数控直流电流源设计 毕业设计 毕业论文及文献综述.doc

东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 摘要 摘 要随着电子技术的不断进步，对电子仪器的要求也不断提高。电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开实验电流源，然而传统的电流源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。随着单片机技术的不断发展和D/A，A/D技术的不断成熟使得数控电源成为可能，数控电流源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势。本文在参考传统电流源以及普通数控电流源的基础上，在充分考虑性价比的同时极大地提高了数控电流源的准确性，本硬件设计是以AT89C52为核心部件，由键盘输入模块、显示模块、数模（D/A）转换模块、电源模块、恒流源模块及单片机主控部分等几个模块组成。通过软件修正以后在使用普通元件的情况下数控电流源的性能也达到了比较高的水平。关键字：高精度； DAC0832； D/A转换； 恒流源； 东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 参考文献 东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 英文摘要 AbstractProgress unremittingly the request to the electronics instrument technically to also raise continuously along with the electronics, the power supply is the motive source of the electric circuit to play a more and more important role more, is the school a laboratory still repair centerses to all can not get away from an experiment power supply in spite of, however the traditional power supply is control accuracy or output the tops of the characteristic in spite of and cant satisfy a request.Along with single slice machine technical of develop continuously with the D/A, the A/D is technical continuously the maturity make the number control power supply to make possible, count to control the electric current source and is control accuracy in spite of still on the maneuverability all there is traditional power supply cant compare to of advantage.This text in making reference to the foundation that the traditional electric current source and common number control the electric current source, at the full consideration price compare of in the meantime raised a number to control the accuracy of the electric current source biggest. This hardware design is take AT89C52 as the core part, by the keyboard entry module, the display module, the digital-analog (D/A) transforms the module, the power source module, the constant current module and the monolithic integrated circuit master control part and so on several modules is composed. Pass