單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片，今天小編為大家準備了關於單片機畢業設計論文，歡迎閲讀!
淺談基於單片機的數控直流電流源設計與仿真
在現代測控技術中普遍使用數控電源，由於普通電源在工作時會產生的誤差，系統的精確度受到了影響。數控電源主要的發展方向，是針對上述缺點不斷加以升級。微型單片機技術及電壓轉換模塊的出現為精確數控電源的發展提供了很好的發展條件，數控直流電流源是一種普遍使用的電子儀器，廣泛應用於現代的教學實驗和科學研究等領域。
1、方案
數控直流電源設計採用單片機作為核心控制，基本原理簡單，實現比較方便，電源的電流值也可以調整到較精確的數值，同樣的也是採用LCD 進行顯示。此方案採用保持電阻恆定而改變輸入電壓的方法來改變電流的大小。利用高精度D/A 轉換器在單片機程序控制下提供可變的高精度的基準電壓，該基準電壓經過V/I 轉換電路得到電流，再通過A/D 轉換器將輸出電流反饋至單片機進行比較，調整D/A 的輸入電壓，從而達到數控的目的。該方案的難點在於穩定恆流源的設計和高精度電流檢測電路的設計。特點是可精確的控制電流的步進量，負載變化對電流輸出的影響較小。
2、硬件設計
2.1單片機最小系統
(1) AT89S52 單片機。AT89S52 單片機是系統的核心部件，它是一種帶8KB 可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能的單片機。AT89S52 單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。此單片機共有4 個8 位的並行雙向I/O 口，分別記作P0、P1、P2、P3。在本設計中P1 口只作為通用數據I/O 口使用，所以在電路結構上與P0 口有些不同。P2 口地址為A0H, 位地址為A0H~A7H。P2 口既可以作為系統高位地址線使用，也可以為通用I/O 口使用，所以P2 口電路邏輯與P0 口類似。這裏面使用的是P3的第二功能信號。
(2)鍵盤模塊。鍵盤模塊使用的是4×4 鍵盤，這種鍵盤是行列掃描方式，它具有當按鍵較多時可降低佔用單片機的I/O 口數目等優點，而且可以做到不必步進就能直接輸入電流值。本方案的設計要求是按鍵的次數比較多結合該按鍵的優點，所以採用此種鍵盤，它可以對0 ～ 9 數字輸入、“+”、“-”、“OK”、“SET”、“DEL”、“RESET/ON”等功能的'實施。
(3)顯示模塊。使用LCD 液晶顯示，LCD 具有輕薄短小，可視面積大，方便的顯示數字，分辨率高，抗干擾能力強，功耗小，且設計簡單等特點，芯片名稱是 LM016L，該模塊採用HD44780 作為驅動器驅動。
3、仿真分析
3.1輸出電流範圍的仿真
該方案的程序設計電流輸出範圍上限為20 ～ 2000mA，電壓值限定了小於10V, 如果給定值在量程內時顯示“OK!”;當給定值超過量程時將顯示“ERROR! RESET!”。仿真時，如果在範圍內，則可以任意輸入4 位數字，若不在範圍裏，則系統顯示“ERROR!RESET!”報警。
3.2步進調整仿真
在步進調整仿真，通過加減按鈕進行1mA 步進調整，可觀察到顯示器的顯示結果。通過鍵盤DEL 鍵可以修改上一步輸錯的數字。
3.3輸出電流仿真
仿真最低電流200mA 負載電阻為2.0 時的狀態，根據顯示器顯示內容可知，設定輸出電流值為200mA，實測電流值為201mA，輸出電壓為0.400V，負載電阻為2.0，都滿足設計要求。
4、總結
這款數控直流電流源是以單片機系統為核心而設計製造出來的，具有電路簡單，結構緊湊，價格低廉，可靠性高等優點，而且單片機具有精確的計算和控制功能，從而能夠減少和排除各種誤差的產生，高效的提高穩壓電源輸出電壓精度。利用仿真技術可以在設計中調試電路，這樣就為做成實物提供了很大的便利，同時節約了開發成本。經過實驗證明本設計是可行的，並能夠做成實物。