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(6)

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⑤印刷电路板设计检查、修改； ⑥文件的保存、输出。

注意事项：在元器件的布局方面，应该把相互有关的元件尽量放得近一些，电源线的布置除了要根据电流的大小尽量加粗走线宽度外，在布线时还应使电源线、地线的走线方向与数据线的走线方向一致尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是： 地线＞电源线＞信号线，PROTEUS提供了自动布局,推荐使用，之后稍做调整即可达到设计要求。布线方面首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起；数字器件和模拟器件要分开，尽量远离；去耦电容尽量靠近器件的电源； 放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集。 仿真软件ARES简介

PROTEUS 嵌入式系统仿真与开发平台主要包括强大的ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARES PCB设计三个功能模块。ARES(Advanced Routing and Editing Software)主要是用于PCB设计的后端工具模块，它与ISIS.EXE结合可以将设计调试好的原理图电路很方便的变成印刷电路板，并且其设计结果可以生成光绘机需要的Gerber格式版图设计文件。此过程包括原理图设计，网络表的编译与加载，器件放置，设置约束规则，布线并调整，检查与修改等操作步骤。

与其它同类的Layout设计工具相比较，最具特色的三个功能是：①)PROTEUS在7.4版本中提供了基于形状的布线器，具有四种操作模式。其高效的撤销和重新自动布线功能可快速布置出符合用户要求且较完美的板图，为用户节省大量时间。②PROTEUS可以为打印机、绘图仪、贴片仪等设计多种格式的输出文件，包括GERBER格式和智能水平最高的ODB++格式。③3DVisualization 功能可以使设计者时刻观察电路板,并且可从自身的视觉效应出发对PCB板各层面进行不同颜色的观察。从而使自己的PCB设计尽可能达到比较完美的布局、布线效果。

利用PROTEUS设计PCB时，并不是孤立地使用ARES模块，一个完整的PCB设计过程需要在前端设计上有ISIS模块的支持，它完成原理图的调试，然后再导入ARES模块进行PCB设计。在PROTEUS ISIS编辑环境中建立的EEPROM电路图。注意电路中不能出现虚拟器件(示波器、电源等除外)。

导入文件前首先需在PROTEUS ISIS环境中确定原理图中每个器件具有封装：右击元器件，在弹出的下拉菜单中点击“Edit Properties”对话框，进入“Pick Packages”，修改或选择适合自己设计的封装即可。

自动布局(Auto Placer):首先应保证电路板具有边界：点击左侧工具箱中

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3 系统硬件设计

的”2D Graphics Box Mode”按钮，从窗口的左下角下拉列表框中选择Board Edge,在工作窗口中画一个矩形（此矩形大小可二次调整）。

其次选择工具菜单栏的“Tools”项，点击“Auto Placer”菜单项，在弹出的窗口中设置好相关属性后点OK按钮。

手动调整(Density Bar):在自动布局完毕后，单击左侧工具栏的光标按钮后即可移动元件，使其达到一定的要求。 PCB板文件参数设置

选择System菜单项后，单击“Set Layer Usage”,可以对PCB板的层数进行设置；单击”Set Strategies”可对焊盘间距（Pad_Pad Clearance）、线距(Trace_Trace Clearance)等内容进行设置;单击”Set Default Rules”可对一些软件默认规则进行重新设置电路板的布线、调整。 进行自动布线

在布局完成之后，可以先布一些特殊的线，如电源线、地线等，可以在PCB板角上作定位孔等。也可以布线完成以后进行这些工作。如图6所示：点击菜单栏”Tools”选择框后单击Auto Route子菜单，在弹出的下拉菜单中设置好各项参数，点击OK按钮对电路板顶层进行自动布线。这时观察工作区，可能看到有一部分线无法走线，或者还有一部分线因为交叉也不能走通，系统给出错误报告。这是因为电路板上某一部分走线密度过大，此时可按Esc先停止自动布线。 手工调整

根据错误报告的提示调整器件位置，然后点击工具栏中的Track Mode按钮，右侧列表框中选择T10对线路中的飞线及密集处进行手动修改。 印刷电路板的设计检查、修改

选择“Tools”菜单下的CRC(Connectivity Checker)和DRC(Design Rule Checker)子菜单可对布线后的印制板进行设计检查。CRC主要检查PCB板的连通性错误，而DRC检查则是一种侧重于物理错误设计规则检查。错误会议对话框提示信息的形式给出，便于修改。

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4 系统软件设计

4.1 软件结构设计 [8]软件设计采用C语言,对89S52进行编程实现各种功能。 软件设计的关键是对A/D、D/A转换器的控制。 软件实现的功能是： ①电流给定值的设置； ②测量输出电流值； ③控制TLC5615工作； ④控制TLC2543工作；

⑤对反馈回单片机的电流值进行补偿处理； ⑥驱动液晶显示器显示电流设置值与测量值。

4.1.1 系统软件的结构

数控直流恒流源的软件结构如图4.1所示，包括顶层文件、键盘管理、D/A转换处理、A/D转换处理、LCD显示管理5个部分。

顶层C语言文件LCDD/AA/D键盘扫描转换处理转换处理显示处理

图4.1 数控直流恒流源的软件结构

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4 系统软件设计

4.1.2 总体流程

C语言是一种高级程序设计语言, 它提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此采用C51语言设计单片机应用系统程序时,要尽可能地采用结构化的程序设计方法,这样可使整个应用系统程序结构清晰,易于调试和维护。在程序设计过程中,开机后先初始化,然后从EEPROM中读取前次关机时存入的各项数据,并按要求出。接着单片机的CPU就开始不断对键盘输入程序扫描,有按键响应后就进入相应的子程序更新输出与显示，单片机的CPU不断扫描。软件实现流程见图4.2。 数控直流恒流源的总体流程如图4.2所示。

初始化设定电流改变DAC输出检测实际电流比较设定电流和实际输出电流不相等通过控制DAC补偿相等需要需要重新设定电流值吗？不需要

图4.2软件设计流程

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4.2 指标测试和测试结果 输入（ma） 20 110 215 255 456 499 584 655 798 1000 1254 1365 1467 1556 1678 表2-3 数控直流恒流源的数据误差分析 输出（ma） 21 111 216 255 456 499 585 655 798 1001 1255 1364 1466 1556 1678 绝对误（ma） 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 相对误差 5.00% 0.90% 0.40% 0.00% 0.00% 0.00% 0.12% 0.00% 0.00% 0.10% 0.07% 0.06% 0.06% 0.00% 0.00%

图4.3 TLC2543在keil软件仿真

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