the software correction hereafter while use the circumstance of the common component the number controls the electric current source of the function also comes to a higher level. Key words: High accuracy； DAC0832； D/A converter； Constant current resource 东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 目录 目 录1 绪论11.1 电流源简介11.2 数控电流源的必要性11.3 数控电流源的可行性12 数控电流源硬件系统设计方案22.1 传统电流源的设计方案22.2 数控电流源方案22.3 数控电流源的方案比较33 数控直流电流源系统分析54 数控电流源硬件电路设计64.1 电源模块64.1.1电源原理64.1.2 电源方案确定74.1.3 电源模块具体电路84.2 显示模块84.2.1 数码显示电路图84.2.2 移位寄存器74LS595的介绍94.3D/A转换模块104.3.1 DAC0832简介104.3.2具体电路设计114.3.3控制电压产生电路124.4恒流源模块134.4.1 恒流源电路方案的确定134.4.2 具体电路图154.5 键盘模块154.6 单片机主控部分分析164.6.1 AT89C52单片机系统及外围电路164.6.2 单片机时钟脉冲电路164.6.3 复位电路174.6.4 主控部分具体电路185 结论19致谢20参考文献21附录22东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 绪论 1 绪论1.1 电流源简介所谓恒流源就是输出电流极其稳定不随负载变化。为了保证电流不变，输出电压必须始终符合V=I*R。即负载需要多大电压，恒流源就必须输出多大电压，“无条件”予以满足。从外部看，就是Ro=。如果R，那么V。所以理想恒流源都不允许输出开路。对于实际电路，当R大到一定程度，电压输出能力就会不够，输出电流必然下降，不再恒定。在一般恒流电路中大多采用电流负反馈来恒定电流。负反馈的作用就是“使之稳定”。通过时刻“检查”控制对象的状态，并进行调整。发现小了，就设法使之增大，发现大了，就设法使之减小。形象地说，电流负反馈电路则是采样输出电流，计算误差，据此调节自身状态，使输出电流稳定，因而，输出特性接近恒流源。衡量“接近”程度的指标就是输出电阻R远大于零。一般希望Ro。（只能接近，不可能完全达到）1.2 数控电流源的必要性作为常用的电子仪器在学校和研发和检测部门都有者相当广泛的应用，特别在电路原理实验和电子元件老化测试中都离不开电流源。随着电子技术的不断进步对电子仪器的要求不断提高，电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开实验电源，然而传统的电源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。首先从精度上来看传统电流源的调整大多采用旋转电位器的方式，在调整时电流值主要从电位器的刻度读出，容易产生读数误差。从可操作性来看传统电流源电位器上的刻度有限，不可能非常精细，仅仅靠电位器的几个刻度对操作者的技巧要求比较高，同时误差也比较大。传统的实验电源等待改进。1.3 数控电流源的可行性由于单片机技术的不断发展和D/A，A/D元件的普及使得数控电源成为可能，数控电源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势，由于单片机的平民化，使得数控电源与传统电源的成本日益接近。另外，SMT技术也是飞速发展，使得数控电源体积和重量都大大减小，为其在特殊领域的应用奠定了基础。5东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 数控电流源硬件系统设计方案 2 数控电流源硬件系统设计方案2.1 传统电流源的设计方案电源作为常用的实验仪器，在电子领域有着非常广泛的应用，传统的电流源的控制部分一般采用模拟电路，即用电位器对基准电压源进行分压，再进行电压电流转化，其电路设计简单，制造成本低廉，该电路原理框图如图2-1所示:电压/电流变换基准电压源电位器放大电路电流表图2-1传统电流源方案从框图我们不难发现传统的电流源方案存在着非常明显的缺点，首先，输出电流无法精确掌握。早期的电流源输出电流仅仅靠标在电位器或者指针表的读数读出，不仅读取很不方便，读数误差比较大,从实用的角度考虑，现在有些模拟电流源也使用了数字电流表作为电流显示，提高了其精确性，但是在可操作性方面依然存在一定的不足。