摘 要：介绍了利用12位分辨率数模转换芯片AD7542结合单片机系统实现程控电流源的设计方案，同时给出了显示电流值的实现方法。
关键词：AD7542；程控；电流源；单片机
1引言
在自动控制和测量系统中，经常需要使用性能良好的可调电源。随着集成D／A转换器价格的降低，目前，已广泛地采用D／A转换器构成的可编程控制的精密电压源和精密电流源来驱动感性负载（如控制偏转线圈等所需的电流）。D／A转换器是单片机的重要接口之一，只有通过D／A转换器把经过单片机处理的数字信号转换成模拟信号才能实现对各类模拟量的控制、调节和显示。本文将介绍利用12位分辨率的数模转换芯片AD7542结合单片机系统实现程控电流源的设计方法，该方法可同时显示电流值。
2硬件设计原理
图1所示是基于AD7542和单片机的程控电流源原理电路，图中运放的两输入端电位分别为：
U－＝－I0Rf＋ILRm＋ILRL U＋＝ILRL
因此，可得到IL＝Rf／RmI0，而I0＝IREFDi，式中，IREF为D／A转换器的基准电流，Di为数字编码。同时，可进一步得到IL＝Rf／RmIREFDi，由此可见，IL与数字编码Di成正比。这样，通过编程改变数字编码Di即可实现对IL的编控控制。
3主要器件的结构特点
3．1 AD7542的结构特点
AD7542是美国模拟器件公司设计生产的精密12位单片CMOS数字／模拟变换器，它采用先进薄膜工艺制造而成，具有乘法特性、低功耗、＋ 5V工作以及易与单片机接口等特性。图2所示是AD7542的内部原理框图，该D／A转换器由三个4位数据寄存器、一个12位DAC寄存器、地址译码逻辑和一个12位CMOS乘法型DAC组成。数据以三个4位字节方式装入数据寄存器，随后传送到12位DAC寄存器。全部数据的装入或传送操作与静态随机存取存储器的写周期操作相同，当器件通电时，清零信号输入可使DAC寄存器容易地复位到全零。 AD7542的引脚定义如下：
OUT1：DAC电流输出总线，一般接在运算放大器端；
OUT2：DAC电流输出总线，一般接地；
D0～D3：数字输入端，D3是最高有效位（MSB），D0是最低有效位（LSB）；
片选输入；
写输入端；
A0、A1：地址总线输入；
VDD：＋5V电源输入；
VREF：参考电压输入；
RFB：反馈电阻；
AGND：模拟地；
DGND：数字地。
3．2 8051单片机系统的组成
该系统的核心部分是8051单片机。它的片内带有4kB的EPROM，其P0口既可作为低位地址线又可作为数据线，可通过一个8位锁存器 74LS373地址线与数据线进行分离，P2口作为高位地址，其地址并不固定在8位，而是可根据需要，用几位便从P2口中引出几条口线。在图1所示的 8051单片机与AD7542接口连接图中，8051的输出直接连到了AD7542
的输入则从8051单片机的三个高位地址P2．4、P2．5、P2．6译码而得，A0和A1是AD7542的操作地址，可由内部译码器译码以指向所希望的加载操作（即装入高字节、中字节、低字节或DAC寄存器），表1为AD7542的真值表。
该系统在工作过程中，由于干扰等因素的影响，CPU处于未知状态，比如一旦有可能出现死机、程序“跑飞”、进入死循环，或电源电压降到系统设定位置时就需要将系统复位，因此，为了使系统可靠工作并保存设定数据，可以利用MAX813来完成复位、看门狗及电源监控。
选用8279芯片可完成键盘显示的接口功能，该芯片是一种专用的可编程显示接口器件，它内部包括8×8 FIFO／传感器RAM与状态电路、键盘去抖动电路、扫描计数器、16×8位显示RAM等，可以很方便地实现键盘输入和LED动态显示控制两种功能。 8279芯片与LED显示器之间必须接入驱动电路；由于LED动态电流大，因此，在电源供电设计上应采取足够的去耦措施，即在LED驱动器电源输入端应并接大电容滤波器，以防误动作。
4系统软件设计
该系统的控制软件的设计可采用模块结构。设计时，可以通过对总体的分析来首先定义各模块的设计要求和界面，并对公用变量的定义进行统一管理，而且还应把多处使用程序段尽量设计成子程序。该系统由主程序、D／A转换子程序、显示子程序等组成，图3所示是其主程序流程图。
参考文献
1．李广弟．单片机技术．中央广播电视大学出版社．2001，8
2．王炳软．集成电路应用原理．电子科技出版社．1994，7
3．冯熙昌．数字通信、音像集成电路手册．1999，5
4．李广弟．单片机基础．北京航空航天大学出版 社．1994