【正文】 電壓 COMP 用于調(diào)節(jié)脈沖寬度。這實際上是一個過流保護電路。另外， UCC 與 GND 之間的穩(wěn)壓管用于保護，防止器件損壞?；?于 UC3842 設(shè)計的反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，利用光耦和三端穩(wěn)壓器配合控制可大幅提高電源電壓的瞬態(tài)響應(yīng)速度和調(diào)整率。具有 8 腳封裝的 UC3842 芯片各引腳功能如下：腳 1 為誤差放大器輸出，用于環(huán)路補償；腳 2 是誤差放大器的反相輸入，通常通過一個電阻分壓器連至開關(guān)電源輸出，起電壓反饋作用；腳 3 為電流取樣引腳，脈寬調(diào)制器使用此信息終止輸出開關(guān)的導(dǎo)通，保護開關(guān)管不致過流損壞；腳 4 用于定時，通過時間電阻 RT連接至參考輸出引腳 8 以及時 間電容 CT 連接至地，使振蕩器頻率和最大輸出占空比可調(diào)，振蕩頻率為 f = （ RT CT） ，工作頻率可達(dá) 500 kHz；腳 5 是控制電路和電源的公共地；腳 6 是輸出驅(qū)動開關(guān)管的方波引腳，為圖騰柱式輸出，可直接驅(qū)動功率管 MOSFET 的柵極；腳 7 是控制集成電路的正電源（ Vcc）；腳 8 是參考輸出引腳，它通過電阻 RT 向電容CT 提供充電電流。 由于經(jīng)整流濾波后電壓會有所提高，一般滿足： Vinmin=15*=18V Vinmax=21*=28V Vomin=30V Vomax=36V 于是： Dmin=1Vin/Vo=128/30= Dmax=1Vin/Vo=118/38=，可知占空比要達(dá)到 50%。8V， 177。15V，177。但該電路設(shè)置了 D101，其導(dǎo)通管壓降僅為 左右，使加在 7905的最大電壓不超過 ，達(dá)到保護 7905 的目的， 7805 的保護作用 [7]。單片機系統(tǒng)以 AT89C52 為 CPU ,它是由美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 8 位 CMOS 單片機 ,片內(nèi)含 8 K 字節(jié)的 FLASH 或 PEROM 和 256 字節(jié)的 RAM,器件采 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn) ,與 標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容。 AT89C52 主控電路 系統(tǒng)硬件以微控制器（ MCU）為核心，包括鍵盤電路、 LED 數(shù)碼管顯示電路、步進電機驅(qū)動電路 、 聲光報警電路、 串行口通信電路等。 此外， AT89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。單片機系統(tǒng)通過溫度傳感器和電流傳感器檢測開關(guān)電路的工作溫度和電源輸出電流，倘若溫度和電流超過給定值，單片機系統(tǒng)就切斷開關(guān)電路激勵信號并啟動聲光報警。一個帶有 256 個電阻分壓器的樹狀開關(guān)網(wǎng)絡(luò)；一個控制邏輯環(huán)節(jié)和八位逐次逼近數(shù)碼寄存器；最后輸 出級有一個八位三態(tài)輸出鎖存器。 電壓和電流的采樣由單片機內(nèi)部的 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換來完成 , 其結(jié)果由單片機讀取 , 并進行存儲和處理。 DAC0832 的原理框圖如圖 312所示。 一般情況下為了簡化接口電路，使第二級 8 位 DAC 寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級 8 位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。amp。然而 ， 傳統(tǒng)的單片機對鍵盤的控制 。 行列式鍵盤 I/O 是采用口線構(gòu)成行列結(jié)構(gòu) ， 按鍵設(shè)置在行列的交點上在按鍵較多時可節(jié)省 I/O 口線 [10]。為了提高 CPU 的工作效率，可采用中斷的工作方式，即只有在鍵盤上有鍵按下時，發(fā)出中斷請求， CPU 響應(yīng)中斷請求后，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序，進行鍵盤掃本科學(xué)位論文 24 1 0 9 8 7 6g f G N D a b1 2 3 4 5dp.e d G N D c d pabcdefgD D+ 5V描，識別鍵碼 [11]。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。 共陰極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起，通常公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通 并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。上電后，系統(tǒng)進行初始化 ，然后調(diào)用取樣子程序，檢測當(dāng)前電壓和電流值并進行顯示，調(diào)用過流檢測程序，若過流則斷電保護，電源重啟；否則繼續(xù)檢測鍵盤。 鍵盤顯示子程序 鍵盤及顯示子程序主要是用于判斷電壓有沒有調(diào)整的動向和電壓值的顯示。第一次查詢到該按鍵按下時，執(zhí)行一段 10 毫秒的延時程序，然后再一次查詢該按鍵，如果該按鍵的狀態(tài)仍然為閉合電平狀態(tài)，則確認(rèn)鍵真正有按下；若第二次查詢按鍵不是閉合狀態(tài)，則視為干擾。 圖 44 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 開始 結(jié)束 初始化端口和寄存器 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 發(fā)送轉(zhuǎn)換脈沖 發(fā)送讀信號 讀取有效數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集完成 N Y N Y 本科學(xué)位論文 29 第 5 章 系統(tǒng)仿真 及總結(jié) 系統(tǒng)仿真： Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。