另外用电位器产生参考电位的方法是不恰当的,在电子元件中电位器是最容易产生噪声的,对干扰也最为敏感,而且在使用一段时间以后,电位器作为机械元件会出现磨损的情况,此时该电流源的输出电流将变得不稳定,噪声大幅度提高,如不更换电位器该电流源将无法正常使用。在可控升级方面传统的电流源方案电路一旦确定可更改的余地较小，可升级性能差，几乎不存在什么升级的可能。2.2 数控电流源方案 随着单片机的日益成熟，其稳定性不断提高，价格不断下降使得数控电流源成为可能，从原理图来看，数控电流源和传统电流源相似。不同的是数控电流源是由单片机控制的D/A提供参考电压，取代了传统电流源的电位器，使得不论是在控制精度还是使用寿命上都有很大的提高。另外单片机具有可编程性，可以进行更为复杂的控制，如输出特定的波形，和电脑通讯，实现智能化控制等，这些功能都是传统电流源难于实现的。该电路原理框图如图2-2所示: 经过多年的发展，传统电流源的电流控制电路已经相当成熟，在用D/A替代了电位器以后，其性能有很大的提高。D/A变换缓冲电压/电流变换放大电路A/D变换MCU键盘LED显示器图2-2数控电流源原理图2.3 数控电流源的方案比较方案一：通过编码开关来控制存储器的地址，根据地址输出对应的数字量送数模（D/A）进行转换，再根据输出的电压量来控制电流的变化，同时，通过四个编码开关的BCD码送给4511及数码管显示。此方案的优点是电路原理简单，缺点是数据量大且存储器存储容量有限，在实验过程中发现编码开关不稳定，所以不宜采用。其电路方框图如图2-3所示：图2-3 方案一方框图方案二：采用以AT89C52为核心的单片机系统来控制D/A数据的输入并将其转换成模拟量输出同时单片机把输入的预值电流送数码管显示，再改变输出的电压量来控制电流的变化，此方案的优点是成本低，电路简单，可升级性强。所以在电路设计和制作中采用方案二。其电路方框图如图2-4所示：键盘单片机89C52D/A转换恒流源输入显示 负载图2-4 方案二方框图东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 数控直流电流源系统分析 3 数控直流电流源系统分析本设计是基于单片机的一种数控电流源,与一般电流源相比具有可设置输出电流值、步进值调整、输出电流给定值及测量值显示等特点。它以AT89C52作为核心控制器分几个模块：键盘输入模块、显示模块、数模（D/A）转换模块、电源模块、恒流源模块及单片机主控部分。键盘模块可以通过键盘来设置电流预值，使用方便；显示模块由74LS595移位寄存器和数码管构成，显示预值；数模（D/A）模块是以DAC0832为核心的转换芯片在输出端显示实际测量值；电源模块采用线性电流源方案，并在其基础上加入有源滤波，使得为单片机系统提供的电源更为“干净”；单片机控制模块以单片机为核心，对输入电流信号进行转换成数字量输出；恒流源模块将D/A转换来的电压模拟量通过恒流源电路变成恒定的电流，而且恒流源采用场效应管代替三极管，在电流输出上不仅达到了一定的精度而且电流噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强。在系统设计时充分考虑了系统的性价比，在数模转换模块使用了两个8位D/A来提高其分辨率，使得系统可以输出五万多个电流值，通过软件修正后可以非常准确的输出相应电流值，较以往的数控电流源在各个方面都有了一个很大的突破，性价比大大提高，同时得益于有源滤波的引入，其输出纹波也大大减小。东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 数控电流源硬件电路设计 4 数控电流源硬件电路设计4.1 电源模块34.1.1 电源原理稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成，如图4-1 图4-1 电源方框及波形图a电源变压器：直流电源的输入为220V的电网电压（即市电），一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。b 整流和滤波电路：整流作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但脉冲较大，含有较大的谐波成分，不能适应大多数电子线路及设备的需要。因此，一般在整流后，还需利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。滤波电路一般由电容组成，其作用是脉动电压U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。c 稳压电路：由于得到的输出电压U4受负载、输入电 压 和 温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了稳压电路，从而得到稳定的电压U0。