基于89C2051单片机控制的数控直流电流源设计
摘 要： 数字化电源的发展，已经形成了一门综合性的学科。在现代化工农业生产、通信、电子仪器仪表、国防事业以及高新技术的装备中，高可靠性、高效率的电源，是不可缺少的设备之一。该设计采用89C2051单片机作为控制单元，利用X9241数字电位器、模/数转换器与恒流源电路部分构成数控可调的恒流电流源，系统中主要应用了数字电位器，它的输出电压作为恒流源部分的参考电压，该电压通过电压跟随器送入恒流源控制电路，从而实现恒流的输出。输出电流的给定由输入键盘来设定， 89C2051通过I2C总线方式与X9241实现数据的传输。显示采用4位LED数码管，显示驱动采用软译码方式。
关键词： 89C2051； 数字电位器； 恒流源； LED数码管
中图分类号： TN919⁃34； TM919 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）06⁃0136⁃04
从电路的总体结构上来看，该系统主要由89C2051单片机控制模块；数控电位器X9241、模/数转换器与恒流源电路部分构成数控可调的恒流电流源模块。缓冲器/驱动器7404驱动4位LED数码管组成的显示模块以及由键盘组成的输入模块等组成。
1 各个模块设计方案分析
因此系统总体上由电源模块、输入模块、控制模块、电流源模块和显示模块5大部分构成。系统主要框架图如图1所示。
1.1 控制模块
该部分由89C2051单片机来实现，如果采用高性能的专用单片机芯片实现控制，可以很好地同时解决采样和控制显示的功能，且高性能的单片机本身带有D/A和A/D转换，不需另外设计，但是专用芯片的通用性差，使用起来比较麻烦，且市场价格高。而本电源的设计只需要控制显示以及对数控电位器的控制，因此，选用小型单片机89C2051即可。并且该系统不需要与上位机通信，所以选用2 MHz的时钟频率。89C2051的P1口每个引脚都有20 mA的灌电流能力，该电流足以驱动共阴极LED显示器的段码显示，因此选用通用性较好，学习起来容易熟悉掌握，而且市场价格低，购买、使用方便的89C2051作控制单元。
1.2 电源模块
为了使系统的各模块能够可靠、稳定工作，必须有一个可靠的电源来供电[1]。如果采用独立的稳压电源供电。此方案的优点是稳定可靠，并且现在市面上有各种成熟的电路可供选用，但其缺点是系统每个模块都采用独立电源，会使系统变得复杂，而且还可能会影响到电路电平[2]。如采用将220 V交流电通过变压器降压，再经过整流、滤波、稳压后，得到稳定+12 V直流电源[3]。该方案的...
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