【正文】 以提高現(xiàn)場保護能力和CPU的實時響應速度）。專用寄存器中的P0、TCON、PSCON、PIE、PIP、PSW、A、B等11個寄存器還有專門的位地址（前八個按位依次為80H～B8H，后三個分別為D0H～D7H、E0H～E7H、F0H～F7H），可分別按位尋址，執(zhí)行位操作。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口P0寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在數(shù)字極化電源的設計中，將P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線復用口，作數(shù)據(jù)口線用時，～～D7；作地址總線口用時，P0口對應16位地址的低8位，～～A7，在地址鎖存允許信號ALE信號有效時，將低8位地址輸送給地址鎖存器74LS373。與AT89C51不同之處是，（）和輸入（）。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，做輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（）。其中A15用于外部數(shù)據(jù)存儲器62256和譯碼器74LS139的選通信號。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（）。、端，用于單片機與PC機的通信； ；，；、控制端，分別接外部數(shù)據(jù)存儲器62256的讀允許信號輸入端和寫允許信號輸入端，并接各功能模塊的讀允許信號輸入端和寫允許信號輸入端。 單片機外部接口芯片地址分配外部接口芯片分配地址32K數(shù)據(jù)存儲芯片622568000H～FFFFH數(shù)字化PWM發(fā)生器IXDP6100000F1FFFHA/D轉換芯片MAX1972000H3FFFH輸入輸出顯示接口芯片82554000H5FFFH其具體地址分配電路及原理見第四章I/O譯碼擴展電路的詳細分析。 62256存儲器根據(jù)設計要求32K的RAM可選RAM62256作為外部數(shù)據(jù)存儲器擴展。如此時芯片的輸出控制端為低，也即輸出三態(tài)門打開，鎖存器中的地址信息便可經(jīng)由三態(tài)門輸出。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平。 CPU與存儲器的連線圖圖中，62256的引腳A0～A14通過系統(tǒng)地址總線與單片機的A0～A14對應相連，用于單片機尋址；引腳D0～D7通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線與單片機的數(shù)據(jù)線及A/D轉換芯片的數(shù)據(jù)線D0～D7對應相連，用于單片機及A/D轉換模塊與存儲器之間的數(shù)據(jù)交換；讀、寫允許信號輸入端、與單片機的讀、寫控制信號、相連，用于單片機控制對存儲器數(shù)據(jù)的讀寫。但有時它們的I/O口線功能沒有被充分利用，造成浪費。 74LS139譯碼電路 根據(jù)系統(tǒng)數(shù)字控制電路的設計。能夠把模擬量轉換成數(shù)字量的器件稱為模/數(shù)轉換器（A/D）。本系統(tǒng)采用12位的逐次比較型可編程A/D轉換器MAX197來實現(xiàn)信號的模/數(shù)轉換【3】。1. MAX197的主要特性和工作原理1）工作特性和引腳功能MAX 197具有三態(tài)數(shù)據(jù)I/O接口，能直接與大部分的微控制器相連，且能與CMOS及TTL電平兼容。5V，0～10V，0～5V；l 模擬輸入通道為8個；l 轉換時間為6us；l 采樣速率為；l 信號帶寬為5MHz；l 內(nèi)部或外部時鐘可選；l ；l 內(nèi)部或外部采樣控制可選；l 兩種節(jié)點工作方式可選；l 輸入通道耐壓為【6】。 控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0PD1PD2ACQMORNGBIPA2A1A0 控制字功能表位名稱功能描述7 6PD1 PD2選擇時鐘及掉電模式5ACQMO選擇內(nèi)部或外部采集方式4RNG選擇電壓輸入范圍3BIP選擇有極或無極的轉換模式2 1 0A2 A1 A08路通道選擇地址位2. 精度計算A/D的轉換精度用分辨率和轉換誤差來描述轉換精度。 具體A/D轉換電路設計微處理器可以采用中斷、查詢、延時方式讀取MAX 197轉換結果數(shù)據(jù)。 MAX197工作運行主要有以下幾個步驟：選擇模擬通道號，啟動A/D轉換器，查詢轉換是否結束，讀取A/D轉換結果。其中傳感器的作用是檢測三相橋式全控整流電路負載端的電流、電壓并以小信號輸出。通常輸入信號內(nèi)阻較高時，會造成較大的采樣誤差，為避免這一缺點，在將信號送入A/D前插入一個簡單的電壓跟隨器。電壓輸入通道：系統(tǒng)電源要求輸出電壓為300V，因此可以選用CHV100/500A系列霍爾電壓傳感器，它是0～500V霍爾閉環(huán)電壓傳感器。