利用單片機所具有的智能測控特點，設計制作了基于單片機的“數控直流電流源”。該電流源具有設定準確、輸出電流穩定、可調范圍全程線性等特點。本設計由兩大模塊組成：① 大功率壓控電流源模塊；② 單片機應用系統模塊。前者是電流源的核心，起著恒流調節、抑制紋波電流的關鍵作用；后者則起著設定電流源輸出、改善電流調節精度、消除小電流輸出的非線性等作用。此外，還實現了變增益測量，提高了電流的測量精度。本電流源采用LCD顯示界面，使用直觀方便。

　　一、方案論證

　　本系統主要由單片機、顯示器、鍵盤、A/D轉換器、D/A轉換器、電壓控制電流源模塊、電源等組成。方案設計與論證如下：

　　1．單片機的選擇

　　對單片機的要求：只要能夠方便地擴展顯示器、鍵盤、A/D轉換器、D/A轉換器等外設即可，其他并無特殊要求。常見的單片機有8051系列的單片機、8096系列的單片機、SPCE061A的凌陽單片機。臺灣凌陽科技股份有限公司生產的凌陽單片機具有集成度高、易于擴展，中斷處理能力較強，指令系統很高效等特點，且本組成員均能夠熟練使用，故本設計選擇凌陽SPCE061A型16位單片機。

　　2．顯示器的選擇

　　對顯示器的要求：能夠顯示設定的輸出電流、實際輸出電流等；可以用6位以上LED數碼顯示器、液晶顯示器或者觸摸屏，LED使用比較方便，但液晶顯示器和觸摸屏顯示信息量大，且可以顯示漢字，人機交互的友好性強，所以不采用數碼顯示器。而觸摸屏同時將鍵盤輸入和LCD顯示合為一體了，它只占用了2個IO口，選擇它既可以減少IO口的資源，又可以使外設精簡。故選擇觸摸屏作為顯示器。

　　3．鍵盤選擇

　　單片機輸入設備通常有鍵盤、撥碼開關、觸摸液晶屏等，也可以采用紅外遙控的方法進行輸入。鑒于本設計中的輸入設備主要用于設定輸出電流值和（采用LED數碼顯示器時）切換顯示內容，故不方便采用撥碼開關和紅外遙控，所以選擇鍵盤和觸摸液晶屏作為輸入設備都是可以的。本設計選擇觸摸液晶屏作為輸入設備。

　　4．A/D轉換器

　　根據題目要求，系統應能測量顯示實際輸出電流的范圍及精度指標是：范圍20～2000mA，精度0.1％＋1mA。因此可知，A/D的精度至少要在12位以上，但由于只是用于測量顯示，因而測量速度要求不高；又因為測量對象為直流信號，故也沒有雙極性測量的要求。據此可以考慮采用以下具有變增益功能的A/D轉換器。

　　方案一：ICL7135是美國Intersil公司生產的4位半雙積分型A/D轉換器，它采用單基準電壓，能對雙極性輸入的模擬電壓進行轉換。它具有自動量程控制信號輸出，自動極性判別信號輸出，動態字位掃描BCD碼輸出的特點，因此在轉換精度要求較高而采樣時間可以相對較慢的數據采集系統中被廣泛應用。

　　方案二：AD7705是16位分辨率的A/D轉換器，2通道全差分模擬輸入，使用＋5V單電源，主要應用于低頻測量。它利用了Σ－Δ轉換技術實現了16位無誤碼性能，三線數字接口，可以通過串行輸入接口由軟件配置芯片的增益值、輸入信號極性和數據更新速率，非常靈活方便。具有自校準和系統校準功能，能夠消除器件本身和系統的增益以及偏移誤差，是用于開發智能系統、微控制器系統和基于DSP系統的理想產品。由于其精度比ICL7135高，所以此處采用AD7705。

　　5．D/A轉換器

　　根據題目要求，所設計的直流電流源應具有數控功能，按發揮部分的指標要求，應滿足輸出最大2000mA，步進1mA的要求；又因為所設計的直流電流源為壓控電流源，因此，用“單片機＋D/A”的方式實現數控功能最為合適。根據指標要求，D/A的位數至少為11位，故而我們選擇12位的D/A轉換器。由于系統對輸出電流設定的實時性沒有要求，所以選擇串行12位D/A －MAX532以節約單片機接口資源。MAX532是MAXIM公司生產的12位雙通道、三線串行輸入、電壓輸出的D/A轉換器。它不需要任何外圍器件就可達到最佳的性能指標。