畢業(yè)設計論文----基于單片機控制的直流恒流源設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計論文</b></p><p>　　課 題 基于單片機控制的 </p><p>　　直流恒流源設計 </p><p>　　學 院（系） 電氣學院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p&g

2、t;<p>　　年 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　導 師

3、 </p><p>　　定稿日期：2011-5-6</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　恒流源是一種可以提供恒定電流的電源，在現(xiàn)代的儀器和電子設備中通常需要高精度、高穩(wěn)定性的直流恒流源。此外它也被廣泛的用于計量、測量等場合。</p><p>　　恒流源常用的實現(xiàn)方法有晶體管、集成運放、可調集成

4、穩(wěn)壓模塊等。通過不同的組合可設計出可輸出的電流小到幾十毫安大到十幾安培的電流源。高新能的恒流源不但可以提高電子器件以及科學儀器的使用效率，同時還可以減少產(chǎn)品的開發(fā)時間，具有較高的經(jīng)濟和實用價值。</p><p>　　本文所設計的基于單片機控制的直流恒流源采用AT89S52單片機為控制器，由運算放大器LM324以及達林頓管TIP122構成恒流源主電路，并配以12位的D/A、16位的A/D轉換芯片完成輸出20mA～2

5、000mA范圍內步進等級小于10mA的恒定電流。人機接口采用4×4鍵盤輸入預置值以及實現(xiàn)步進功能，通過LED數(shù)碼管顯示預置電流值和測量值。從而實現(xiàn)具有一定恒流精度的，可穩(wěn)定工作的恒流源設計。</p><p>　　關鍵詞：單片機，恒流源，數(shù)模轉換，模數(shù)轉換</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Con

6、stant-current source is a power which can provide constant current. In modern instruments and electronic instruments often requires high precision and high stability dc current source. In addition, it has also been widel

7、y used in metrology, measurement occasions.</p><p>　　Constant-current source implementation of methods commonly used transistors, amplifier, adjustable integrated voltage regulator and so on. Designed by dif

8、ferent combinations, constant-current can output current as small as ten mA and as big as ten A current. High-performance constant-current source and electronic devices will not only improve the efficient use of scientif

9、ic instruments, but also can reduce product development time, with high economic value and practical value.</p><p>　　In this paper the designed DC constant-current based on Microcontroller AT89S52 Single-chi

10、p Microcomputer source used for the controller, the operational amplifier LM324 and darlington device TIP122 constant current source constituted the main circuit, and with a 12-bit D / A, 16-bit A / D conversion chip out

11、put 20mA ~ 2000mA complete range of step classes less than 10mA constant current. Man-machine interface uses 4 × 4 keyboard input preset value and to achieve step function, through the LED d</p><p>　　Ke

12、y words: Single-chip Microcomputer, constant-current source, digital-analog conversion, analog-digital conversion</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p>&

13、lt;p>　　1.1 恒流源發(fā)展概述1</p><p>　　1.2 恒流源的應用1</p><p>　　1.3 本文的研究內容2</p><p>　　1.4 本章小結2</p><p>　　2 系統(tǒng)整體設計3</p><p>　　2.1 整體方案的選擇3</p><p>　　2

14、.2 系統(tǒng)功能及性能概述4</p><p>　　2.3 本章小結5</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設計6</p><p>　　3.1 單片機最小系統(tǒng)設計6</p><p>　　3.2 恒流源部分設計11</p><p>　　3.3 鍵盤部分設計13</p><p>　　3.4 顯示

15、部分設計14</p><p>　　3.5 DA轉換部分設計17</p><p>　　3.6 AD轉換部分設計20</p><p>　　3.7 電源部分設計24</p><p>　　3.8 PCB電路板制作24</p><p>　　3.9 本章小結26</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件

16、設計27</p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序設計27</p><p>　　4.2 系統(tǒng)子程序設計28</p><p>　　4.3 本章小結31</p><p>　　5 系統(tǒng)實驗測試與分析32</p><p>　　5.1 系統(tǒng)使用方法說明32</p><p>　　5.2 系統(tǒng)實驗測

17、試數(shù)據(jù)33</p><p>　　5.3 本章小結39</p><p>　　6 總結與展望40</p><p><b>　　參考文獻41</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　附錄44</b><

18、/p><p>　　附錄一 主要芯片口線分布及功能說明表44</p><p>　　附錄二 系統(tǒng)總體電路圖46</p><p>　　附錄三 系統(tǒng)總體PCB板圖47</p><p>　　附錄四 實物圖48</p><p>　　附錄五 元器件清單49</p><p>　　附錄六 系統(tǒng)總

19、程序51</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　恒流源亦稱電流源或穩(wěn)壓源，它是一種可以向負載提供恒定不變電流的電源。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對許多科學實驗中所用的科學儀器和電子設備的直流電源的要求也越來越高。在這些實驗中通常對電流大小、通電時間以及動態(tài)指標有著特別的要求，因此高性能、高精度、高穩(wěn)定性和輸出可預置的直流電流源成為必不可少

20、的實驗基本設備 [1,2] 。</p><p>　　1.1 恒流源發(fā)展概述</p><p>　　恒流源顧名思義是指“輸入”或“輸出”在一定范圍內變動時保持穩(wěn)定、高效、持續(xù)的電流輸出，它在電源中有著極其重要的地位[3,4]。恒流源最早大約出現(xiàn)在20世紀50年代早期。當時采用的電真空器件是鎮(zhèn)流管，由于鎮(zhèn)流管的穩(wěn)定電流功能好，因此大多用于交流電路，常被用來穩(wěn)定電子管的燈絲電流。雖然電子管不可以單

21、獨作為恒流器件使用，卻可用它來組成各種不同的恒流電路[5,6]。在六七十年代，伴隨半導體技術及集成技術的快速發(fā)展，設計和制造出了各種高性能的晶體管恒流源。由于晶體管恒流源電路可封裝在同一個外殼內，構成一個具有恒流源功能的獨立器件，因此晶體管可直接構成調整型恒流源。隨著半導體集成技術的發(fā)展，各種由分立元件構成的恒流源可集成在一塊很小的硅片上且僅需很少的外圍元件，這樣的設計不但減小了恒流源的體積和重量，同時也提高了它的穩(wěn)定性和可靠性。在九十

