基于單片機(jī)數(shù)控直流電流源

1、 . . . 基于單片機(jī)的數(shù)控直流電流源設(shè)計(jì)摘 要：本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為核心，輔以帶反饋?zhàn)苑€(wěn)定的串調(diào)恒壓源，可以連續(xù)設(shè)定20mA-2000mA的電流值，根據(jù)設(shè)定的電流值，單片機(jī)由A/D574對精密電阻康銅絲電壓的監(jiān)控，由D/A0832直接控制輸出電流，形成閉環(huán)回路，保持恒流。為了滿足精度要求，采用單片機(jī)自動控制換檔電路，形成粗調(diào)和微調(diào)結(jié)合，保證了精度。由于使用了雙閉環(huán)控制，不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且，保證了調(diào)節(jié)電流源的精度。系統(tǒng)的自我保護(hù)和報警功能，具有一定的智能性，同時，增加了其運(yùn)行的安全性和可靠性。關(guān)鍵詞：數(shù)控；直流；單片機(jī)；電流源目 錄一 引 言1二 課題原理2三 設(shè)計(jì)方案33.1方案

2、設(shè)計(jì)比較與論證33.2理論分析計(jì)算4四 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)64.1硬件設(shè)計(jì)6五 軟件設(shè)計(jì)125.1系統(tǒng)軟件流程圖125.2模塊軟件流程圖13六調(diào) 試156.1硬件調(diào)試156.2軟件調(diào)試156.3聯(lián)機(jī)調(diào)試15七測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析15八結(jié)束語17參考文獻(xiàn)18附錄1：核心板FPGA IO引腳分配表19附錄2：核心板FPGA 外擴(kuò)IO引腳分配表23附錄2：匯編程序26一、引 言：科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,科技進(jìn)步與創(chuàng)新是推動經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的決定性因素?？蒲信c創(chuàng)新訓(xùn)練是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。科研與創(chuàng)新訓(xùn)練是大學(xué)生成長成才的在需要，科研與創(chuàng)新訓(xùn)練有利于促進(jìn)大學(xué)生專業(yè)知識和技能的學(xué)習(xí)與

3、提高. 科研工作就其實(shí)質(zhì)來說，就是一種發(fā)現(xiàn)新問題、提出新見解、擬定新對策的創(chuàng)造性活動。而發(fā)現(xiàn)、分析和解決新問題的過程，正是一個人創(chuàng)新意識、創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)造能力與奉獻(xiàn)科學(xué)精神的全面展現(xiàn)過程。 科研與創(chuàng)新訓(xùn)練有利于培養(yǎng)大學(xué)生刻苦鉆研的精神.收集豐富的資料,研究最新的科技成果,掌握科學(xué)的方法論,才能具備一定的創(chuàng)造力,才能步入創(chuàng)造的天地。在創(chuàng)造過程中,肯定會遇到來自各方面的阻力和困難,有主觀的也有客觀的,這就要求我們樹立起必勝的信念,用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目萍紕?chuàng)新作風(fēng)和認(rèn)真鉆研的科技創(chuàng)新態(tài)度去迎接困難、迎接挑戰(zhàn)。高等學(xué)校自由、濃郁的學(xué)術(shù)氣氛必將對大學(xué)生起著感染、熏作用,有利于培養(yǎng)大學(xué)生刻苦鉆研的精神。創(chuàng)新能力的

4、培養(yǎng)至關(guān)重要,是對理論結(jié)合實(shí)踐的能力,實(shí)際操作能力和科學(xué)作風(fēng)、獨(dú)立觀察、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題以與創(chuàng)新能力等進(jìn)行培養(yǎng)的系統(tǒng)工程。需要扎實(shí)的基礎(chǔ)理論、分析問題、解決問題的能力,還需要堅(jiān)忍不拔、克服困難的勇氣和決心,本著學(xué)有余力,富于鉆研精神、不怕困難,具有一定創(chuàng)造性思維的原則。強(qiáng)化創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，會使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情大大提高，并帶著問題創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)，注意自己在專業(yè)方面的整體素質(zhì)的提高，創(chuàng)新能力的提高必須以整體素質(zhì)的全面提高為前提條件?？蒲信c創(chuàng)新訓(xùn)練是迎接知識經(jīng)濟(jì)的需要，知識經(jīng)濟(jì)是20世紀(jì)80年代以來,在全球圍出現(xiàn)的一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài),是建立在知識的生產(chǎn)、分配與消費(fèi)之上的一種新型經(jīng)濟(jì),是以知識為資本的

