【正文】 測量，此電容是隔直流用的 [8]。因為如果工作電流太小，則電壓隨電流的變化很大，達(dá)不到穩(wěn)壓的目的；但工作電流也不能太大，以免超過管子的額定功率，造成損壞。如果 LR 不變，但輸入電壓 iV 由于電網(wǎng)電壓或元件參數(shù)改變而增加時，則 RI 將增加，此時 ZI 也隨之增加，保證 OI 基本不變，即 oV 基本不變。 串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路比穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路要復(fù)雜的多，它是一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。從框圖上可以看出輸入電壓 iU 經(jīng)過 調(diào)整元件調(diào)節(jié)之后，變成穩(wěn)定的輸出電壓 OU 。 圖 214 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路調(diào)節(jié)模式 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓原理是調(diào)整元件的動態(tài)電阻是隨著輸出電壓的變化而自動改變的。 （ 1）簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 圖 215 是一個最簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路。 圖 215 串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 從上邊的穩(wěn)壓過程可以看出，當(dāng)輸入電壓增大或負(fù)載變小時，這種穩(wěn)壓電路是通過輸出電壓的變化反過來控制調(diào)整管 VT 的管壓降，從而使輸出河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 13 電壓保持不變，以達(dá)到自動穩(wěn)壓的作用，這實際是一種負(fù)反饋，所以這種電路叫做串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路。圖 是一個帶有放大器的典型電路，圖中 VT1 是調(diào)整管，接成射極輸出器的形式，負(fù)載電阻 LR 是它的射極電阻。晶體管 2VT 把從取樣電路送來的輸出電壓上升或下降的變化信號與基準(zhǔn)電壓相比較，并把比較結(jié)果產(chǎn)生的差值電壓（或者叫做誤差電壓）加以放大，以此來控制調(diào)整管1VT 的管壓降 1ceU ，從而使輸出電壓基本保持穩(wěn)定。 以上是對直流穩(wěn)壓電源的核心技術(shù)進(jìn)行的介紹。濾波方面采用簡單的π型 RC 濾波電路即可。其中，程控， D/A 和 A/D 是系統(tǒng)的調(diào)整核心部分，基準(zhǔn)電壓的輸出和反饋電壓的接受與調(diào)整都是靠它們來完成。通過控制 D/A 轉(zhuǎn)換來輸出基準(zhǔn)電壓，通過控制 A/D 轉(zhuǎn)換來讀取反饋電壓，并自動調(diào)整 D/A 的輸出來使輸出電壓穩(wěn)定，達(dá)到程控穩(wěn)壓的目的。由于將多功能8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 ， 為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案 。但由于電源電壓、參考電壓、電阻等各種因素存在誤差。 A/D 轉(zhuǎn)換其（ ADC）的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于計算機(jī)處理進(jìn)行處理。盡管 A/D 轉(zhuǎn)化器的種類很多， 但目前應(yīng)用較廣泛的主要有以下幾種：逐次逼近式轉(zhuǎn)換器、雙積分式轉(zhuǎn)換器、Σ－Δ式 A/D 轉(zhuǎn)換器和 V/F 轉(zhuǎn)換器。 本次設(shè)計所使用的 MAX197 為 DIP28 引腳的封裝形式，其引腳包括數(shù)據(jù)輸出線，片選控制線，電源以及地端，還有 8 個模擬輸入通道，具體引腳見附錄中的總體電路圖。 P2 口高四位用于控制MAX508，其低四位用于控制 MAX197，構(gòu)成地址總線。 單片機(jī)外圍電路 單片機(jī)的外圍電路包括復(fù)位和時鐘電路，這兩個電路是單片機(jī)正常工作的保證。只要 Vcc 的上升時間不超過1ms,，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。常用的時鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。 LED 的正向工作壓降為 ~，發(fā)光工作電流在5mA 到 20mA 之間，發(fā)光強(qiáng)度與正向電流成比例，故電路必須串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮琛? 圖 33 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖及接線方法 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 19 按鍵電路 常用的鍵盤接口分為獨立式按鍵和矩陣式鍵盤接口。