22、年代恒流源進入了快速發(fā)展時期。在這一時期我國涌現(xiàn)出了一大批技術難度大，水平先進的恒流源產(chǎn)品[7]。</p><p>　　如今恒流源作為一種不可缺少的電源在國內已從過去的高能耗、低效率輸出的電源轉變?yōu)橛袭斀裆鐣l(fā)展潮流的高效節(jié)能、高可靠性、低噪音、質量穩(wěn)定的電源產(chǎn)品。一般國內制造的直流恒流源能輸入較寬的交流電壓范圍，輸出較高的電流精度，恒定電流值可通過按鍵或旋鈕或者通過接口預設。且電源采用先進的線性穩(wěn)流技術和最穩(wěn)

23、定可靠的電路拓撲結構。成品具有整機體積小巧、重量輕、輸出效率高、工作溫度范圍大、抵抗干擾能力強、電網(wǎng)適應性佳、動態(tài)的響應迅速、輸出電流穩(wěn)定度高、雜音紋波小、保護功能完善等特點。但與發(fā)達國家的技術相比仍存在著很大的差距，特別是在直流恒流源的工藝水平、智能化、網(wǎng)絡化的發(fā)展上存在著巨大的不足。對于日益激烈的國際競爭來說我國的恒流源水平仍處于弱勢[8]。</p><p>　　1.2 恒流源的應用</p>&

24、lt;p>　　隨著電子技術的不斷發(fā)展，恒流源的應用也越來越廣泛，它通常應用于各種自動化儀表、標準燈、電真空器件、半導體器件等的參數(shù)測量。比如，在校驗電流表時要使用恒流源。將被校驗的多個電流表串聯(lián)于恒流源電路，調節(jié)其電流大小使電流值達到電流表的滿度值和零值，觀察各個電流表顯示是否正確。在示波管、顯像管等真空器件中也需要使用恒流源。這是由于它們的燈絲冷電阻很小，使用額定電壓點燃的通電瞬間會產(chǎn)生大電流，這個電流通常是數(shù)倍的燈絲額定電流，

25、這樣的沖擊電流容易折損燈絲壽命，但使用恒流源就可以很好的保護燈絲了。同樣是為了防止過大的電流沖擊，在各種標準燈中也采用恒流源供電。在精密的測量中恒流源可以給電橋供電，可通過采用電流電壓法測量電阻精確值等。如今恒流源更多的是應用到實際的工業(yè)生產(chǎn)中，比如把工業(yè)生產(chǎn)中的模擬信號量采集后數(shù)字化，提供作為控制信號的恒定電流，參與下一級生產(chǎn)的控制[9]。并且恒流源不但可為各種放大電路提供偏流來穩(wěn)定其靜態(tài)工作點,還可作為其有源負載,以提高放大倍數(shù)。恒

26、流源同時在差動放大電路、脈沖產(chǎn)生電路中也有廣泛的應用。</p><p>　　1.3 本文的研究內容</p><p>　　通過平時的觀察發(fā)現(xiàn)，在做某些課程實驗和課程設計時需要使用直流恒流源來供電或測量，而在實驗室中有不少的穩(wěn)壓源但通常缺少便攜的直流電流源。因此為了方便在校學生的實驗與研究，本課題設計了可供學生使用的直流恒流源。它以單片機為主要控制器，通過鍵盤設定需要輸出的直流電流值，并可以由

27、數(shù)碼管顯示該設定值的大小以及實際輸出電流的大小。步進等級≤10mA，可調范圍為20mA~2000mA。整個系統(tǒng)的電源將分為控制部分電源，即單片機所需的輸入電壓+5V和為其它芯片供電電源，這兩部分電源均由220V電源經(jīng)變壓器所得。此外本設計還采用單閉環(huán)控制，因此系統(tǒng)的精度將提高不少，可達到一定的設計要求。</p><p><b>　　1.4 本章小結</b></p><p&

28、gt;　　本章主要介紹了恒流源的意義及其應用，并且對它的發(fā)展歷程、國內的發(fā)展狀況做了說明。明確了本課題的研究方向及其意義。在后面的章節(jié)中將具體介紹本課題的研究成果。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)整體設計</b></p><p>　　2.1 整體方案的選擇</p><p>　　恒流源亦稱電流源或穩(wěn)流源，它是一種可以向負載提供恒定不變電流的

29、電源。隨著電子技術的不斷發(fā)展，數(shù)控恒流源的應用也越來越廣泛，它已經(jīng)不僅限于應用于各種自動化儀表、標準燈、電真空器件、半導體器件等的參數(shù)測量，更多的是應用到實際的工業(yè)生產(chǎn)中。制作恒流源的方法有很多，主要分為：</p><p>　?。?）僅采用集成穩(wěn)壓器構成的恒流源 這類恒流源主要采用三端固定式集成穩(wěn)壓器構成，調節(jié)可變電阻可以改變電流的大小，當負載電阻變化時，三端固定式集成穩(wěn)壓器改變自身壓差來維持通過負載的

30、電流不變。這種恒流源的可靠性較高，但是無法實現(xiàn)預置電流，顯示等數(shù)控功能，因此靈活性較差，同時電路也較為復雜，效率低下，對系統(tǒng)擴展不利。</p><p>　?。?）僅采用晶體三極管構成的恒流源</p><p>　　這種恒流源是以晶體三極管為主要構成器件,可以利用晶體三極管的集電極電壓在變化時對電流影響小的特點，以及在電路中使用電流負反饋來提高輸出電流使輸出的電流恒定。此外，還可以采用一定的溫