5、經(jīng)濟(jì)。知識的更新速度快、舊周期短是知識經(jīng)濟(jì)的基本特征之一。這就要求當(dāng)代大學(xué)生必須具有學(xué)習(xí)新知識、運(yùn)用新知識、創(chuàng)造新知識的能力。通過科研與創(chuàng)新訓(xùn)練，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和動力。在科研實(shí)踐的過程中,需要對不同學(xué)科進(jìn)行綜合分析,解決問題,在實(shí)踐的過程中學(xué)會自主學(xué)習(xí)。二、課題原理：數(shù)控直流電流源，輸入交流200240V，50Hz；輸出直流電壓10V。其原鍵盤控制器電流源負(fù)載顯示器電 源理示意圖如下所示：數(shù)控直流電流源原理框圖1、基本參數(shù)（1）輸出電流圍：200mA2000mA；（2）可設(shè)置并顯示輸出電流給定值，輸出電流與給定值偏差的絕對值小于等于給定值的1+10 mA；（3）具有“+”、“-”步進(jìn)調(diào)整功

6、能，步進(jìn)小于等于10mA；（4）改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以變化時，要求輸出電流變化的絕對值小于等于輸出電流值的1+10 mA；（5）紋波電流小于等于2mA；  2、說明（1）輸出電流可用高精度電流表測量；如果沒有高精度電流表可在采樣電阻上測量電壓換算成電流；（2）紋波電流的測量可用低頻毫伏表測量輸出紋波電壓，換算成紋波電流。1 / 41三、設(shè)計(jì)方案3.1 方案設(shè)計(jì)比較與論證數(shù)控直流電流源電路，主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、過程通道、檢測、調(diào)節(jié)電路、顯示和鍵盤電路設(shè)計(jì)等部分組成。通過對電壓的控制間接控制電流。其重點(diǎn)部分在過程通道和檢測調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)。3.1.1 過程通道的設(shè)計(jì)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換

7、的設(shè)計(jì)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響系統(tǒng)的精度。1）模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方案一：模數(shù)轉(zhuǎn)換選用A/D0809，作為單片機(jī)輸入的采樣信號，雖然也能完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，但是，0809芯片速率較低，轉(zhuǎn)換時間長.為100us，重要的是，0809的最高分辨率為8位，不能滿足設(shè)計(jì)要求的精度。方案二：模數(shù)轉(zhuǎn)換選用芯片A/D574，A/D574為12為的模數(shù)轉(zhuǎn)換，分辨率12位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于0809，而且，轉(zhuǎn)換時間短，為25us，完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求的精度。因此，方案二比較適合本次設(shè)計(jì)，能夠滿足精度的要求。2）數(shù)模轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方案一：數(shù)模轉(zhuǎn)換使用D/A0832，0832采用了先進(jìn)的C-MOS工藝，可直接與單片機(jī)連接，

8、具有較低的功耗和較低的輸出漏電流誤差。但是，其8位的分辨率不能滿足設(shè)計(jì)要求的步進(jìn)1mA精度，所以，不能直接用0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，供給單片機(jī)監(jiān)控。方案二：模數(shù)轉(zhuǎn)換仍舊選用芯片AD574，數(shù)模轉(zhuǎn)換選用DAC7512芯片，7512芯片在轉(zhuǎn)換中的最高分辨率為12位，可分辨4096位，不但可以實(shí)現(xiàn)電路的基本要求，同樣可以實(shí)現(xiàn)發(fā)揮部分的電路要求，對于此次電路制作可以說是比較合適的選擇。但由于DAC7512芯片價格較貴，在市場上也較難買到，所以無法采用。方案三：在方案一的基礎(chǔ)上增加一個單片機(jī)控制的自動換檔電路，使用換檔電路與單片機(jī)的0832形成粗調(diào)和微調(diào)相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式，在不大幅提高設(shè)計(jì)成本的基礎(chǔ)上，提高

