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3.2LED驱动电路

图4所示的电路可以很方便地实现电压/电流的转换。运放U1A构成比较器，U1C构成电压跟随器，起负反馈作用。输入信号Vi与反馈信号Vf比较，在比较器U1A的输出端可得输出电压V1，V1控制运放U1B的输出电压V2，从而改变三极管Q1的输出电流IL，而输出IL又影响反馈电压Vf，到达跟踪输入电压Vi的目的。输出电流IL的计算式为IL=Vf/R13，因负反馈使Vi=Vf，故而IL=Vi/R13.若R13取值为10Ω，则可实现0~5V/0~500mA的V/I转换；若所选择器件的性能参数稳定，运放UA1，UA2的放大倍数足够大，则其转换精度较高。V13的电压由单片机配合D/A输出控制，可很方便实现数字恒流源输出。

3.3D/A转换电路

DA转换电路如图5所示。

4 软件设计

软件系统的任务主要有D/A转换、步进加减、键盘扫描、液晶显示、时钟等功能。为了将所有任务有序的组织起来，软件系统采用前后台结构。其中键盘扫描、液晶显示，放在主程序中，D/A转换任务需要定周期运行，放在时基中断服务子程序中运行，有效的保证了重要任务能及时执行。

系统采用看门狗技术，若程序出现死循环或者跑飞现象，单片机内部的看门狗将使单片机复位，将单片机重新拉回有序的工作状态。

4.1主程序

系统上电复位后，主程序首先完成系统初始化，其中包括I/O口，中断系统，定时器/计数器等工作状态的设置，系统变量赋初值等工作。

完成系统初始化后打开中断，随之进入键盘扫描程序，键盘扫描获取键值后，根据键值完成设定预置电流值、步进加减、时钟调节等，并通过LCD显示输出电流值和时间。主程序流程图如图6所示。

4.2D/A转换程序

D/A转换器DAC0832的接口形式为并行接口，因此在对DAC0832进行操作时需要考虑到时序问题。D/A的控制流程图如图7所示。

4.3时钟程序

由于时钟没有借助任何外围器件，仅依靠单片机内部定时器来完成时钟运行，因此对定时器进行操作时采用溢出中断法，秒、分、时的过渡采用累加跳转处理法。时钟的控制流程如图8所示。

5 测试结果与分析

5.1测试仪器

本系统的测试仪器为4位半数字万用表（胜利VC9806+），示波器。

5.2测试数据

测试数据如表1所示。

测试结果分析：由表1可知输出电流满足要求，同时，电流值小时，输出电流更接近给定电流。电流值较大时，由于系统散热性能不够优良导致恒流源电源性能下降，引起误差增大。误差存在的原因主要是采样电阻制作误差，同时系统工作时采样电阻与LED灯发热引起误差，但总的看来，该电流源有较好的精度。

5.3难点分析

恒流源的设计与制作过程遇到的主要难点在于如何减少纹波。通过仔细分析，确定要使纹波尽可能小，需要运算放大器的电源和输入端信号要稳定。因此。采用独立电源供电，保证了放大器有稳定电源电压，进而使输出较小的纹波电流成为可能。然而，当将控制电路与主电路结合在一起时，输出纹波电流的增大又成为一大问题。这是由于控制电路的输出有纹波，加到运算放大器的输入端将纹波放大，导致输出电流纹波加剧。为解决这一问题，我们在运放输入端并联电容，以达到滤波的目的，从而较好的解决纹波问题。

本系统以8位STC89C52单片机控制、调整主电路输出电流，并通过液晶显示电流值，完成了数控恒流源的制作。驱动电路是由运算V/I转换电路构成电流闭环反馈控制系统构成，根据运算V/I转换电路构成电流闭环反馈控制系统计算出的值和测试结果非常接近，恒流特性较好。通过按键调节D/A输出电流，实现了输出电流可调，步进加、减等功能。该驱动硬件电路简单，可靠性好，实时性强，调整方便，性价比高。该方案稍加改造即可实现各类容量的直流恒流系统。

关键词： LED 恒流源 驱动系统 设计方案