31、度補償和穩(wěn)壓措施來使電流更加穩(wěn)定。但是這種控制方法也存在靈活性較差，電路較為復雜，效率低下，對系統(tǒng)擴展不利，對信號處理較為困難等問題，若使用不恰當還會引起較大的誤差。</p><p>　?。?）采用單片機控制以及運放構成恒流源　 以上兩種方法均為主要采用模擬電路完成恒流輸出，存在著較多缺點，而該恒流源電路由高精度運算放大器、采樣電阻、等組成。再結合單片機、AD、DA芯片等構成數(shù)控電流源。通過鍵盤可以預置電流

32、值，單片機將輸出數(shù)字信號給DA轉換器，DA轉換器將輸出的模擬信號送到運算放大器，運算放大器輸出給達林頓管放大電流，通過這種方法控制主電路電流大小。實際輸出的電流再通過采樣電阻變成電壓信號，AD轉換后將信號反饋到單片機中。單片機將反饋信號與預置的電流值進行比較，根據(jù)兩者間的差值調整輸出信號大小。這樣就形成了閉環(huán)反饋，并且提高了輸出電流的精度。這種方法當負載在一定范圍內變化時具有良好的穩(wěn)定性，而且精度較高，可對系統(tǒng)進行一定的擴展，具有一定的

33、靈活性，恒流源電路也較為簡單[10~13]。</p><p>　　因此，基于以上各種恒流源電路的優(yōu)缺點分析，本設計將采第三種方法用單片機控制以及運放構成恒流源電路及其控制系統(tǒng)。</p><p>　　總體概括的說本設計是以直流恒流電源為設計核心,以單片機為基本控制器來實現(xiàn)對輸出電流的控制。為了實現(xiàn)對輸出電流的精確控制首先將采用12位的D/A輸出，并且可以通過鍵盤實現(xiàn)電流可預置效果,再通過精密

34、運算放大器以及達林頓管組成的恒流源電路輸出電流。同時運用16位的A/D芯片對輸出電流進行采樣，并將采樣值反饋回單片機,與預置值進行比較形成閉環(huán)系統(tǒng)，使其能夠控制輸出電流的精度與穩(wěn)定性。并且將采用軟件的方法實現(xiàn)步進和電流預置功能。因此本設計具有較強的功能、較高的可靠性，同時具有體積小、電路簡單等特點。</p><p>　　本設計的總體框圖如下：</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)總體框圖&

35、lt;/p><p>　　本設計的總電路圖如下所示，詳見附錄2。</p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)總電路圖</p><p>　　2.2 系統(tǒng)功能及性能概述</p><p>　　本設計可達到的系統(tǒng)基本功能及性能有：</p><p>　　設定以及輸出電流值可顯示；</p><p>　　可通過鍵盤預設電流

36、值；</p><p>　　輸出電流范圍可達20mA~2000mA；</p><p>　　具有“+”和“-”的步進功能，步進等級≤10mA。</p><p><b>　　2.3 本章小結</b></p><p>　　本章主要介紹了幾種恒流源設計方案，通過對各個方案的分析選擇，最終確定了通過單片機AT89S52進行控制，用運

37、放及達林頓管作為恒流源電路主要器件的方案。并且對本設計所能達到的功能及性能做了簡單介紹。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　3.1 單片機最小系統(tǒng)設計</p><p>　　3.1.1 電路設計說明</p><p>　　在本設計中單片機主要完成數(shù)字控制的功能，它從鍵盤讀入鍵值，將鍵值

38、通過程序處理后輸出給DA轉換器MAX532，DA轉換器將該值輸出給恒流源電路，恒流源電路輸出的值通過AD轉換器AD7715給單片機，因此單片機又從AD轉換器中讀入數(shù)值進行內部程序運算后輸出顯示，并通過閉環(huán)控制調節(jié)電流達到更精確恒流的目的。</p><p>　　單片機外圍電路如下：</p><p>　　圖3-1 單片機外圍電路圖</p><p><b>　

39、　復位電路如下：</b></p><p>　　圖3-2 單片機復位電路</p><p><b>　　晶振電路如下：</b></p><p>　　圖3-3 單片機晶振電路</p><p>　　單片機各個口線分布及使用功能如下表所示：</p><p>　　表3.1 單片機口線分布及使用

40、功能表</p><p>　　3.1.2 元器件選擇說明</p><p>　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，擁有8K的在線系統(tǒng)可編程FLASH存儲器。它擁有以下功能：8K字節(jié)FLASH、256字節(jié)RAM、32位I/O口線、三個16位定時器/計數(shù)器、全雙工串行口、看門狗定時器、一個6向量2級中斷結構、2個數(shù)據(jù)指針、片內晶振以及時鐘電路。因此這些功能非常符合本設計的需

41、求。在本設計中AT89S52使用的晶振頻率為12MHz并配有20pF的電容組成外部晶振電路，在外圍還搭建了由電容、電阻以及按鈕組成的基本復位電路。</p><p>　　3.1.3 元器件介紹</p><p>　　AT89S52的主要性能有：</p><p>　?。?）兼容MCS-51單片機；</p><p>　?。?）1000次可擦寫周期；&

42、lt;/p><p>　?。?）32個可編程雙向I/O口線；</p><p>　?。?）全靜態(tài)0Hz~33Hz操作；</p><p><b>　?。?）8個中斷源；</b></p><p>　?。?）3個16位定時/計數(shù)器；</p><p>　?。?）全雙工UART串行中斷口線；</p>

43、<p>　?。?）掉電后中斷可喚醒模式；</p><p>　?。?）看門狗（WDT）定時器；</p><p>　?。?0）具有掉電標識；</p><p>　　（11）8k字節(jié)在線可編程 Flash ROM；</p><p>　　（12）低功耗空閑和省電模式；</p><p>　　（13）3級加密程序存儲器；&

44、lt;/p><p>　?。?4）雙數(shù)據(jù)寄存器指針。</p><p>　　該單片機的引腳圖如下：</p><p>　　圖3-4 單片機引腳圖</p><p>　　AT89S52引腳說明：</p><p>　?。?）P0口(P0.0～P0.7)：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平

45、。對P0口寫入“1”時，引腳作為高阻抗輸入。若在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0端口也可用為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0口有內部上拉電阻。在對閃存編程時，P0口用于接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，在這種情況下需要外部上拉電阻。</p><p>　?。?）P1口(P1.0～P1.7)：P1端口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1口輸出緩沖器可驅動4個TTL邏輯電平。向P1口寫“1”時