仿真电路图如图4-2所示下:图4-2电源仿真电路图（protel99）仿真结果图4-3 protel仿真结果本设计共用到电源有三种：即 -5V +5V +12V.+5V其中+5 V给AD0832供电以及单片机（AT89C52）、数码显示（包括74LS595）、键盘；-5V为AD0832参考电压。由于要求输出的电流最大值为2000mA，而且取样电阻为1欧所以要求AD0832输出的电压至少为2伏，通过计算-5伏的电压足够实现上述要求。提供的21V的电源用于LM358和 VCC . 由于为了保证电路的性能采用线性稳压、滤波方式，从电路的可靠性以及性价比考虑采用标准的7812扩流输出方案。4.1.2 电源方案确定待选方案：方案一：采用线性恒流电路，该方案具有噪声干扰小，电路简单，工作稳定的特点，但是由于功率器件工作于线性状态功率损耗大，发热较大，在满足设计要求时在极限条件下功率管的消耗功率接近20W。方案二：采用开关恒流方式进行电流控制，由于功率管只工作于打开或者关闭状态，功率管损耗较低。发热量很小，但是由于开关管对强电流进行开关操作，干扰大大高于线性恒流源。结论：作为试验仪器，在一般情况下对仪器的体积要求相对小于对仪器性能的要求，而“干净”的电源对于电流源来说非常重要，所以在设计中采用线性电流源方案，并在其基础上加入有源滤波，使得电源更为“干净”所以采用方案二。4.1.3 电源模块具体电路如图所示，其中+5V(即VCC)给AD0832供电以及单片机（AT89C52）、数码显示（包括74LS595）、键盘；-5V为AD0832参考电压。由于要求输出的电流最大值为2000mA，而且取样电阻为1欧所以要求AD0832输出的电压至少为2伏，通过计算-5伏的电压足够实现上述要求。提供的12V （即VDD）的电源用于LM358 。 由于为了保证电路的性能采用线性稳压、滤波方式，从电路的可靠性以及性价比考虑采用标准的7812扩流输出方案。图4-4 电源原理图4.2 显示模块74.2.1 数码显示电路图74LS595为串行输入并行输出的移位寄存器，可以作为静态显示器接口，接在89C52的串行口上用于数码的显示。数码显示模块如图4-5所示。 图 4-5预值数码显示模块原理图4.2.2 移位寄存器74LS595的介绍74LS595的数据端：O0O7八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。Q7级联输出端。我将它接下一个595的SER端。SER串行数据输入端。74LS595的控制端说明：/SRCLR(10脚)低电平时将移位寄存器的数据清零。通常我将它接Vcc。SRCK(11脚)上升沿时数据寄存器的数据移位。QA-QB-QC-.-QH；下降沿移位寄存器数据不变。（脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级）RCLK(12脚)上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。(通常我将RCK置为低电平，) 当移位结束后，在RCLK端产生一个正脉冲（5V时，大于几十纳秒就行了。我通常都选微秒级），更新显示数据。/E(13脚)高电平时禁止输出（高阻态）。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。注：74LS164和74LS595功能相仿，都是8位串行输入并行输出移位寄存器。74LS164的驱动电流(25mA)比74LS595(35mA)的要小,14脚封装，体积也小一些。 74LS595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。与164只有数据清零端相比，595还多有输出端时能/禁止控制端，可以使输出为高阻态。4.3 D/A转换模块9由于采用了粗调和细调分段控制以及软件修正，使得系统电流输出精度大大提高，从成本和元件采购方面综合考虑，采用DAC0832电路作为D/A转化电路4.3.1 DAC0832简介DAC0832是一个分辨率为8位的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容。它以价格低廉，接口简单，转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。DAC0832主要由两个8位寄存器和一个8位的D/A转换器组成。使用2个寄存器的好处是可以进行两次缓冲操作，以便简化某些应用系统中硬件接口电路的设计。 其主要特性：单一电源供电，从+5V+15V均可正常工作，基准电压的范围为10V，电流稳定时间为1s，CMOS工艺，低功耗200mW，只需在满量程下调整其线性度。其内部结构如图4-8所示，它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成和引脚排列如图所示。 