9、系統(tǒng)的精度，滿足設(shè)計(jì)的要求。換檔電路由模擬開關(guān)CD4051和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，通過單片機(jī)控制通道輸入，每個通道輸入對應(yīng)著不同的電流檔位，單片機(jī)檢測ADC的輸出，并和設(shè)置電流比較結(jié)果，選擇4051的通道輸入。采用這種方案，可以提高系統(tǒng)精度，滿足設(shè)計(jì)要求。綜合以上方案，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換使用A/D574，數(shù)模轉(zhuǎn)換使用D/A0832和換檔電路相結(jié)合調(diào)節(jié)方式，不僅簡單易于實(shí)現(xiàn)，成本低，而且，能夠滿足設(shè)計(jì)精度的要求。3.2.2 檢測調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)方案一：通過直接控制直流電流源電流，實(shí)現(xiàn)電流的控制，但是電流的控制圍在20ma2000ma 之間，這樣所要測量的圍太大，增大了測量的難度，對電路的監(jiān)控也很難實(shí)現(xiàn)，并且

10、，穩(wěn)定性不高，電路的精度很難達(dá)到。方案二：電壓控制型直流穩(wěn)壓電源以一穩(wěn)壓電源為基礎(chǔ),以高性能單片機(jī)系統(tǒng)為控制核心以穩(wěn)壓驅(qū)動放大電路，采樣精密電阻（阻值不隨溫度變化）電壓電路為外圍的硬件系統(tǒng),在檢測與控制軟件的支持下間接實(shí)現(xiàn)對電流輸出的數(shù)字控制,通過對穩(wěn)壓電源輸出的電流的監(jiān)控，從而調(diào)整和控制穩(wěn)壓電源的輸出電流大小。綜合以上方案，方案二不僅電路控制簡單，并且容易實(shí)現(xiàn)硬件電路的設(shè)計(jì)，在測量精度方面也更為精確。最終選定設(shè)計(jì)方案的原理框圖如圖1所示：圖2 方案的原理框圖3.2 理論分析與計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要對電流檢測，而由于A/D574只能轉(zhuǎn)換電壓信號，因此，先將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后才能實(shí)現(xiàn)A

11、/D轉(zhuǎn)換。為此，在電路中串入精密電阻，一般為溫度系數(shù)小的康銅、錳銅電阻絲，精密電阻上的電壓通過放大以后進(jìn)入系統(tǒng)的采樣保持器，由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對電流信號的監(jiān)測和控制。為了提高控制精度，采用粗調(diào)和微調(diào)相結(jié)合的方式，即采用單片機(jī)控制的換檔電路實(shí)現(xiàn)粗調(diào)，由單片機(jī)D/A0832的輸出實(shí)現(xiàn)微調(diào)，調(diào)節(jié)電源輸出，把A/D574的采樣值和電流設(shè)置值比較、處理后，由單片機(jī)控選擇換檔電路的檔位和D/A0832的輸出，控制恒壓源的給定電壓，使整個系統(tǒng)與恒壓源又形成一閉環(huán)的回路，保證電流的穩(wěn)定。由于設(shè)計(jì)要求輸出20mA-2000mA的電流，并且步進(jìn)為1mA，而0832的最大分辨率為256，因此將輸出電流大約分為8個等級。又

12、0832輸出為0-5v，因此，換檔的等級步進(jìn)為5/8=0.625v,其等級圍為：0-0.625v, 0.625v1.25v, 1.25v1.875v, 1.875v2.5v, 2.5v3.125v, 3.125v3.75v, 3.75v4.375v, 4.375v5v AD574為12 位的ADC，其最大分辨率為4096，可以精確到1/4096，而設(shè)計(jì)要求能夠分辨1mA的電流，即分辨率為1/1980，所以，用AD574完全可以滿足設(shè)計(jì)的精度要求。本設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)采集轉(zhuǎn)換而來的電流值與設(shè)定值比較后，如果小于設(shè)定值，則提高一級換檔電路的檔位，再通過0832微調(diào)節(jié)，使檢測值和設(shè)定值盡可能的接近，滿

13、足精度要求；大于設(shè)定值，則類似。四、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為核心，以帶反饋?zhàn)苑€(wěn)定的大功率串調(diào)恒壓源作為電源，通過功能鍵可以連續(xù)設(shè)定20mA-2000mA的電流值，根據(jù)設(shè)定的電流值，單片機(jī)由A/D574對精密電阻1歐康銅絲電阻上電壓的監(jiān)控，由D/A0832和選檔電路通過粗調(diào)和微調(diào)的調(diào)節(jié)方式，間接的控制電流，形成閉環(huán)回路，保持恒流。采用單片機(jī)自動控制換檔電路，把串調(diào)恒壓源的控制給定電壓05V分為8個等級，先進(jìn)行粗調(diào)，選擇電壓檔位，再根據(jù)AD574采樣的電流信號，由0832進(jìn)行微調(diào)，以保證其精度。由于使用了閉環(huán)控制，不僅提高了系統(tǒng)的精度，而且，單片機(jī)能自動的調(diào)節(jié)電流輸出。系統(tǒng)具有自我保護(hù)和蜂

