些，上图中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。 （2）独立键盘
在按键较多时，占用的端口较多。 所以在本数控直流恒流源中，矩阵式。
2.3.6 显示
一般情况下，显示单元可以采用一般的数码管显示，因为数码管具有接线简单，成本低廉，配置简单灵活，编程容易，对外界环境要求较低，易于维护等特点。但是，考虑到普通数码管能够显示的信息量有限，并且一般情况下要显示较多的信息所占用的系统I/O资源较多。
在本系统中，考虑到显示的内容以及系统的实用性，采用液晶显示（LCD）。液晶显示具有功耗低、体积小、质量轻、无辐射危害、平面直角显示以及影响稳定不闪烁、画面效果好、分辨率高、抗干扰能力强等优点。点阵式LCD可以显示字符、数字等功能。 本系统采用的点阵式LCD型号为1602。
综合上述，数控直流恒流源的设备选型如表2-1所示。
表2-1 数控直流恒流源的设备选型
器 件 编 号 1 2 3 4 5 器 件 编 号 6 7 8
器 件 名 称 单片机 稳压器 运算放大器 达林顿管 D/A转换器 器 件 名 称 康铜丝 A/D转换器 点阵LCD 型 号 AT89S52 LM7805,LM7815 LM358 TIP142 TLC5615 型 号 0.25? TLC2543 LCD1602
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3 系统硬件设计
系统的总体硬件框图如图3-1所示，主要有AT89S52单片机系统、LM358与TIP142组成的恒流源电路、D/A转换器、采样电阻与A/D转换器组成的电流检测电路、矩阵键盘、LCD组成的显示电路等。
图3-1 系统的总体硬件框图
3.1 主控电路设计
单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准的，有条不紊地进行工作。因而时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路方式有两种：一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式，这里采用的是内部时钟方式，外接晶振。时钟电路由片外晶体、微调电容和单片机的内部电路组成。选取频率为11.0592MHz的晶振，微调电容是瓷片电容。
主控电路即为一个51系列单片机的最小系统，单片机选择了Atmel公司的AT89S52,主控电路如图3-2所示。
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图3-2 主控电路
3.2 供电电源设计 3.2.1 主电源
在本设计中,运放需±12V供电，单片机和A/D、D/A需5V供电，采用三端稳压器7808
构成一稳压电源，由于78及79系列稳压器最大输出电流只有1.5A，而题目要求输出电流范围是20mA～2000mA。为了给系统提供更大的电流，需外加功率管进行扩流或者加电阻进行扩流，电路如图3-3所示。输入电压由环形变压器和全波整流滤波电路产生。
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图3-3上是运放供电电路
3.2.2 单片机电源（第二级电源）
图3-4上是单片机和D/A、D/A系统供电电源电路
3.2.3 电源参数计算
1对稳压器的参数计算：输出V0=+12v，I0=3A的稳压电路。
选择VD1、VD2、C1、C2和稳压器
稳压器选mc7808bt因为V0=8v,IO?500mA，有mc7808bt可以查得其输入和输出的关系
i?imax,为：0??，所以应有ui?uo?5v，所以mc7808bt的输入引脚为13v，输出
uu?uu8v 静态电流
IQ?4.6mA。
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C1、C2查稳压管使用手册得c1?0.33uf,c2?0.1uf d1n5231a为二极管稳压器稳压值为5v。 选择VD、R、VT管
VD选有图得ui1?ui?uz?ube??uz?24?14?0.7?9.3v的电路选VD为bzx79a10 uzR的选择:
?10vuz为VD的稳压值，结合整流后
。
R?ube/Iz,取Iz?IQ?4.6mA，所以得到R?152.17?结合整流后的电路
R?160?。
VT的选择:：正常工作时uce?u1i?ui?24?14?10v集电极电流ic?1A，
pc?uce?ic?10?1?10w，VT承受的ucb?uz?9.3v所以选VT为a5t5059的NPN
其
pcm?15w,icm?1A,ucbo?100v。
2整流滤波参数计算
工频输入为220v、50hz的交流电压，经过整流滤波后得到Ui1=24v采用全波整流所以次
级电压应为U2=Ui1*1.2≈30v，由变压器性质U1/U2=310/30，取n1/n2=12/1
取滤波电容C3=0.33u、C4=0.1u，为了让整流后的电压纹波小选择大电容C5=2000u，C3、C4、C5的耐压值为70v和4个整流二极管为选择理想二极管。
3.3 恒流源电路设计
恒流源由运算放大器TL084以及达林顿管TIP142构成，如图3-5所示。其中，TIP142中的几个关键指示如下。
最大集电极——发射极电压：VCEOM = 100V。 最大集电极——基极电压：VCBM = 100V。 最大发射极——基极电压：VEBM = 5.0V.
最大集电极电流：稳态值，ICM = 10A；瞬时峰值，ICMP = 15A。 最大基极电流：IBM = 0.5V。 最大承受功率：PD = 125W。
从上述指标可以看出，TIP142可以满足整个系统的输出电流要求。
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