图4-6 0832内部结构图 图4-7 DAC0832管脚图该D/A转换器为20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下：(1)DI7DI0数据输入线，TTL电平，有效时间大于90ns。(2)CS片选信号（输入），低电平有效。(3)ILE数据锁存允许信号（输入），高电平有效。(4)WR1第1信号（输入），低电平有效。该信号与ILE 信号共同控制输入寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式：当ILE=1和WR1=0时，为输入寄存器直通方式；当ILE=1和WR1=1时，为输入寄存器锁存方式。(5) WR2 第2写信号(输入),低电平有效.该信号与信号XFER合在一起控制DAC寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式:当 WR2=0和XFER=0时,为DAC寄存器直通方式; 当WR2=1和XFER=0时,为DAC寄存器锁存方式。 (6)XFER数据传送控制信号(输入),低电平有效 。 (7)Iout1电流输出“1”。当数据为全“1”时，输出电流最大；为全“0”时输出电流最小。(8)Iout2电流输出“2”。 DAC转换器的特性之一是：Iout1 +Iout2=常数。(9)Rfb反馈电阻端 即运算放大器的反馈电阻端，电阻（15K）已固化在芯片中。因为DAC0832是电流输出型D/A转换器，为得到电压的转换输出，使用时需在两个电流输出端接运算放大器，Rfb即为运算放大器的反馈电阻，运算放大器的接法如图所示。(10)Vref基准电压输入线，是外加高精度电压源，与芯片内的电阻网络相连接，该电压可正可负，范围为-10V+10V.(11)DGND数字地，两种地线在基准电源处共地比较好。(12)AGND模拟地，模拟信号和基准电源的参考地。DAC0832利用WR1 、 WR2 、ILE、XFER 控制信号可以构成三种不同的工作方式。1) 直通方式 WR1= WR2 =0时，数据可以从输入端经两个寄存器直接进入D/A转换器。2)单缓冲方式 两个寄存器之一始终处于直通，即WR1=0或WR2=0，另一个寄存器处于受控状态。3)双缓冲方式 两个寄存器均处于受控状态。这种工作方式适合于多模拟信号同时输出的应用场合。4.3.2 具体电路设计在设计中采用直通方式。电路图如4-8所示。图4-8 D/A转化电路其中Vx、Vy分别为粗调和精调电压输出。4.3.3 控制电压产生电路该电路由两个运算放大器组成，对Vx、Vy进行 Vout=Vx+0.005*Vy 运算，使得控制精度达到1/51200，达到高精度控制的目的，同时也使得软件修正成为可能。仿真电路如图4-9所示:图4-9 控制电压产生电路其中U1a用于运算，U1b用于缓冲，及其滤波，V2为假定干扰源仿真结果入下图4-10所示: 图4-10 控制电压产生电路仿真图（protel）从图中我们可以看到该电路对于高频干扰具有较好的抑制性，这对提高电流源的输出性能具有一定的帮助。4.4 恒流源模块114.4.1 恒流源电路方案的确定利用如图4-12所示的恒流源电路 ,运放的输出端通过三极管与反向输出端相连，构成负反馈电路。由于运放的同相输入端与反相输入端在理论上是虚短的，且运放的输入电阻无穷大，因此反相端和同相端的电位相等，即,又由于三极管的发射极与集电极电流仅相差微小的基极电流，可视为两者相等即。因此可以通过改变同相输入端的电压来调整输出电流的大小。例如： 时，但是在测试对的控制比预期效果差，总是小于理论值。同时R2也是负反馈电阻，当电路电流受外界影响而减小的时候，R2的端电压也随之降低，三极管的Ibe也会上升。由于三极管的驱动电流较大，在试验中输出电流偏小，达不到要求精度，所以换个方案，即用场效应管代替三极管输出，所谓场效应管是利用输入回路的电场效应来控制输出回路的一种半导体器件。它不但具备双极型晶体管体积小、重量轻、寿命长等优点，而且驱动电流小，电流噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强等特点。本设计中用的场效应管属于耗尽型N沟道MOS管，N沟道耗尽型MOS的结构和符号如图4.14所示，它是在栅极下方的SiO2绝缘层中掺入了一定量的金属正离子。所以当UGS=0时，这些正离子已经感生出电子，形成导电沟道。于是，只要有漏源电压，就有漏极电流存在。当UGS=0时，对应的漏极电流用IDSS表示;当UGS0时，将使ID进一步增加;UGS0时，随着UGS的减小漏极电流逐渐减小，直至ID=0。对应ID=0的UGS称为夹断电压，用符号UGS(off)表示，有时也用UP表示。N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线如图4.11所示。 (a) 结构示意图 (b) 符号 (c) 转移特性曲线图4-11 N沟道耗尽型MOSFET的结构和转移特性曲线仿真电路如图4-12所示。