14、鳴器的報警功能，具有一定的智能性，增加了其運(yùn)行的安全性和可靠性。4.1 硬件設(shè)計(jì)4.1.1系統(tǒng)總體方框圖系統(tǒng)總體框圖 ：圖3所示微機(jī)系統(tǒng) 過程通道 單片機(jī)89C51鍵盤顯示器蜂鳴器D/AA/D574電壓調(diào)節(jié)器檢測對象電壓檢測器圖3 系統(tǒng)總體方框圖換檔電 路4.1.2.單片機(jī)最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的單片機(jī)最小系統(tǒng)板主要有89c51、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC574、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832以與8279等組成，可以滿足多種功能的需要。ADC574為雙極性高精度12位快速A/D轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換速度為25us，采樣速度快，與單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)簡單；為了精確采樣，采用通用的采樣保持放大器LF398,進(jìn)行采樣保持。DAC

15、0832是8位D/A轉(zhuǎn)換器，具有雙緩沖功能，硬件結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。可編程鍵盤和顯示器專用結(jié)構(gòu)芯片8279可以代替單片機(jī)完成鍵盤和顯示器的許多結(jié)構(gòu)操作，從而大大減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，簡化硬件電路。對于各個芯片的地址，用G16v8譯碼，產(chǎn)生個芯片的片選信號。電路圖如圖4所示：圖4 89c51系統(tǒng)圖4.1.3 8279鍵盤和顯示器LED設(shè)計(jì) 8279不僅與單片機(jī)連接簡單，而且編程簡單，易于實(shí)現(xiàn)。其中，8279掃描計(jì)數(shù)器有兩種工作方式，在編碼工作方式時，計(jì)數(shù)器提供一種二進(jìn)制計(jì)數(shù)，通過管腳SL0-SL3輸出后經(jīng)外部譯碼才能提供給鍵盤和LED的掃描作用，在譯碼工作方式時，掃描計(jì)數(shù)器對最低二位進(jìn)行譯碼，經(jīng)SL

16、0-SL3輸出4選1的譯碼信號，作為LED和鍵盤的譯碼掃描。8279采用軟件去抖動，但確定將要閉合鍵時，去抖動觸發(fā)器置位，啟動延時電路，大約為10ms,然后再測試該鍵是否繼續(xù)閉合。如該鍵繼續(xù)閉合，則該按鍵被確認(rèn)。8279含基本的定時計(jì)數(shù)器鏈，第一個計(jì)數(shù)器是一個分頻系數(shù)為231的前置計(jì)數(shù)器，分頻系數(shù)可有程序控制，使部頻率為100KH，從而能給出5.1ms 的鍵盤掃描時間和10.3ms的反跳時間，其他計(jì)數(shù)器將此基本頻率分頻后，提供適當(dāng)?shù)陌存I掃描、行掃描、鍵盤陣列掃描，以與LED掃描次數(shù)。電路圖如圖5所示：圖5 8279鍵盤電路本設(shè)計(jì)中采用8位八段LED 作為顯示器，共陰極連接動態(tài)顯示，可減少硬件開

17、銷，提高系統(tǒng)可靠性并降低成本。如圖6所示：圖6 8279顯示器LED表1共陰極LED字形代碼表字形01234567代碼0CH9FH4AH0BH99H29H58H8FH字形89ABCDEF代碼08H89H88H38H6CH1AH68HE8H4.1.4 選檔電路DAC0832與4051組成級調(diào)電路，通過電壓檢測，與4051輸入基準(zhǔn)電壓的比較，進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)調(diào)整，經(jīng)過LM741的衰減和反向輸出基準(zhǔn)電壓，轉(zhuǎn)換成控制電流，控制直流源電路。如圖7所示：圖7 選檔電路4.1.5 直流串調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 如圖8所示：圖8 直流串調(diào)穩(wěn)壓電源原理圖電流信號檢測放大電路如圖9所示： 放大倍數(shù)為2.5倍，放大輸出電壓