當(dāng)每個按鍵需占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適合用于按鍵較少或者操作速度較高的場合。 3．如何消除按鍵抖動 消除按鍵抖動通常采用硬件、軟件兩種方法：硬件消除按鍵抖動一般采用雙穩(wěn)態(tài)消抖電路；軟件消除按鍵抖動 如果按鍵較多，硬件消抖將無法勝任，因此常采用軟件的方法進(jìn)行消抖。穩(wěn)壓電源的保護(hù)功能基本上有兩種，其一，過流或短路保護(hù)，這是為防止穩(wěn)壓電源輸出過載或短路時流過調(diào)整管的電流過大而造成調(diào)整管損壞。 當(dāng)輸出電流 OI 小于一定值時， beU ＋ OI *R OU ,穩(wěn)壓管 D 的外加電壓小于其反向擊穿電流， D 截至，對整個電路不起無影響；當(dāng)輸出電流 OI 大于設(shè)定值時， beU ＋ OI *R＝ OU ，該穩(wěn)壓管被擊穿，起到穩(wěn)壓作用，使得 beU ＋ OI *R＝穩(wěn)定值，并不再起變化。 二極管組成得過流保護(hù)電路 電路如圖所示： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 21 圖 32 二極 管組成的過流保護(hù)電路 bR 為保護(hù)管的基極電阻， R 為檢測電阻，當(dāng)檢測電壓 OI R 小于保護(hù)管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓時和 bR 上的壓降時，保護(hù)管不工作， OI 在安全范圍內(nèi)工作；當(dāng) OI 大于一定值時， OI R 將使保護(hù)管導(dǎo)通，其集電極電流為調(diào)整管的基極電流分流，使調(diào)整管基極電流、集電極電 流及輸出電流相應(yīng)減小，從而起到限制作用。操作數(shù)可能是一個具體的數(shù)據(jù)，也可能是指出到哪里取得數(shù)據(jù)的地址或符號。一般來說，尋址方式越多，功能越強(qiáng)大，靈活性越大，指令系統(tǒng)也就越復(fù)雜。大體思路是：首先，由用戶通過鍵盤輸入所需要的輸出 電壓，在確定后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開始，先進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換，輸出用戶所需電壓的 1/8 作為基準(zhǔn)電壓，待系統(tǒng)反應(yīng)結(jié)束后，由取樣電路取得輸出電壓的 1/8 送 A/D 轉(zhuǎn)換器，待轉(zhuǎn)化結(jié)束后單片機(jī)接受取樣數(shù)據(jù)，并調(diào)用智能比較調(diào)整程序，來控制 MAX508的輸入數(shù)據(jù)，從而影響基準(zhǔn)電壓。待 MAX197 轉(zhuǎn)換完成，讀取數(shù)據(jù)到單片機(jī)中，調(diào)用比較調(diào)整程序，自動調(diào)整 508 的輸出，使最終的輸出結(jié)果穩(wěn)定而且達(dá)到用戶的需河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 23 要。 A/D 數(shù)據(jù)接收程序，就是當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后，由單片機(jī)接收轉(zhuǎn)換結(jié)果的程序。然后把新得部分余數(shù)左移一位，并與除數(shù)再次進(jìn)行比較。 比較調(diào)整程序，就是當(dāng)單片機(jī)接收到 A/D 轉(zhuǎn)換完成后所送來的反饋結(jié)河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 25 果后，進(jìn)行比較判斷，來進(jìn)一步調(diào)整 D/A 的輸出，從而使電壓更加穩(wěn)定的程序。 軟件方面采用查詢方式相應(yīng)按鍵，會產(chǎn)成相應(yīng)不及時的問題。以后再開發(fā)硬件系統(tǒng)時，除要求對硬件操作很高的場合外，會使用單片機(jī) C 語言進(jìn)行編程，以簡化設(shè)計過程等等 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 26 結(jié) 論 本文給出了一個高精度程控穩(wěn)壓電源的解決方案，初步設(shè)計了能夠人為控制輸出，輸出范圍在 0～ 25V 之間的，穩(wěn)定精度能達(dá)到要求的程控穩(wěn)壓電源。 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要由穩(wěn)壓調(diào)整部分和單片機(jī)控制部分。 系統(tǒng)在芯片供電方面和軟件設(shè)計方面存在不足，造成費用較高，系統(tǒng)反應(yīng)時間較長。 韓 老師多次為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。在座的各位老師的各位老師不但在大學(xué)三年里教會了很多知識和技能，使我順利完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，而且更重要的是教會了我怎樣做人，我想這些都會讓我受益終身。對 韓 老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的 。這篇并不太長的論文，不僅使我想到近半年來的艱辛工作，三年來的寒窗苦讀，更是我人生最重要的一段時間的一個句號 首先要感謝韓艷贊老師。