仿真波形图如图4-13所示。 图4-12恒流源电路原理图图4-13恒流源电路仿真波形图（protel99）4.4.2 具体电路图在protel仿真结果的基础上设计了电流输出模块，电路原理图如图4-14所示图4-14电流输出原理图4.5 键盘模块13键盘对单片机输入数据，键盘为4*4矩阵键盘，用AT89S52的并行口P1接44矩阵键盘，以P1.0P1.3作输入线，以P1.4P1.7作输出线，44矩阵键盘识别处理每个按键有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。每个按键的状态同样需变成数字量“0”和“1”，开关的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地，另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，设置了0-9十个数字和确认，删除键以及两个功能键步进加1，减1。键盘原理图见图4-15。图4-15 键盘原理图4.6 单片机主控部分分析154.6.1 AT89C52单片机系统及外围电路在电路设计中我选择最常见的ATMEL公司的AT89C52单片机。此单片机与MCS-51产品指令系统完全兼容，由8K字节可重擦写Flash闪速存储器，256*8字节内部RAM，32个可编程I/O口线，2个16位定时/计数器和6个中断源。并且该单片机经济实用，使用广泛。4.6.2 单片机时钟脉冲电路AT89C52单片机的最高时钟脉冲频率已经达到了24MHz ，它内部已经具备了振荡电路，只要在AT89C52的两个引脚（即19、18脚）连接到简单的石英振荡晶体的2端即可，晶体的2个管脚也要用30pF的电容耦合到地。4.6.3 复位电路89C52的复位引脚（Reset）是第9脚，当此引脚连接高电平超过2个机器周期，即可产生复位的动作。以12MHz的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲为1s，两个机器周期为2s，因此，在第9脚上连接一个4s的高电平脉冲，即可产生复位动作。最简单的就是只要一个电阻跟一个电容的复位电路，如图4-16所示。图4-16 通电瞬间复位电路图4-17 89C52的基本外部电路4.6.4 主控部分具体电路图4-18 主控电路原理图20东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 致谢 东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 结论 5 结论经过一个多月的设计，我们设计的数控直流电流源系统基本上达到了设计的要求，在参考传统电流源以及普通数控电流源的基础上，在充分考虑性价比的同时极大的提高了数控电流源的准确性，在采用软件修正以后在使用普通元件的情况下电流源的性能也达到了比较高的水平，同时高分辨率的参考电压源也为系统的进一步扩展提供了一个良好的硬件平台。但是由于时间和条件的限制，本设计在芯片选择上有点欠缺，在电流输出上有点误差，给一些测量带来了一定的不便，在今后的设计中将考虑周全，并考虑设计该款电流源的数据自动生成系统，以利于批量生产同时在条件允许的情况下，加入温度探头在不同的温度下采用不同的修正方案使得该系统的热稳定性将进一步提高。东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 致谢 29东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 致谢致 谢经过几个月的努力，本设计在我指导老师高老师的精心指导和大力支持下顺利完成。高老师是一位治学严谨、高度敬业、勤勤恳恳、对人和蔼可亲的老师。在整个设计的过程中高老师给我热诚耐心的指导，并提出了一些宝贵的建议，使我的论文在一次次的修改中不断的完善，高老师不拘一格的思路给予了我无限的启发，循序渐进的指导帮我解决了很多困难。由于论文涉及的知识点比较多，专业领域较广泛，在整个过程中我还请教了其他专业的老师，他们都给予了我热心的指导和帮助，在搜集资料的过程中也得到了同学们的热心帮助。在此，我非常的感谢我的指导老师高老师对我的关心和帮助，其次还有系里的其他老师和身边热心的同学！毕业论文完成之时，也是即将毕业之时。学校四年的学习和生活，为我以后的人生打下了坚实的基础。在此期间得到了许多老师和同学的帮助和支持，我将永记心里。在这里，再次对那些老师和同学表示衷心地感谢！东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 参考文献 参考文献1 冯建华.单片机应用系统设计与产品开发.人民邮电出版社,2004年第一版2 王桂良.单片微机实用技术. 人民邮电出版社,2000年第一版3 叶惠贞.开关稳压电源.国防工业出版社,2000年4 张亚凡.单片机通信技术与工程实践 求是科技. 