18、為0-5V，在AD574的檢測圍之。圖9 電流信號檢測放大電路五、軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)軟件流程圖系統(tǒng)軟件主要有設(shè)置模塊、比較處理模塊、顯示模塊組成。其中，設(shè)置模塊主要實(shí)現(xiàn)設(shè)置電流初始值的功能，由+與-鍵、取消鍵與回車鍵以與數(shù)字鍵實(shí)現(xiàn)；處理模塊主要實(shí)現(xiàn)由A/D574轉(zhuǎn)換的電流信號和D/A轉(zhuǎn)換的信號的電流信號進(jìn)行比較，并控制4051的檔位，在經(jīng)過比較后，控制0832輸出，使電流源隨基準(zhǔn)信號自動調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，并與硬件電路的自調(diào)節(jié)形成雙閉環(huán)控制，進(jìn)一步確保精度；顯示模塊主要顯示交替顯示設(shè)定值和實(shí)測值。如圖10所示：圖10 系統(tǒng)軟件流程圖5.2 模塊軟件流程圖5.2.1設(shè)置模塊流程圖 如圖11所示

19、。圖11 模塊設(shè)計(jì)流程圖5.2.2比較處理模塊流程圖 如圖12所示：圖12 比較處理模塊流程圖六、調(diào)試6.1 硬件調(diào)試包括對89c51、8279的鍵盤和顯示電路。檢查碰線故障和其他硬件故障，杜絕出現(xiàn)電源短路，并測試電路的各項(xiàng)測試是否滿足題目的要求。同時，從硬件上適當(dāng)?shù)牟扇】垢蓴_技術(shù)，如電氣隔離。提高系統(tǒng)的可靠性。尤其對運(yùn)放電路的硬件調(diào)試要極為仔細(xì)。6.2 軟件調(diào)試 主要檢查軟件的語法錯誤以與程序的邏輯結(jié)構(gòu)錯誤。并且對各個軟件模塊進(jìn)行測試，以便進(jìn)行軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試。6.3 聯(lián)機(jī)調(diào)試在硬件和軟件調(diào)試無誤的基礎(chǔ)上，進(jìn)行軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試。調(diào)試重點(diǎn)在于程序各模塊之間接口正確，并相互匹配。另外，適當(dāng)采取軟件抗

20、干擾技術(shù)，提高系統(tǒng)抗干擾性。七、測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析7.1測試儀器與測試方法數(shù)字式萬用表、示波器、XJ4318雙蹤示波器、TDS220數(shù)字式示波器電容的一個重要特性就是隔直流，過交流的作用。 過交流的時候就是有電容ESR阻礙作用而顯示的電流為紋波電流。想知道電流就需要前路總流到后來分流后的差由電容控制通過的電流來補(bǔ)償。一般用示波器就可測量。示波器接系統(tǒng)輸出，調(diào)節(jié)幅度，周期。使波形在顯示屏圍！選擇測量峰值，這是看到的就是紋波加噪聲。用光標(biāo)的電壓選擇除毛刺外的波形，就可以達(dá)到紋波電壓要求。 紋波電壓的測量方法是用低頻毫伏表測量負(fù)載電阻上輸出紋波電壓，換算成紋波電流。 本設(shè)計(jì)中采用1歐的康銅絲電阻作為

21、測量電流的電壓，由于康銅絲為精密的電阻，其阻值幾乎不隨溫度變化，故康銅絲兩端的電壓和電流幾乎相等。圖4.1.17.2 數(shù)據(jù)與結(jié)果分析表2數(shù)據(jù)測試結(jié)果表康銅絲1歐電壓電流 11.1211.123 2 3.2113.214 34.2124.213由于康銅絲的電阻隨溫度有微小的變化，所以，測的數(shù)據(jù)有細(xì)微的誤差。誤差滿足要求。7.3 抗干擾技術(shù) 由于單片機(jī)控制系統(tǒng)會遇到各種干擾，如噪聲干擾、電源干擾等，因此，對于一個完整的單片機(jī)系統(tǒng)是不可或缺的。通常抗干擾措施有硬件抗干擾和軟件抗干擾兩個部分。硬件中的抗干擾技術(shù)可以有效的抑制電源干擾，采用隔離變壓器（對于電源干擾）、地線抗干擾（包括數(shù)字地和模擬地與保護(hù)

