运放的输入改变时，也改变了Vbe值，这
样也就改变了Ic和Ie的值，而且这个变化基本也是呈线性的。这也就是本系统的恒流原理。由于器件受温度的影响以及局部非线性的存在，这样的恒流源不能做到真正的恒流，因此，当外界条件发生变化时，我们要及时给予补偿，只有这样才能做到真正的恒流。这也就是为什么要加入模数转换器的真正原因，他能实时测量电流的变化并按照一定的算法及时给予补偿，采用数字补偿逐次逼近的方式作为反馈调整环节，由程序控制调节功率管的输出。当改变负载大小时，基本上不影响电流的输出。模数转换器还起到测量的作用，同时送显示让我们知道实际的电流输出值。