人民邮电出版社,2005年第一版5 欧伟明.基于MCU、FPGA、RTOS的电子系统设计方法.北京航空航天大学出版社,2007年第一版6 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MCS-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993年13 李东生.PROTEL 99SE电路设计技术入门与应用.北京:电子工业出版社,2002年14 楼然苗,李光飞,51系列单片机设计实例.北京:北京航空航天大学出版社,2003年15 张凯等编著.MCS-51单片机综合系统及其设计开发.北京:科学出版社,1996年16 J.Brignell and N.White. Intellignet sensor systemM .Bristol:IopPublishing Inc,199417 Prentice-Hall .Sidney Soclof .Design and Applications of Analog Integrated Circuits.200218 Prentice-Hall.Theodore S.Rappaport.Wireless Cormmunications Principlesand Parctices.Bristol:IopPublishing ,199219 Tian-tan .Fundamentals and New Concepts for Electronics & Telecommunications. Harbin Industry University Publishing Inc,199220 M.SGhausi，Divices and Circuits Discrete and IntegratedM .Holt，Rinehart and Winston,1985东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 附录 附录总电路图文献综述本系统以直流电流源为核心，AT89C52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，步进值可在199 mA内任意设置，并可由数码管显示实际输出电流值和电流设定值。本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理， 通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的数控直流电流源。本论文在设计过程中，查找了很多相关资料。其中包括中文文献10篇，外文文献5篇。其中很多内容对本课题研究非常有帮助。单片机应用系统设计与产品开发冯建华 人民邮电2004年第一版说明了51系列单片机的开发基础知识和工程案例，并结合产品开发流程讲解如何设计单片机产品硬件电路和软件系统。本书所选实例涵盖了51系列单片机的主要应用技术（计数器应用计数、I/O控制技术、A/D转换技术、PWM调制技术、红外遥控技术、液晶显示技术、串口通信技术、单片机中断技术以及实时多任务操作系统的使用）。本书精选了7个实际开发案例，它们是艺术彩灯的设计、锂离子电池充电器的设计、按摩机的设计、液晶遥控暖风机的设计、智能协议转换器的设计、智能电流源的应用案例以及通用数据采集器的设计。通过本书的学习，除了掌握单片机的具体应用方法外，还可以了解如何针对一个具体的项目需求来设计解决方法，以及如何运用单片机的关键技术满足项目需求。叶慧贞开关稳压电源 .国防工业出版社简要地说明了基本的稳压器和开关稳压器框图；提出脉宽调制变换器中6种基本的变换器拓扑及其单端隔离型拓扑，此外介绍了双端型变换器拓扑；从谐振型变换器提出零电流谐振开关、零电压谐振开关和多谐振开关技术，推出一组准谐振变换器、多谐振变换器拓扑；简述了相移脉宽调制零电压谐振变换器及软开关技术和用于开关电源的各种类型的集成电路及其典型应用；还有功率器件，对于双极型晶体管（BJT）、功率场效应管（MOSFET）、隔离栅双极型晶体管（IGBT）、及肖特基二极管、快恢复二极管的基本特性、开关特性等作了简要的介绍；组合式开关稳压电源方框图的组成；并讲述噪声及其抑制方法和电源系统及并联供电。从基于MCU、FPGA、RTOS的电子系统设设计方法 欧伟明 北京航空航天大学出版社 2007年第一版中了解到ELCON外接设备电压供电电路的功能主要是给条码扫描仪等外接设备供电。选取输出可调节的稳压集成块LM2575T-ADJ为主进行稳压。由张燕宾PWM变频调速应用技术(第2版) (机械工业出版社)中了解了本设计还存在的不足和能在条件许可时做到的进取。在整个设计的过程中，需要很明确的设计思路。在做主电源电路时，由于涉及到面板控制与单片机控制两种方式。所以在选择时就针对这2种方式进行选择。当选择面板控制时，要完成所要求的功能，就必须加若干硬件才能实现。