22、地等）、光電隔離等，可以有效的抑制和消除噪聲和干擾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，從而確保系統(tǒng)能在惡劣的環(huán)境下可靠的工作。作為硬件抗干擾的補(bǔ)充和完善，可以與一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，常常采用數(shù)字濾波、軟件陷阱等方法。通過軟硬件的結(jié)合的抗干擾措施，就可取得較為滿意的效果。八、結(jié)束語 科研與創(chuàng)新訓(xùn)練要求創(chuàng)新能力與科研能力的協(xié)調(diào)配合,首先，培養(yǎng)我們的創(chuàng)新意識，養(yǎng)成推崇創(chuàng)新、不斷開拓進(jìn)取、勇于沖破傳統(tǒng)觀念和科學(xué)權(quán)威的理論體系、以創(chuàng)新為榮的思想觀念；其次，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，培養(yǎng)其敏銳的觀察力和豐富的想象力，勤于思考，善于思考，這是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)；再次，培養(yǎng)我們的創(chuàng)造性能力、勇于和善于提出問題和分析問題所

23、應(yīng)具備的淵博知識、廣闊的視野和綜合、交叉、開拓領(lǐng)域的能力以與掌握必要的再學(xué)習(xí)的方法，并能自由地從一個知識領(lǐng)域跳向另一知識領(lǐng)域。 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是塑造獨(dú)立精神品質(zhì)的重要途徑。被動實(shí)踐變?yōu)橹鲃訉?shí)踐，激發(fā)濃厚的求知興趣和強(qiáng)烈的創(chuàng)新激情，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力和勇挑重?fù)?dān)的責(zé)任感。在這個過程中，逐步形成堅(jiān)定的信念、勇于冒險的精神、頑強(qiáng)的意志力，以與思維和行動的獨(dú)立性與做事一絲不茍的品質(zhì)。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是提高學(xué)生就業(yè)競爭力的重要砝碼，具有創(chuàng)新性、善于思考、具有洞察力的人，才適應(yīng)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。創(chuàng)新能力作為個人綜合素質(zhì)的重要容，將成為畢業(yè)生就業(yè)競爭的重要砝碼。通過本次設(shè)計(jì)，把單片機(jī)應(yīng)用到測試中后，

24、使測試實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和智能化，擁有自動檢測，測量結(jié)果準(zhǔn)確和自診斷能力很強(qiáng)等特點(diǎn)。為了使智能穩(wěn)壓電源能可靠、安全地工作,本系統(tǒng)設(shè)置了多重監(jiān)測和保護(hù)系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)：1 郭文川.單片機(jī)原理與接口技術(shù).中國農(nóng)業(yè). 2007年。2 胡漢才.單片機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版）.清華大學(xué). 2003年。3 廣弟等.單片機(jī)基礎(chǔ)（修訂版）.航空航天大.2001年。 4 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第五版.高等教育出版.5 宋濤.通用集成電路速查手冊.第二版.科學(xué)技術(shù).6 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字部分)第五版.高等教育.7 廣興.電子元器件與實(shí)用電路基礎(chǔ).修訂版.電子工業(yè)附錄1 核心板FPGA IO引腳分配表：序號引腳標(biāo)

25、號FPGA管腳IO口方向功能備注1SDRAM_A0184OSDRAM地址線2SDRAM_A11833SDRAM_A21824SDRAM_A31815SDRAM_A41796SDRAM_A51807SDRAM_A61878SDRAM_A71889SDRAM_A819310SDRAM_A919411SDRAM_A1018512SDRAM_A1119513SDRAM_A1219614SDRAM_D0226IOSDRAM數(shù)據(jù)線15SDRAM_D122516SDRAM_D222417SDRAM_D322318SDRAM_D422219SDRAM_D521520SDRAM_D621421SDRAM_D72

26、1322SDRAM_D821623SDRAM_D921724SDRAM_D1021825SDRAM_D1121926SDRAM_D1222727SDRAM_D1322828SDRAM_D1423329SDRAM_D1523430SDRAM_BA0197OBA0、1決定哪個BANK有效31SDRAM_BA1186O32SDRAM_DQML(0)207O輸入/輸出屏蔽Masked33SDRAM_DQMH(1)208O34SDRAM_nRAS202O命令的讀入35SDRAM_nCAS203O36SDRAM_nWE206O37SDRAM_CLK144OSDRAM時鐘38SDRAM_CKE201O時鐘使