46、，內部上拉電阻會把端口拉高，這時可以作為輸入口使用。在作輸入使用的時候，被外部信號拉低的引腳由于內部上拉電阻的原因，會輸出電流。另外，P1.0和P1.1分別作為定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體見下表。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p><b>　　P1口第二功能</b></p>

47、<p>　　表3.2 P1口第二功能表</p><p>　?。?）P2口（P2.0~P2.7）：P2端口同樣是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口輸出緩沖器可驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫入“1”時，內部上拉電阻會把端口拉高，這時可作為輸入口使用。作輸入使用時，由于內部上拉電阻的原因，外部信號拉低引腳將輸出電流。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2端口輸出高

48、八位地址。在這種情況下中，P2端口使用十分強的內部上拉發(fā)送1。在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2端口輸出P2鎖存器內容。在flash編程和校驗時，P2口同樣也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p>　?。?）P3口（P3.0~P3.3）：P3端口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖器同樣也能驅動4個TTL邏輯電平。對P3口寫入“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，這時可以用作輸入

49、口使用。用作輸入使用時，由于內部上拉電阻的原因，外部信號拉低引腳將輸出電流。P3口也可以用作特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗時，P3口也可接收一些控制信號。</p><p>　　表3.3 P3口第二功能表</p><p>　?。?）RST：復位輸入口。晶振在工作時，RST引腳保持2個機器周期的高電平可使單片機復位?？撮T狗計時完成后，RST引腳輸出96個晶振周期

50、的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可使此功能無效。DISRTO在默認狀態(tài)下，復位高電平有效。</p><p>　　（6）ALE/：地址鎖存控制/編程輸入脈沖信號。當使用外部程序存儲器時，該輸出信號用于鎖存低8位地址輸出脈沖。在對flash編程時，該引腳也可用作編程輸入脈沖。在這時，ALE以晶振1/6的固定頻率輸出脈沖，可作為外部定時器或時鐘使用。但是在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，都會跳過

51、ALE脈沖。若有需要，可通過將地址為8EH的SFR寄存器的第0位置“1”，這可使ALE操作變?yōu)闊o效。</p><p>　?。?）：外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行代碼時，在每個機器周期會被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不會被激活。</p><p>　?。?） /VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為了使得可以從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指

52、令，必須接地。為了執(zhí)行內部程序指令，應該接VCC。</p><p>　?。?）VCC：接正電源</p><p>　　（10）GND：接地</p><p>　?。?1）XTAL1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路輸入端。</p><p>　?。?2）XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端。[14~16]</p><p>　

53、　AT89S52時序圖如下：</p><p>　　圖3-5 AT89S52時序圖</p><p>　　3.2 恒流源部分設計</p><p>　　3.2.1 電路設計說明</p><p>　　本設計中所采用的恒流源基本電路是由運放LM324和達林頓管TIP122構成恒流源主體，并由電容濾波，通過采樣電阻確定輸出點電位。</p>

54、<p>　　由DA輸出的電壓經(jīng)過運放反相和電阻輸入到運放LM324的同相輸入端。LM324的輸出端接達林頓管的B管腳，電壓進入達林頓信號產(chǎn)生自激信號。利用達林頓管電流放大的特性，可實現(xiàn)2A的大電流的輸出。由于</p><p>　　Ic=βIb （3-1）</p><p>　　β值很大，因為達林頓管的電流放大倍數(shù)

55、可達到1000。因此</p><p>　　Ic>>Ib </p><p>　　Ic≈Ie </p><p>　　通過改變達林頓B管腳的電位可以改變達林頓管集電極C管腳的電流。達林頓管的E管腳和

56、地之間接采樣電阻。采用1Ω8W的鎳鎘銅絲電阻為采樣電阻。把達林頓管的E管腳和LM324的反相輸入端相連，使采樣電阻的電位送到LM324，通過它來鉗位達林頓管基極B管腳的電位。而E管腳的電壓通過AD轉換送到單片機進行處理，接C6電容使采集的電壓更穩(wěn)定。</p><p>　　因此E這時管腳電壓為</p><p>　　Ue =IeRL

57、 （3-2）</p><p>　　ΔU=UD/A-Ue （3-3）</p><p>　　當負載減小時，通過達林頓管的集電極C極和發(fā)射極E極上的電流變大，采樣電阻上的電壓升高，ΔU為負值，則B管腳的電位降低，從而使流過達

58、林頓管的集電極C極和發(fā)射極E極的電流降低。原理如下圖所示：</p><p>　　負載↓ → 集電極電流Ic↑ → 發(fā)射極電流Ie↑ → 反饋Ue↑ →ΔU↓ → 基極電流Ib↓</p><p>　　圖3-6 恒流原理圖1</p><p>　　當負載增大時，通過達林頓管的集電極C極和發(fā)射極E極上的電流變小，采樣電阻上的電壓降低，ΔU為正值，則B管腳的電位升高，從而使流

59、過達林頓管的集電極C極和發(fā)射極E極的電流升高。原理如下圖所示：</p><p>　　負載↑ → 集電極電流Ic↓ → 發(fā)射極電流Ie↓ → 反饋Ue↓ →ΔU↑ → 基極電流Ib↑</p><p>　　圖3-7 恒流原理圖2</p><p>　　當負載不變時，ΔU為零，電流穩(wěn)定不變，從而達到恒流的效果。</p><p>　　本設計的恒流源電

60、路圖如下：</p><p>　　圖3-8 恒流源電路圖</p><p>　　3.2.2 元器件選擇說明</p><p>　　由于需要運算精度高、溫漂小的集成運放，因此選用常見的高精度運算放大器LM324。它具有低輸入失調電壓，低噪聲、低溫漂、低時漂等優(yōu)點。</p><p>　　由于LM324的輸出較小而要求的輸出電流要2A，因此采用可通過大