假如这样选择的话，首先电路比较复杂，工作量也比较大；其次，扩展电路的功能也比较少，考虑到应用到实际中的话，成本也相对较高；但是，面板控制操作比较简单，即使非专业人员也比较容易上手。当选择单片机控制时，首先，电路中硬件数量较少，电路相对来讲不是很稳定；其次，假如应用到实际当中，用户操作起来不是很方便，应用不会太广泛。综合考虑到上述几点，所以对原始电路进行了改进，既增加了硬件的数量，也对电路的稳定性及其扩展进行了增强。并且重点介绍了F9530N，由RS触发器构成的双稳态开关，MC14093B，TL497ACN，LM7805等。最后完成的稳压电源电路在应用、功能、成本等指标上都比原始电路有了很大的改进。由陈国呈PWM变频调速技术(机械工业出版社)中了解了电路保护有多种不同的方法，其中程序保护。开关稳压电源的电路比较复杂,基本上可以分为小功率的控制部分和大功率的开关部分。开关晶体管则属大功率，为保护开关晶体管在开启或关断电源时的安全,必须先让调制器、放大器等小功率的控制电路工作。为此,要保证正确的开机程序。开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断。另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏。为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率，以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后，用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电，这种电路称之谓开关稳压器的“软启动”电路。由单片微机实用技术王桂良2000年第一版中了解到单片微机应用系统设计及实用技术及功能内容分章介绍，主要内容包括单片微机应用系统设计内容和方法、存储器扩展技术、输入/输出接口扩展技术、键盘及显示器接口扩展技术、通信接口扩展技术、模拟转换器接口扩展技术、单片微机应用系统的几个实用技术（可靠性设计技术、低功耗设计技术、系统中常用抗干扰和保护用元器件等）。概念清楚，叙述详细，介绍了近几年发展的单片微机应用系统设计技术和新的实用技术，有更多的应用例子以供参考。 由常用电子器件手册蔡惟铮1998第一版了解到中外各种电子元器件的分类、主要参数、封装形式等。元器件包括半导体二极管、三极管、场效应晶体管、晶闸管、线性集成电路、TTL和CMOS系 列电路、数/模转换器、模/数转换器、电阻器、电位器、电容器、继电器、开关、专用集成电路等。内容简明、面广，所选的器件注重实用、新颖和先进性，教学针对性强，对提高我的实际应用电子元器件能力有帮助。由单片机通信技术与工程实践 求是科技 人民邮电2005年第一版了解到设计系统的硬件架构、指令系统、汇编程序基础，以及各个片内模块的结构原理和操作方法。突出的特点是语言流畅，内容细致，循序渐进，系统全面，更好的适应了当前的设计。 从王英剑等的新型开关电源实用技术中了解到新型开关电源衫和技术，内容包括开关电源发展方向、技术指标和基本电路、开关电源集成控制器，开关电源电路设计，开关电源主控元器件，开关电源的电磁干扰抑制，开关电源新技术，并提供微机、显示器、彩色电视机、录像机等应用的开关电源实例。全书突出新器件、新电路和新技术特点。赵效敏的开关电源的设计与应用（上海科学普及出版社）指出了稳压电源设计的一般任务: 供电方式的选择和电路拓扑的选择，控制策略的合理运用，元器件的选用以及保护电路的设置和整个系统的安全性设计。由杨继深电磁兼容技术之产品研发与认证（电子工业出版社）中了解到电源噪声的来源及减小方法。从电源输入端进入的EMI噪声，其一部分可出现在电源的输出端，它在电源的负载电路中会产生感应电压，成为电路产生误动作或干扰电路中传输信号的原因。这些问题同样也可用噪声滤波器来加以防止。本书对电磁兼容中的三项关键技术：接地、屏蔽、滤波做了全面深入的介绍，不仅介绍了相关理论，还讲述了实际工程中怎样运用这些技术。同时对线路板设计技术进行了详细的介绍，包括如何减小线路板上的电磁干扰、降低线路板的电磁辐射。 由Fundamentals and New Concepts for Mechanical &Electrical Engineering第二版 哈尔滨工程大学出版社，中了解到电气工程及其自动化专业英语的阅读与翻译。全书分4部分，含原文课文、专业英语词汇、课文注释及科技英语阅读与翻译知识等内容专业内容涵盖电工电子、电机学、电气工程及计算机控制技术等方面的英文知识，我一些英文文章的翻译和理解有很大的帮助。从Protel DXP2004 姜沫歧 林伟 俞鹏 王雷 机械工业出版社，中了解到电子电路DXP技术的基本概念，计算机辅助设计是指以计算机系统作为主要技术手段来生成和运用各种数字信息与图形信息，帮助设计人员从事产品的开发、修改