单片机数控式直流恒流源设计(本人有可以仿真原理图，可加7932202(5)

3 系统硬件设计

图3.8 TLC2543硬件电路

图3.9 TLC2543组成的A/D转换器电路

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攀枝花学院本科毕业设计(论文)

3.4.2 理论分析与参数计算

[12]

1.D/A芯片的选择计算

本题要求输出电流范围为20～2000mA(综合基本要求和发挥要求)，步进1mA，也即分辨率为1mA，根据式(3-5)得

Imax2000mAn?log?log2 2 ? 11 式(3．9)

?I1mA所以n取10就可以了。

最小位数为10位，而为了给精度指标留有余地，A/D芯片我们选择12位的TLC2543，D/A芯片选择10位的TLC5615。

当TLC5615工作在单极0～5 V输出模式时，输出电压分辨率为:

5V?2^10?0.00049V 式（3.10）

由于本系统输出电流为0～2A，所以只使用0000H～03DDH与输出的对应关系。TLC2543的分辨率为:

5V?2^12?1.22mV

式(3.11)。

3.4测电路设计 3.4.1电流检测原理介绍

[2]

为了提高电流输出地精度，需要引入一个反馈回路，用来指示当前输出地电流大小，完成该功能的电路即为电流检测电路。利用A/D转换器采集采集采样电阻两端的电压值，从而测量输出电流，因此，对采样电阻的要求比较高，同时采样电阻上需要交流过的最大电流比较大（0A-2A），这样在采样电阻上的功耗比较高，就需要用受温度等外部因素影响比较小的电阻，在本系统中，采用了康铜丝作为采样电阻，即为图中的电阻R7。电流检测电路图所示，其中A/D转换器采用TLC2543，其是12位A/D转换器，低功耗，只需要单个+5V供电。

3.4.2 采样电阻的计算

[2]

稳流电源的电流取样，实质上是稳流电源输出的负载电流在其上产生的电压降，它的数值大小直接影响电流效率，越高，稳流电源的效率就越低，采样电阻上耗散的功率就越大，因此温升高，取样电阻的稳定性会变差，会使电源稳定性降低。有以下求取采样电阻的经验

USIR?S 式 (3.12) IL16

3 系统硬件设计

为负载电流。取样电阻上的电压降不宜选值太高，我们取为0.5V，根据题目要求取2A，代入式(3.12)，可得采样电阻取0.25。

3.6 键盘电路设计 键盘电路采用按键扫描的矩阵电路,在本系统中需要用到“0-9”、“确认”“取消”、“+”、“-”等14个按键，设计16个按键即可满足要求，键盘电路如图3-10所示。

+78_9456123+：实现步进电流为1MS的增加_：实现步进电流为1MS的减少0~9： 按键数字清除：清除当前数值确认：用户确认时，使当前键入数值送系统处理确认0删除图3.10 键盘样式图

图3.11 键盘电路扫描电路

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3.7 显示电路设计 显示模块主要实现的功能是显示设置的电流输出值和其它人机交互信息。本部分可以采用七段数码LED显示器，显示数字、简单字母和小数点等信息，但由于其显示信息单一，人机交互不友好，所以本文采用字符型液晶显示屏LCD1602模块。该模块具有轻薄短小、低压微功耗、体积小、无辐射、平面直角显示及影像稳定不闪烁等优点，且可视面积大、面效果好、分辨率高、抗干扰能力强，适合用于显示字母、数字、符号等信息，而且不需要扩展过多外围电路，可由单片机直接进行控制输出显示。

3.7.1 LCD1602的介绍

显示采用的是点阵LCD，型号为LCD1602，1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

表2-2 LCD1602的指令表

指令 清显示 光标返回 置输入模式 显示开/关控制 光标或字符移位 置功能 置字符发生存储器地址 置数据存储器地址 读忙标志或地址 写数到CGRAM或DDRAM 从CGRAM或DDRAM读数

RS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 R/W 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 * 0 0 0 0 0 1 I/D S 0 0 0 0 1 D C B 0 0 0 0 S/C R/L * * 0 0 1 DL N F * * 0 1 字符发生存储器地址（AGG） 1 显示数据存储器地址（ADD） BF 计数器地址（AC） 要写的数 读出的数据 18

3 系统硬件设计

LCD1602显示电路如图3.11所示。

图3.11 点阵1602LCD显示电路

3.8 PCB板的制作

印刷电路板（PCB）是一个设计走向产品的必经之路，Proteus系统中提供了实现这种功能的软件（ARES.EXE），它与ISIS.EXE结合可以将设计调试好的原理图电路很方便地变成印刷电路板，这个过程包括：建立文件，网络表的加载，器件的放置，新器件的添加，自动布线，检查和修改等操作步骤。 印制电路板设计步骤与注意事项

使用EDA工具设计电路板的过程常常就是从顶层方案设计入手，经过输入电路、模拟仿真等前端设计阶段，最终到物理实现级（如PCB 设计）设计结果的过程。通过实例归纳步骤如下：

①电路文件导入（网络表文件输入）及框架设计。设计印制电路板之前，用户要对电路板有一个初步的规划，采用几层电路板，各元器件采用何种封装形式及其安装位置等；

②参数设置。主要设置元器件的布置参数、板层参数、布线参数等； ③元器件布局。元件布局合理，对下一步自动布线至关重要； ④自动布线及手工调整；

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