輸出信號接入MAX197，經(jīng)過A/D轉換成數(shù)字量，送入單片機?？蛇@以讓操作人員了解目前系統(tǒng)的工作情況，鍵盤輸入和顯示電路有以下兩種設計方案。鍵盤輸入更多樣化，可以實現(xiàn)不同的功能設置。1）數(shù)碼管LED顯示采用多數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。 LCD1602參數(shù)顯示容量162個字符芯片工作電壓～工作電流()模塊最佳工作電壓字符尺寸（WXH）mm LCD1602A接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光電源正極8D1Data I/O16BLX背光電源負極 具體電路設計本設計中選擇8255接口構成的44鍵盤輸入和LCD1602顯示。8255的端口選擇信號端AA0與系統(tǒng)地址總線的AA0相連；讀、寫信號輸入端與單片機的讀、寫控制信號相連；片選信號輸入端接收從24譯碼器的譯碼輸出信號CY2，故8255的尋址范圍為4000H～5FFFFH。本設計RST是與8255相連定時刷新的。串行通信按照數(shù)據(jù)流的方向又可分為全雙工、半雙工和單工。MAX1480A是MAX公司1944年7月才推向市場，功能相當完善并具有電隔離的RS—485數(shù)據(jù)通信接口集成電路。半雙工是指通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)單工是指通信一方只能接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)【3】。4. 5 RS485通訊電路工業(yè)控制系統(tǒng)中，不同的系統(tǒng)或計算機之間常常需要通信來實現(xiàn)各種檢測和控制，單片機系統(tǒng)與上位PC機之間的通訊方式主要采用并行通信或串行通信兩種方式。 LCD和鍵盤顯示電路模塊的復位腳/RST是一定要接一個復位電路的。8255是一種通用的可編程并行I/O接口芯片，主要由以下幾個部分組成：數(shù)據(jù)端口A、B、C（C口上半部分和C口下半部分兩個部分），A組和B組控制邏輯，數(shù)據(jù)總線緩沖器和讀/寫控制邏輯。2）LCD液晶顯示LCD液晶器具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕、超薄等其它顯示器無法比擬的優(yōu)點，可以根據(jù)實際需求設計顯示界面、顯示形式，而且一般有比較程式化的設計程序，應用方便。本次設計的極化電源系統(tǒng)需要鍵盤輸入的參數(shù)值較多，采用四個按鍵形式的電路不能滿足系統(tǒng)要求，而44矩陣式鍵盤功能強大，能夠很好的滿足系統(tǒng)設計要求，而且以后擴展系統(tǒng)功能也方便，所以鍵盤輸入電路選用44矩陣鍵盤形式電路。在工業(yè)的很多操作器中被廣泛的應用，具有簡單操作，易學，易用，適合許多工業(yè)中許多操作器的面板操作。 鍵盤和顯示電路一個完整的系統(tǒng)不能缺少人機對話，所以鍵盤輸入和顯示是必不可少的，鍵盤用于對系統(tǒng)參數(shù)設定輸入，比如占空比、輸出直流電壓、直流電流等當然對于三個參數(shù)是不能同時設定的，三個參數(shù)之間是有一定關系的。備用輸入通道：備用通道跟以上二輸入通道原理相同，只是電阻的值不同。 模擬輸入通道電路 三路模擬通道的具體設計本系統(tǒng)采用12位的MAX197作為A/D轉換器，選其輸入為0～10V。其中8管腳跨接一電阻來調(diào)整放大倍率，7管腳需提供正負相等的工作電壓，由3管腳輸入的放大電壓即可從6腳輸出放大后的電壓值，5腳為參考基準，如果接地則管腳6的輸出即為與地之間的相對電壓。 CPU與MAX197的連線圖，本次設計需要對三路反饋信號電流（IDK）、電壓（VDK）、備用（VRDK）進行A/D轉換，三路模擬輸入信號由測量變送電路轉換之后輸送到CH0、CHCH2通道；參考電壓調(diào)整端REFADJ、使用內(nèi)部基準電壓作為參考電壓，由REF端輸出，并由REFADJ端進行調(diào)整；停止端SHDN接，使MAX197處于一直工作狀態(tài)。讀取數(shù)據(jù)時，讀取低8位DOD7。轉換誤差：在零點和精度都校準以后，在整個轉換范圍內(nèi)，分別測量各個數(shù)字量對應的模擬輸入電壓實測范圍與理論范圍之間的偏差，取其中的最大偏差作為轉換誤差的指標，通常以相對誤差的形式出現(xiàn)，并以LSB為單位表示。工作模式及輸入通道選擇:由于MAX 197工作模式可選擇，所以在應用時必須送一控制字到其內(nèi)部鎖存器中，以選擇期望的工作模式。MAX197的主要工作特性如下：l 單電源+5V供電；l 分辨率為12位；l 線性誤差為1/2LSB；l 輸入信號電壓范圍為177。