61、電流，電流增益大，輸入電阻高的達林頓管來放大電流。本設計采用TIP122達林頓管來實現(xiàn)，它最大可以通過5A的直流電流，放大倍數(shù)為1000左右，功率為65W。由于通過的電流較大，為了確保達林頓管正確可靠的工作，需要外加使用散熱效果好的散熱片，該散熱片的體積至少應為50mm×20mm×40mm，否則當通過2A的電流時，達林頓管會十分燙手而無法正常工作。</p><p>　　在選擇采樣電阻時，由于輸

62、出的最大電流有2A，使用1Ω的采樣電阻方便計算，因此電阻的功率將為P=I2 R=4×1=4W，再考慮留有余量等因素，故采用8W的大功率電阻來確保電路正常工作。</p><p>　　3.2.3 元器件介紹</p><p>　　LM324是由4個獨立的高增益、內部頻率補償運放組成的集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝。它不僅可以在雙電源下工作，還可以在寬電壓范圍的單電源下工作。單電源

63、時的電壓范圍是3~30V，雙電源的電壓范圍是±1.5~±15V[17~19]。并且該芯片具有以下特點：</p><p>　?。?）輸出電壓振幅大；</p><p><b>　?。?）電源功耗??；</b></p><p><b>　?。?）偏置電流低；</b></p><p>　　

64、（4）具有內部補償?shù)墓δ埽?lt;/p><p>　?。?）輸入端具有靜電保護功能；</p><p>　?。?）短路保護輸出。</p><p>　　LM324的引腳圖如下：</p><p>　　圖3-9 LM324引腳圖</p><p>　　達林頓管又稱復合晶體管。它是由兩個晶體管連接而形成的，這種連接方法可以獲得很大的電

65、流增益和很高的輸入電阻。TIP122 NPN達林頓功率晶體管采用TO-220塑料封裝，它最大可以通過5A的直流電流，放大倍數(shù)為1000左右，功率為65W。要達到良好的效果需要加裝散熱片。</p><p>　　TIP122的管腳圖以及內部電路圖如下：</p><p>　　圖3-10 TIP122管腳圖 圖3-11 TIP122內部電路圖&

66、lt;/p><p>　　3.3 鍵盤部分設計</p><p>　　3.3.1 電路設計說明</p><p>　　鍵盤是單片機人機接口的一個重要設計部分之一。人們通過鍵盤輸入數(shù)值，從而達到期望的效果。鍵盤主要有獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。本設計采用的是4×4的矩陣式鍵盤。要想單片機及時響應鍵操作又不多占用CPU的工作時間，就要根據(jù)CPU的工作情況選擇合適的鍵盤工作方

67、式。鍵盤的工作方式一般有兩種，分別為編程掃描方式(查詢方式)和中斷掃描方式。</p><p>　　本系統(tǒng)由于是矩陣式鍵盤，因此采用編程掃描方式，該方式采用的是反線法。鍵盤與單片機的連接口是P0口，P0.0~P0.3進行列掃描，P0.4~P0.7進行行掃描，CPU對鍵盤掃描，采用程序控制的方式調用鍵盤掃描子程序從而響應鍵輸入要求。</p><p>　　由于鍵盤的按鍵一般采用觸點式按鍵，因此當

68、按鍵按下或釋放時，觸點會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。即當按鍵按下時，觸點不會立即接通；當按鍵釋放時，觸點也不會立即斷開，它們都是要經(jīng)過一段時間的抖動才能穩(wěn)定狀態(tài)，抖動的時間則由按鍵材料決定，但通常在5ms ~10ms 的范圍內。按鍵的抖動現(xiàn)象會造成單片機將一次操作誤認為多次操作，因此，為了保證CPU的正常識別判斷，必須要消除按鍵抖動的影響。 </p><p>　　通常消除抖動影響的措施有硬件和軟件兩種方式。硬件的解決方式為在按

69、鍵的輸出端加 R-S 觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路構成去抖動電路。軟件的解決方法為在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一段小延時程序，然后再判斷該鍵是否的確被按下，從而消除了抖動影響。由于硬件去抖動要加電路，成本會增加，因此本設計采用的是軟件去抖動。</p><p>　　鍵盤部分的電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖3-12 鍵盤部分電路圖</p><p>　　3.3.2

70、元器件選擇說明</p><p>　　該部分設計主要采用常見的12×12mm方形按鍵，上拉電阻采用510歐姆的電阻與+5V電源相連。</p><p>　　3.4 顯示部分設計</p><p>　　3.4.1 電路設計說明</p><p>　　顯示部分主要采用MAX7219芯片對8段共陰極數(shù)碼管驅動。由于MAX7219是針對共陰極數(shù)碼管

71、設計的驅動芯片，因此本設計采用的數(shù)碼管是共陰極的。</p><p>　　顯示部分的電路圖設計如下：</p><p>　　圖3-13 顯示部分電路圖</p><p>　　MAX7219各個口線分布及使用功能如下：</p><p>　　表3.4 MAX7219口線分布及使用功能表</p><p>　　3.4.2 元器件

72、選擇說明</p><p>　　本系統(tǒng)選用MAX7219作為顯示驅動芯片。由于本系統(tǒng)顯示的是預置電流值（4 位）和輸出電流測量值（4 位），因此一共需要 8 個數(shù)碼管，若使用普通的驅動芯片則要耗費單片機大量的I/O口線，并且加大了軟件編程的難度。但使用MAX7219則可方便許多，因為每片芯片可驅動 8 位共陰數(shù)碼管，所以選用一片 MAX7219 即可滿足系統(tǒng)的需要。并且該芯片的三個輸入端口DIN、CLK和LOAD只

73、要直接與單片機的任意三個I/O口相連就可驅動8個數(shù)碼管，也就是說驅動8個數(shù)碼管只占用了單片機3個口線，因此大大節(jié)省了單片機的硬件資源，并且在編程方面也變得容易了許多。</p><p>　　此外，在Iset 端口處和電源之間連接一個電阻Rset，就可通過改變Rset 的大小來控制段電流，從而調節(jié)顯示器亮度。這就解決了數(shù)碼管亮度不一，難以控制的問題。</p><p>　　在選擇數(shù)碼管時要注意，