基本過程：用戶輸入所需電壓，根據(jù)所需電壓計算 D/A 的輸出，通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出， 同時反饋輸出電壓給單片機(jī)。硬件部分由 220V 輸入， 24V 輸出變壓器、橋式整流電路、π型 RC 濾波電路、帶有運(yùn)放的串聯(lián)調(diào)整型晶體管穩(wěn)壓電路組出核心模 擬電路部分，由單片機(jī)、 D/A 芯片 MAX50 A/D 芯片 MAX197組成數(shù)控電路，外圍電路包括數(shù)碼管顯示部分、按鍵部分、保護(hù)電路部分。在數(shù)據(jù)處理方面占用的大量的數(shù)據(jù)存儲空間，而且程序編寫出來比較復(fù)雜。 第 5 章 實驗設(shè)計中的不足 硬件部分采用了多個芯片，但沒找到合適的要求供電一致的芯片，故而使用了多個 78 系列穩(wěn)壓芯片為單片機(jī)、 D/A、 A/D 等供電，使得系統(tǒng)散熱大，不易于集成化，而且費用較高。流程如圖 42 所示： 除法在本程序中的作用就是用來計算輸出的 D/A 轉(zhuǎn)換碼是多少的。 除法程序，除法可以由一系列的減法和移位操作實現(xiàn)，商位是以串行方式獲得的，一次得一位。首先輸出地址，選定MAX508，然后由 P0 口輸出二進(jìn)制碼，分兩次輸出，先低后高。調(diào)用 D/A 轉(zhuǎn)換時，首先進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)換，將 BCD碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn) 制碼，然后調(diào)用除法程序，根據(jù) MAX508的輸出電壓方式，得到 12 位標(biāo)準(zhǔn)的適合 MAX508 輸出的二進(jìn)制碼。 該指令系統(tǒng)大致可分為 5 類：數(shù)據(jù)傳送類指令；算術(shù)操作類指令；邏輯運(yùn)算類指令；控制轉(zhuǎn)移類指令；位操作類指令等等。 大多數(shù)指令執(zhí)行時，都需要使用操作數(shù)。 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 41 系統(tǒng)核心指令系統(tǒng) 指令的表示方法成為指令格式，一條指令通常有兩部分組成，即操作碼和操作數(shù)。式中 DU 為保護(hù)穩(wěn)壓管得穩(wěn)定值， beU 為調(diào)整管發(fā)射結(jié)正電壓， R 為檢測電阻。另外，還有過熱 保護(hù)。 保護(hù)電路 保護(hù)功能的作用是：在穩(wěn)壓電路正常工作的情況下，保護(hù)電路對穩(wěn)壓電路基本上沒有影響。 鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開的話，那么低電平則表示鍵閉合，所以通過對行線電平的高低狀態(tài)的檢測，便可確定鍵按下的與否。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。 本設(shè)計中，采用 LED 動態(tài)顯示的方法，由串行口輸出段選碼和位選碼。這兩引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 時鐘電路時鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。如圖所示 圖 31 上電復(fù)位電路 圖 32 按鈕復(fù)位電路 最簡單的是上電復(fù)位點路，本次用的就是 上電自動復(fù)位 。 MAX508 的輸出作為基準(zhǔn)電壓，接在運(yùn)放的正端， MAX197 接取樣電路，取樣為輸出的 1/8，轉(zhuǎn)換后作為輸出的比較進(jìn)行智能調(diào)整，以得到穩(wěn)定的電壓輸出。 MAX508 和 MAX197 共用 P0 口，構(gòu)成數(shù)據(jù)總線。硬件的 SHDN 腳和兩個軟件可編程位（ STBYPD、 FULLPD）用來提供轉(zhuǎn)換過程中的低電流關(guān)斷模式。一類是直接型A/D 轉(zhuǎn)換器，另一類是間接型 A/D 轉(zhuǎn)化器。 本次設(shè)計所使用的 D/A 轉(zhuǎn)換器是 MAX508，它是美國美信公司生產(chǎn)的具有內(nèi)部參考，電壓輸出型 2 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。這就需要 D/A 和 A/D 芯片。 單片機(jī)的 可 擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。顯示部分是反饋給人信息的部分，通 過它可以用來調(diào)整所需電壓，而且可以知道輸出的是否是自己的所需。穩(wěn)壓方面選用串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路，在比較放大方面選用集成運(yùn)方代替晶體管，使得電路更加方便，簡單，而且穩(wěn)定可靠。首先，利用變壓器進(jìn)行市電到所需電壓的轉(zhuǎn)變，在設(shè)計中采用 220V～ 24V 的變壓器，將市電電壓降低，之后采用橋式整流電路，對電壓進(jìn)行整流。 圖 216 帶有放大器的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 當(dāng)輸入電壓 iU 下降或負(fù)載增大時，輸出電壓 OU 減小，取樣電