MAX197是Maxim公司推出的具有12位測量精度的高速A/D轉換芯片，只需單一電源供電，且轉換時間很短(6ms)，具有8路輸入通道，還提供了標準的并行接口——8位三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口，可以和大部分單片機直接接口，使用十分方便。常用的A/D轉換方式有逐次逼近式和雙斜積分式。這些被控對象的參數(shù)往往是連續(xù)的物理量，如溫度、壓力、流量、位移及電壓等。還可以用專門的可編程邏輯電路來擴展I/O資源，能夠實現(xiàn)最大限度的靈活程度。數(shù)字化PWM極化電源的設計 第四章 I/O譯碼擴展電路及外部電路擴展第四章 I/O譯碼擴展電路及外部電路擴展 I/O譯碼擴展電路單片機應用系統(tǒng)設計中很多時候都要擴展I/O接口，在選擇I/O電路時應從體積、價格、負載、功能等幾個方面來考慮。本電路中，接A13，A13A14分別接譯碼器的BA端口。 譯碼器74LS13974LS139時一種最常用的兩位二進制譯碼器，也就是2—4線譯碼器，是由TTL與非門組成。 鎖存器37374LS373片內(nèi)是8個輸出帶三態(tài)門的D鎖存器，其結構示意圖見右圖所示。AT89C52的時鐘可以采用內(nèi)部震蕩電路產(chǎn)生也可以采用外部時鐘驅動電路由XTAL1輸入，本次設計中外接石英晶體及電容CC2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)震蕩電路，電容值選擇為32pF。AT89C52可以外部擴展32KB外部資源。此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號【3】。P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRI指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容【3】。 引腳號功能特性T2（定時/計數(shù)2外部計數(shù)脈沖輸入），時鐘輸出T2EX（定時/計數(shù)2捕獲/重裝裁觸發(fā)和方向控制）在數(shù)字極化電源的設計中，使單片機與PC機的通信得以順利進行。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可做輸入口。在Flash編程時，P0口接受指令字節(jié)。1）I/O分配P0～P4口是單片機的重要I/O口，AT89C52的P0～P4口的特點及在本次數(shù)字電源設計當中的用途如下所述。30H～7FH構成一般緩沖存儲區(qū)，既可用于存放數(shù)據(jù)，也可作堆棧存儲區(qū)域。（2）．數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（由MOV指令訪問）和外部數(shù)據(jù)存儲器，外部數(shù)據(jù)存儲器由MOVX指令訪問。用于區(qū)分PP0輸出的地址訪問外部程序存儲器還是外部數(shù)據(jù)存儲器。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位【5】。）V，且典型值為5V；l 最高工作頻為24MHz【5】。根據(jù)設計要求，為了滿足CPU存儲器擴展和各功能芯片的片選，本系統(tǒng)采用了24譯碼器74LS139進行譯碼。AT89C52單片機資源豐富、功能強大，有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，用戶使用起來更為方便。C至 +125176。高輸出驅動電流、無高阻節(jié)點也使振蕩器不易受惡劣或潮濕工作條件的影響。 MAX7375為完全集成的振蕩器，提供特定的工廠調(diào)諧頻率，帶有滿擺幅、50%占空比方波輸出。 當應用電路輸出功率不同時所對應的柵極串聯(lián)電阻Rg和耗散電流IccIGBT600V200A300A400A—1200V100A150A200A300A柵極串聯(lián)電阻Rg12Ω5Ω耗散電流Icc5KHz2022232710KHz2427303715KHz27323747 PWM控制與驅動電路的接線圖根據(jù)上述對PWM控制電路的分析。EXB841是一種混合型IC，它能夠驅動高達400A、600V的IGBT復合功率模塊和高達300A、1200V的IGBT復合功率模塊。 EXB841的管腳引線功能簡介管腳號管腳引線功能簡介1外接偏置電源的濾波電容端2輸入電源電壓端（+20V）3驅動器輸出端。（3）具有柵壓限幅電路，保護柵極不被擊穿。基本工作參數(shù)如下：~7V，一般采用+5V，最大功耗500mv,工作溫度氛圍為：軍品55~+150 ℃，工業(yè)品為40~+85℃，最大輸出電流為20【8】。IXDP610的輸出還受鎖存器的stop位控制。在7位模式下，如果PW輸超過128，則無效。Bit7Stop為1時，關斷PWM的輸出死區(qū)時間由控制鎖存器的Bit0~Bit2決定，其值為Bit0、BitBit2表示的二進制數(shù)乘以2倍的時鐘周期【8】。模擬PWM死區(qū)時間的設置比較復雜，而對數(shù)字PWM IXDP610來說，只需要一條指令即可。同樣，當/8=1，