74、由于MAX7219只能驅動共陰極數(shù)碼管，因此所采用的數(shù)碼管必須是共陰極的。 </p><p>　　3.4.3 元器件介紹</p><p>　　MAX7219是美國MAXIM公司生產(chǎn)的一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅動器。一片MAX7219就可與微處理器連接驅動8個7段LED數(shù)碼管，或者也可以連接64個獨立的LED或者條線圖顯示器。其片內包含有一個B型BCD編碼器、多路掃描電路、段和位

75、驅動器以及一個存貯每個數(shù)據(jù)的8×8靜態(tài)RAM。而對于所有的LED段電流的設置則僅需一個外部電阻即可實現(xiàn)。MAX7219允許用戶對每個數(shù)據(jù)進行編碼或者不編碼。該芯片內部包含一個150μA的低功耗關閉模式，一個掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，一個模擬和數(shù)字亮度控制器，以及一個讓LED全亮的檢測模式。[20~22]</p><p>　　MAX7219的引腳圖如下：</p><p&g

76、t;　　圖3-14 MAX7219引腳圖</p><p>　　該芯片有如下功能特點：</p><p>　?。?）獨立的LED 段控制；</p><p>　?。?）高電壓中斷顯示；</p><p>　　（3）10MHz 連續(xù)串行口；</p><p>　?。?）數(shù)字譯碼與非譯碼選擇；</p><p&g

77、t;　?。?）共陰極數(shù)碼管驅動顯示；</p><p>　?。?）亮度的數(shù)字和模擬控制。</p><p>　　該芯片的各個引腳功能如下：</p><p>　?。?） DIN：串行數(shù)據(jù)的輸入端口。當時鐘上升沿出現(xiàn)時數(shù)據(jù)被載入內部的16 位寄存器。</p><p>　?。?）DIG0–DIG7：八個數(shù)據(jù)位驅動線。在正常使用時顯示器共陰極為低電平，關

78、閉時此端口輸出高電平。</p><p>　?。?）SEG A–SEG G,DP：數(shù)碼管的七段和小數(shù)點驅動，為顯示器提供電流。當一個段驅動關閉時，此端為低電平。</p><p>　　（4）V+： 正電源輸入。</p><p>　　（5）GND： 接地端口。</p><p>　　（6）LOAD：數(shù)據(jù)載入。連續(xù)數(shù)據(jù)的后16 位在LOAD 端的上升沿

79、時將被鎖定。</p><p>　?。?）CLK：時鐘串行輸入端。當時鐘上升沿出現(xiàn)時，數(shù)據(jù)移入內部移位寄存器。當下降沿出現(xiàn)時，數(shù)據(jù)從DOUT端輸出。最大速率為10MHz。</p><p>　?。?）SET： 通過連接一個電阻到V+ 來設置段電流。</p><p>　　（9）DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，從DIN端輸入的數(shù)據(jù)在16.5個時鐘周期后在此端口有效。當使用多個MA

80、X7219時用此端口可方便擴展。</p><p>　　MAX7219的時序圖如下：</p><p>　　圖3-15 MAX7219的時序圖</p><p>　　3.5 DA轉換部分設計</p><p>　　3.5.1 電路設計說明</p><p>　　MAX532是一個12位的數(shù)模轉換芯片，因此它可以輸出4096級電

81、壓。由下面的電路圖可見，電路分別在正電源端和負電源端與地之間加了兩個濾波電容，分別是0.1μF的電容和10μF的電解電容，這兩個電容主要起穩(wěn)壓作用，使芯片能更好更穩(wěn)定的工作。本設計中的MAX532采用三線接口方式，即使用CS、DIN、SCLK三個端口與單片機的任意3個I/O口相連，而LDAC始終接低電平，這樣數(shù)據(jù)將在片選信號CS為高電平時更新，這種方法在使用一片MAX532時較為常見。</p><p>　　AD5

82、87則通過+15V電源輸出+10V電壓作為基準電壓提供給MAX532。</p><p>　　DA轉換部分的電路圖設計如下：</p><p>　　圖3-16 DA轉換部分的電路圖</p><p>　　MAX532及AD587的各個口線分布及使用功能如下：</p><p>　　表3.5 MAX532及AD587的各個口線分布及使用功能表<

83、;/p><p>　　3.5.2 元器件選擇說明</p><p>　　由于MAX532是12位的DA轉換芯片，因此它的分辨率為12位，即表示數(shù)字量每變化一位，則輸出為滿量程的1/=1/4096，所以輸出的精度較高。此外本設計使用AD587這種10V基準電壓源芯片來提供給MAX532基準電壓。AD587的輸入電源電壓是+15V，可利用已有的電壓資源來提供電源，十分方便。由于AD587是一種高精度的

84、電源芯片，因此基準電壓的穩(wěn)定性也得到了保障。</p><p>　　3.5.3 元器件介紹</p><p>　　MAX532是一種帶有輸出放大器的雙路串行12位電壓輸出數(shù)字—模擬轉換器,其接口能與標準的SPI、QSPI和MICROWIRE接口標準兼容，輸入電源電壓在12-15V之間，所有輸入端口與TTL和CMOS兼容。[23~26]</p><p>　　MAX532的

85、引腳圖如下：</p><p>　　圖3-17 MAX532的引腳圖</p><p>　　MAX532有如下功能特性：</p><p>　?。?）電壓輸出范圍：±12V；</p><p>　?。?）電流輸出范圍：±10mA；</p><p>　?。?）高速6MHz三線接口；</p>&

86、lt;p>　?。?）工作電壓范圍：±12V~±15V；</p><p>　　（5） SPI、QSPI和MICROWIRE接口；</p><p>　?。?）整體非線性程度低，小于±1/2LSB； </p><p>　?。?）內部上電復位。</p><p>　　MAX532各個引腳功能如下：</p>

87、<p>　?。?）Vdd：電源正輸入；</p><p>　　（2）Vss：電源負輸入；</p><p>　?。?）DGND：數(shù)字地；</p><p>　?。?）SCLK：串行時鐘輸入；</p><p>　　（5）DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出；</p><p>　?。?）DIN：串行數(shù)據(jù)輸入；</p>