27、能39SDRAM_nCS1200OSDRAM1片選40SDRAM_nCS2235OSDRAM2片選41D093IONor Flash 以與外擴(kuò)的數(shù)據(jù)總線42D19443D29544D39845D49946D510047D610148D710449D87450D97351D106852D116753D126654D136555D146156D156257A0115ONor Flash 以與外擴(kuò)的地址總線58A18359A28460A38561A48662A58763A610664A710765A810866A911367A1011468A118269A127970A137871A147772A1

28、57673A166074A175975A185876A197577A2011778A2111879A2211980nWE105O寫信號81nOE56O讀信號82FLASH_nCS1120O Flash1 片選83FLASH_nCS2116O Flash2 片選84FLASH_R/nB29I Flash 讀寫忙信號85SRAM_nCS188O SRAM1 片選86SRAM_nCS257O SRAM2 片選87UPPER_BYTE64O高字節(jié)選通88LOWER_BYTE63O低字節(jié)選通89I2C_SCL177IOI2C時鐘90I2C_SDA178IOI2C數(shù)據(jù)91SYS_CLK028I時鐘輸入92

29、SYS_CLK2153I時鐘輸入93SYS_nRST152IFPGA復(fù)位輸入附錄2 核心板FPGA 外擴(kuò)IO引腳分配表：序號電路圖上標(biāo)號FPGA管腳號I/O方向外設(shè)名稱跳線與復(fù)用1LED150O8個獨(dú)立LED燈,主板上的LED1-8與核心板上LED1-8共用管腳需要短接主板上JP6的對應(yīng)跳線2LED253O3LED354O4LED455O5LED5176O6LED647O7LED748O8LED849O9KEY8156I獨(dú)立按鍵，核心板上KEY1-4與主板上KEY1-4共用10KEY7158I11KEY6141I12KEY5143I13KEY4124I14KEY3123I15KEY2122I1

30、6KEY1121I17BEEP175O蜂鳴器18LCD_LIGHT174O液晶顯示控制19LCD_EN173O20DcMotorSpeed140O直流電機(jī)注意短接JP1電源跳線21DcMotorA139O22DcMotorB138I238563_INT137I856324LM75_OS136ILM7525SEG0169O七段數(shù)碼管段碼26SEG1170O27SEG2167O28SEG3168O29SEG4165O30SEG5166O31SEG6163O32SEG7164O33DIG0160O七段數(shù)碼管位碼34DIG1159O35DIG2162O36DIG3161O37DIG4204O1C12時

31、要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用38DIG5199O39DIG6198O40DIG7205O41UART_RXD135I232串口42UART_TXD133O43AD_nCS134OADC44AD_DAT131I45AD_CLK132O46DAC_LDAC125ODAC47DAC_LOAD126O48DAC_DATA127O49DAC_CLK128O50ULN2003A103O步進(jìn)電機(jī)注意短接JP4電源跳線1C12時要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用51ULN2003B102O52ULN2003C97O53ULN2003D96O54IR_CLK221O紅外

32、收發(fā)通過JP2跳線來選擇頻率1C12時要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用55IR_TX81O56IR_RX80I57RS485_DI待定O485接口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用58RS485_RE_DEO59485_ROI60SD_WP待定ISD/MMC卡接口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用61SD_INSERTI62SPI_MISOI63SPI_CLKO64SPI_MOSIO65SD_nCSO66SD_POWERO67VGA_VSYNC待定OVGA接口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用68VGA_HSYNCO69

33、VGA_R0O70VGA_R1O71VGA_R2O72VGA_G0O73VGA_G1O74VGA_G2O75VGA_B0O76VGA_B1O77LATTICE_STR待定OLED點(diǎn)陣接口注意短接JP5電源跳線要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用78LATTICE_SIO79LATTICE_SCKO80MS_DATA待定IO鼠標(biāo)接口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用81MS_CLKIO82KB_DATAIO鍵盤接口83KB_CLKIO84RTL8019_INT待定I以太網(wǎng)接口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用85RTL8019_nCSO86RT

