新型数字直流电流源设计

　　电源设备是电子仪器的一个重要组成部分 ，通常有直流电压源 ，电流源 ，交流电压源 ，电流源等 ，随

　　着信息时代的飞速发展 ，电源设备也逐渐向数字化方向发展 ，已有的直流数字电流源 CPU 和 D/ A ，A/ D

　　一般是分立的 ，这种结构降低了系统工作的可靠性 ，本文介绍的电流源是以 C8051F020 为核心的单片机

　　系统实现 ，利用该单片机内部集成 D/ A 输出控制信号 ，该信号作用到外围电流调整电路 ，从而输出所需要的电压 ，还利用单片机内部集成 A/ D 采样输出电压。该电流源具有开路和过载保护功能 ，输出电流增减以按键方式调整 ，电流值以数字方式显示。该电流源既可单独使用 ，又可以通过串口与 PC 机连接 ，通过 PC 机控制电流源操作（在 PC 机上设定输出电流） ，同时电流源将工作状态（如输出值 ，是否开路和过载等） 反馈给 PC 机。

　　1 系统硬件结构

　　如图 1 所示： 本系统由电源电路、微处理器、电流调整、通信接口、键盘、显示电路等 6 部分组成。以下重点介绍微处理器和电流调整电路：

　　1. 1 微处理器

　　微处理器采用 CYGNAL 公司的 C8051F020 型单片机 ，该单片机是一种处理混合信号系统级芯片 ，具

　　有与 8051 指令集完全兼容的 CIP - 51 内核。芯片上有一个真正 12 位 100ksps 、8 通道带可编程增益放大器的 ADC 及真正 8 位 500ksps 、带可编程增益放大器的 ADC ，还有双 12 位可称快更新的 DAC ，丰富的串

　　行接口：具有全双工 UART、PHIL IPS 或 INTEL 标准的 I2C/ SMBus 串行总线及 MOTOROLA 的 SPI 串行总线等。它采用流水线结构 ，执行指令可高达 25MIPS 的速度 ，比标准 8051 快 20 倍以上 ，丝毫不逊于 PIC、 AVR 单片机。采用该芯片的通信口、一块将 TTL 电平转换为 232 电平的集成电路加上光偶 ，组成通信接口 ，整个系统结构紧凑 ，稳定性和速度等性能指标更高。