88、<p>　　（7）：芯片選擇端口。在低電平時選中芯片；</p><p>　?。?）：異步加載 數(shù)據(jù)輸入，低電平時有效；</p><p>　?。?）RFBA： A通道的反饋電阻；</p><p>　?。?0）VREFA：A通道的參考電壓輸入；</p><p>　?。?1）VOUTA：A通道的電壓輸出；</p><

89、;p>　?。?2）AGNDA：A通道的模擬地；</p><p>　　（13）RFBB：B通道的反饋電阻；</p><p>　?。?4）VREFB：B通道的參考電壓輸入；</p><p>　?。?5）VOUTB：B通道的電壓輸出；</p><p>　?。?6）AGNDB：B通道的模擬地。</p><p>　　MAX

90、532的時序圖如下：</p><p>　　圖3-18 MAX532時序圖</p><p>　　AD587是一款高精度的10V參考電源芯片，它的引腳圖如下：</p><p>　　圖3-19 AD587引腳圖</p><p>　　3.6 AD轉換部分設計</p><p>　　3.6.1 電路設計說明</p>

91、<p>　　由于AD7715是16位的模數(shù)轉換器，因此可以對輸出地電流進行精確地測量。測量出的值將傳給單片機，并通過LED數(shù)碼管顯示出來。由于AD本身需要一個時鐘輸入，但這個輸入時鐘只能是1MHz或2.4576MHz（需要與軟件配合使用），因此為了方便使用選擇1MHz的晶振并配合C2，C13電容組成晶振電路。芯片AD780則是提供給AD7715基準電壓的電源芯片。</p><p>　　AD轉換部分的

92、電路圖設計如下：</p><p>　　圖3-20 AD轉換部分電路圖</p><p>　　AD7715及AD780的各個口線分布及使用功能如下：</p><p>　　表3.6 AD7715及AD780各個口線分布及使用功能表</p><p>　　3.6.2 元器件選擇說明</p><p>　　對于16位的AD771

93、5模數(shù)轉換器來說，即該轉換器能分辨的最小輸入模擬量為滿量程值的倍，因此可以保證高精度的測量。并且AD7715是串行輸出，這使得在硬件上比并行輸出更為方便一些。本設計選用提供給AD7715的基準電壓為2.5V，這個電壓由超高精度帶隙基準電壓源AD780提供，該芯片可以輸出2.5V或3V的超高精度電壓，這個電壓的選擇由AD780的接線決定。同時，AD780的輸入電源電壓是+15V，可利用已有的電壓資源來提供電源，十分方便。由于AD587是一

94、種超高精度的電源芯片，因此基準電壓的穩(wěn)定性也得到了保障。AD轉換的分辨率為：</p><p>　　分辨率=2.5V×≈0.038mV （3-4）</p><p>　　3.6.3 元器件介紹</p><p>　　AD7715模數(shù)轉換器是美國模擬器件公司推出的16位采用和差轉換技術（∑-Δ技術）系列ADC之一。該系列A/D轉換

95、器均由信號緩沖、可編程增益放大、∑-Δ調制器、數(shù)字濾波、三線串行接口等幾部分組成，具有0.0015%的非線性。AD7715有一個差分模擬輸入，還有一個差分參考輸入。它可在+5V的單電源下工作，不僅可以處理0~20mV、0~80mV、0~1.25V以及0~2.5V之間的單極性輸入信號還可以處理雙極性的輸入信號。[26]</p><p>　　AD7715的引腳圖如下：</p><p>　　圖3

96、-21 AD7715引腳圖</p><p><b>　　各個引腳的功能為：</b></p><p>　?。?）MCLK IN : 芯片主時鐘信號。不僅可由晶振提供, 也可由與CMOS 兼容的時鐘驅動, 在這種方式下MCLK OUT引腳應該懸空。但無論采用哪一種時鐘方式,它的頻率必須為1MHz 或2.4576MHz 。</p><p>　?。?

97、）MCLK OUT : 當芯片的主時鐘信號由晶振提供時, 此引腳與MCLK IN引腳及晶振引腳相連。</p><p>　?。?）SCLK:串行時鐘的邏輯輸入。</p><p>　?。?） :片選信號,低電平有效。</p><p>　　（5）:復位端,低電平有效。在低電平時芯片內的控制邏輯、接口邏輯、校準系數(shù)、數(shù)字濾波器以及模擬調制器復位到上電狀態(tài)。</p>

98、;<p>　?。?）DIN : 寫入片內輸入移位寄存器中串行數(shù)據(jù)的串行輸入端。此數(shù)據(jù)是移入設定寄存器還是通訊寄存器,由通訊寄存器中的寄存器設定位決定。</p><p>　?。?）DOUT :由芯片內輸出移位寄存器中讀出串行數(shù)據(jù)的串行輸出端。此輸出移位寄存器可以包含設定寄存器、通訊寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的信息, 至于具體是哪一個寄存器,則由通訊寄存器中的寄存器設定位決定。</p><p

99、>　　（8）AIN +：片內可編程增益放大器差動模擬輸入的正端。</p><p>　　（9）AIN -: 片內可編程增益放大器差動模擬輸入的負端。</p><p>　?。?0）REF IN( + ):參考差動輸入的正端,該引腳電位必須大于REF IN ( - ) 。</p><p>　?。?1）REF IN( - ):參考差動輸入的負端,該引腳電位必須小于RE

100、F IN ( + ) 。</p><p>　?。?2）: 當該引腳為低電平時，來自AD7715 數(shù)據(jù)寄存器新的輸出字是有效的。當完成全部16 位的讀操作時, 此引腳變成高電平。在輸出的更新時間內, 如果沒有數(shù)據(jù)被讀出, 此引腳將持續(xù)500 倍Tclk in 時鐘周期, 然后返回高電平。當為高電平時, 不能進行讀操作,也就是說當數(shù)據(jù)正在更新時, 不能從數(shù)據(jù)寄存器中讀出數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)更新完成后,返回低電平；</p