34、L8019_RSTO87USBVIN待定IUSB接口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用88USB_SUSPDIO89USB_nRSTO90USB_nINTI91USB_nCSO92P_IO1待定根據(jù)使用來定義主板上PACK1用戶IO口要通過連接線從主板上的JP6或核心板上的PACK復(fù)用93P_IO294P_IO395P_IO496P_IO597P_IO698EXT_nCSOPACK1片選 附錄3 匯編程序： PORT EQU 0FE00H PORTA EQU 0FE01H PORTB EQU 0FE02H PORTC EQU 0FE03H DISP0 EQU 30H DISP

35、1 EQU 31H DISP2 EQU 32H DISP3 EQU 33H DISP4 EQU 34H DISP5 EQU 35H DISP6 EQU 36H DISP7 EQU 37H WEI EQU 38H ;位碼 DATB1 EQU 27 DATB EQU 50 PPPP EQU 85 ADADH EQU 0FB00H ;AD地址 DAADH EQU 0F700H ;DA地址 DBUFH EQU 3CH ;DA高四位 DBUFL EQU 3DH ;DA低八位 LENG1 EQU 24 ;雙字節(jié)二進(jìn)制變BCD,40H44H LENG2 EQU 4 LENG3 EQU 3 NUMB1 EQU

36、 40H NUMB2 EQU 43H ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP LED ORG 0013H AJMP KEYSCANMAIN: CLR P1.1 SETB P1.1 CLR P1.1 MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV SP,#50H SETB PT0 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0F8H ;2MS,顯示掃描間隔 MOV TL0,#30H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 SETB IT1 SETB EX1 CLR 00H ;電流千位合法位 CLR 01H ;顯示閃爍 MOV 3EH,#00H

37、;顯示數(shù)據(jù) MOV 3FH,#00H MOV 39H,#00H ;合字暫存 MOV 3CH,#00H MOV 3DH,#00H MOV 45H,#00H ;拆字暫存 SETB P1.0 ;過載 MOV DPTR,#PORT ;AB出C口入 MOV A,#03H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PORTA ;列掃描輸出低電平 MOV A,#0H MOVX DPTR,A MOV 3AH,#00H MOV 3BH,#00H MOV 30H,#0 MOV 31H,#0 MOV 32H,#0 MOV 33H,#0 MOV 34H,#0 MOV 35H,#0 MOV 36H,#0 MOV 37

38、H,#0 MOV WEI,#00H SETB RS0 SETB RS1 MOV R0,#DISP0 ;顯示指針 一定要用倆組 MOV R6,#8 ;顯示位數(shù) MOV R1,#DISP0 ;鍵盤指針 MOV R7,#4 ;鍵盤位數(shù) CLR RS0 CLR RS1LOOP: ACALL LOOPP ACALL DTOA ACALL ATOD AJMP LOOP;*電流設(shè)置子程序*LOOPP: MOV A,3AH CJNE A,#15,PASS1 ACALL SETONEPASS1: CJNE A,#10,PASS2 ACALL JIAPASS2: CJNE A,#11,PASS3 ACALL JI

39、ANPASS3: RET;*DA轉(zhuǎn)換子程序*DTOA: PUSH PSW SETB RS0 MOV R2,3CH MOV R3,3DH ;MOV R2,#00H ;MOV R3,#00H CLR P3.5 SETB P3.5 SETB P2.3 CLR C CLR A MOV A,R2 MOV R7,#4LOOP11: RLC A DJNZ R7,LOOP11 MOV R7,#4LOOP22: LCALL PRD DJNZ R7,LOOP22 CLR C CLR A MOV A,R3 MOV R7,#8LOOP34: LCALL PRD DJNZ R7,LOOP34 CPL P2.3 POP

40、PSW RETPRD: RLC A MOV P3.0,C SETB P3.1 CPL P3.1 RET;*AD采樣子程序*ATOD:HUMID: MOV DPTR,#0FB00H CLR A MOVX DPTR,AWAIT: JNB P3.4,READ ;轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 SJMP WAITREAD: MOVX A,DPTR MOV B,#8 MUL AB MOV 40H,A ;低位 MOV 41H,B ;高位 ;MOV 40H,#0F8H ;MOV 41H,#07H MOV 42H,#00H;雙字節(jié)二進(jìn)制變BCD;入口二進(jìn)制42H,41H,40H高到低;出口44H43H,高到低MUBTD: MOV R0,#NUMB2 MOV R7,#LENG2 CLR ALOOP18: MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,LOOP18 MOV R7