101、><p>　?。?3）AVDD :模擬正電源；</p><p>　?。?4）DVDD :數(shù)字電源。通常大小和模擬正電源相同；</p><p>　?。?5）AGND :模擬地；</p><p>　?。?6）DGND :數(shù)字地。</p><p>　　AD7715的寫時序圖如下：</p><p>　　圖

102、3-22 AD7715寫時序圖</p><p>　　AD7715的讀時序圖如下：</p><p>　　圖3-23 AD7715讀時序圖</p><p>　　AD780是一款輸出2.5V或3V的超高精度帶隙基準電壓源。輸出電壓大小由外部接線決定。它的引腳圖如下：</p><p>　　圖3-24 AD780引腳圖</p>&l

103、t;p>　　3.7 電源部分設計</p><p>　　由于輸出電流的最大值要達到2A，設計輸出電壓小于10V，因此電源功率至少20W，再考慮10W左右的余量，因此總輸出功率在30W左右。+5V和±15V電源均采用市面上常見的開關電源。其中+5V的電源輸出電流達到5A，+15V的輸出電流達到2A，-15V的輸出電流達到0.5A，這樣不僅可以保證電路正常工作，而且輸出的電流以及功率均可達到要求。<

104、;/p><p><b>　　開關電源圖如下：</b></p><p>　　圖3-25 開關電源圖</p><p>　　3.8 PCB電路板制作</p><p>　　在設計PCB電路板時，首先考慮電磁干擾問題。電子電路的輸出部分容易產(chǎn)生大電壓和大電流的突變。這種突變會通過電源和信號線對相連的電路產(chǎn)生干擾，同時對周圍環(huán)境產(chǎn)生較

105、強的電磁輻射（輻射干擾）。通常電子電路的信號幅度較低，對噪聲比較敏感，抗干擾性差，可能會影響電路性能，甚至會使電路無法工作。但可通過電源隔離、信號隔離、濾波等方式抑制。而輻射干擾，則只能通過合理的電路布局、走線以及屏蔽等措施來減小電磁干擾的影響。</p><p>　　其次考慮的是大電流問題。由于本設計最大的輸出電流為2A，大電流會導致導線發(fā)燙，嚴重時會燒斷導線，導致電路失效。所以在布線時，要合理計算導線寬度使之可

106、以承受正常工作時的大電流。本設計中導線的寬度為1mm，這樣即使銅的厚度只有3.5μm，也可承受2.3A的電流。</p><p>　　再次還要考慮電源、地線加粗的問題，通常應為信號線的3倍左右。對于器件散熱問題則要考慮由于本身的開關損耗和管耗等因素影響，發(fā)熱會比較嚴重，需要采用合理的散熱來保證元器件連續(xù)長時間的正常工作。通常可加裝散熱片或散熱器來解決該問題。在本設計中就對容易發(fā)燙的大功率達林頓管TIP122加裝了散

107、熱片使其可以在2A時也能正常工作。</p><p>　　最后是整個電路的布線問題。布線時頂層和底層應該走線互相垂直，避免兩層平行導線的出現(xiàn)。對于地線的連接通常是一點接地法。即將所有接地線先分別按性質不同連接在一起，形成一個環(huán)再集中在一點接地，注意，模擬地和數(shù)字地要分別在不同的環(huán)上，最后再連起來。這樣，即使地線兩端有一定的電位差，作為模擬電路和數(shù)字電路其內部元件所受的電位也是基本相同的，這樣就不會影響電路的正常工作

108、了[27,28]。</p><p>　　本設計的總體PCB圖詳見附錄3。本設計的PCB實物圖如下所示：</p><p>　　圖3-26 印制電路板正面</p><p>　　圖3-27 印制電路板反面</p><p><b>　　3.9 本章小結</b></p><p>　　本章主要對本設計的各個硬

109、件環(huán)節(jié)做了具體詳細的介紹，主要有單片機最小系統(tǒng)、恒流源電路、模數(shù)、數(shù)模轉換電路、LED顯示電路以及鍵盤電路。在最后還對PCB板的設計制作的注意點進行了說明。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)主程序設計</p><p>　　本設計的主程序流程圖如下所示。該部分程序主要完成各部分子程序調用以及根

110、據(jù)鍵盤所接受到的數(shù)據(jù)進行轉換及處理。具體程序見附錄6。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　4.2 系統(tǒng)子程序設計</p><p>　　4.2.1 DA轉換子程序設計</p><p>　　本設計的DA轉換子程序流程圖如下，通過主程序的調用使用該子程序。在編寫時要注意發(fā)送數(shù)據(jù)時先發(fā)送高位，再發(fā)送低位[29,30]。

111、具體程序見附錄6。</p><p>　　圖4-2 DA轉換子程序流程圖</p><p>　　4.2.2.AD轉換子程序設計</p><p>　　本設計的AD轉換子程序流程圖如下，通過主程序的調用使用該子程序。值得注意的是AD7715先發(fā)送高位再發(fā)送低位，因此在接收數(shù)據(jù)時要高低位轉換，所以還包含一段高低位轉換子程序[31]。具體程序見附錄6。</p>

112、<p>　　圖4-3 AD轉換子程序流程圖</p><p>　　4.2.3 顯示子程序設計</p><p>　　本設計的顯示子程序流程圖如下，通過主程序的調用使用該子程序。具體程序見附錄6。</p><p>　　圖4-4 顯示子程序流程圖</p><p>　　4.2.4 鍵盤子程序</p><p>　　矩

113、陣式鍵盤的軟件掃描方式主要有兩種，一種是逐行掃描法，另一種是反線法。本設計采用的是較為方便的反線法，鍵盤子程序的流程圖如下圖所示。具體程序見附錄6。</p><p>　　圖4-5 鍵盤子程序流程圖</p><p>　　4.2.5 閉環(huán)控制子程序設計</p><p>　　為了使輸出的電流值可以更接近設定值，因此在軟件設計中加上了閉環(huán)控制子程序。這使得整個輸出的電流更