目前支持的單片機類型有： 68000 系列、 8051系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片?？傊?，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。 本科學(xué)位論文 31 附錄 鍵盤掃描程序 : 用匯編語言寫成，并且能被 C51 所調(diào)用的鍵盤掃描程序 如下。由于該電源在結(jié)合了線性電源與開關(guān)電源各自優(yōu)點的基礎(chǔ)上還加入了單片機控制，不僅小巧、輕便、輸出特性良好而且還操作簡單，具有控制智能化等特點，整個系統(tǒng)的設(shè)計以單片機為核心，將開關(guān)穩(wěn)壓電源與單片機相結(jié)合，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)要求的各個模塊。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài) ，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 圖 43 軟件消抖流程圖 消抖 09 數(shù)字鍵 復(fù)位鍵 存儲鍵 預(yù)設(shè)值輸入鍵 組合 0256 個數(shù)值 讀入預(yù)設(shè)子程序 重新輸入數(shù)值 存儲子程序 顯示子程序 開始 有鍵閉合 有鍵閉合 讀出鍵值 延時 10ms 等待按鍵釋放 Y N Y N 本科學(xué)位論文 28 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要由以下三大塊組成： (1)A/D 轉(zhuǎn)換器啟動程序； (2)查詢等待轉(zhuǎn)換結(jié)束程序； (3)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果程序 A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計常采用三種方式：查詢方式、延時方式和中斷方 式，本設(shè)計采用中斷方式，中斷方式是利用轉(zhuǎn)換結(jié)束信號發(fā)生中斷申請，中斷響應(yīng)后在中斷服務(wù)程序中處理轉(zhuǎn)換結(jié)果。 開始 系統(tǒng)初始化 調(diào)用 AD 取樣子程序 調(diào)用顯示子程序 過流檢測 掃描鍵盤 斷電保護 執(zhí)行按鍵操作 Y N N Y 本科學(xué)位論文 27 當(dāng)鍵盤有鍵按下時，程序判斷是數(shù)字鍵、復(fù)位鍵、存儲鍵還是預(yù)設(shè)鍵，如為數(shù)字鍵則可組成 0~255 中的任一數(shù)值，則進入顯示子程序，如為復(fù)位鍵時，程序返回，重新輸入數(shù)值時再次執(zhí)行鍵盤程序，為存儲鍵時執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲程序，以上三個都不是時則讀入預(yù)設(shè)子程序。初始化完成后 ， 開中斷。 顯示電路是對系統(tǒng)輸出電壓進行顯示，使得整個系統(tǒng)更加合理話，由于只顯示輸出的電壓，所以顯示器件采用數(shù)碼管，電路如圖 317 所示 : 圖 317 數(shù)碼管顯示電路 本科學(xué)位論文 26 第 4 章 軟件設(shè)計 主程序流程圖 系統(tǒng)軟件主要由主程序、鍵盤掃描子程序、顯示子程序和 A/D 及 D/A 轉(zhuǎn)換子程序等組成。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。數(shù)碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字 0 ?字符 A ? F、 H、 L、 P、 R、 U、 Y、符號“ ?”及小數(shù)點“ ?” 。單片機的 I/O 口線 、 、 、 為輸出行掃描信號， I/O 口線 、 、 為列信號讀入端。 獨立式鍵盤僅需使用輸入接口，鍵盤中每個按鍵單獨占用一 條輸入線，這是最簡單的鍵盤結(jié)構(gòu)。ILECSWR1WR2XFERLE1 LE2Iout1Iout2VrefRfbAGNDDGNDVCC本科學(xué)位論文 23 DAC 模塊是整個系統(tǒng)的紐帶，連接著控制部分與穩(wěn)壓部分，電路如圖 314 所示 圖 314 DAC 模塊轉(zhuǎn)換電路 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用的是 DAC0832 單極性輸出方式，輸出 Vo=B*Vref/256，其中 B 的值為 D0~D7 組成的 8 位二 進制，取值范圍為 0~255， Vref 是參考電壓，該電壓有電阻 R2和可變電阻 R3 分壓所得，通過調(diào)節(jié)可變電阻可以改變參考電壓 Vref。 DAC 單極性輸出方式如圖 313 所示 。 8 位輸入寄存器用于存放主機送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制； 8 位 DAC 寄存器用于存放待 轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制； 8 位 D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制 2個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。 DAC0832 模塊電路 D/A 轉(zhuǎn)化器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬信號，經(jīng)放大及驅(qū)動加到執(zhí)行機構(gòu)上，對被本科學(xué)位論文 22 + 5VD A C 08 32V c cI L EV r e fR f bI ou t 1I ou t 2AGNDDGNDAV ou tD I 7 0CSX F E RW R 1W R 274 L S 37 38051P0 P WRA L EG控制對象實施控制。 圖 311 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和引腳圖 八個輸入模擬量受多路開關(guān)地址寄存器控制，當(dāng)選中某路時，該路模擬信號 Vx 進入比較器與 D/A 輸出的 Vr 比較，直至 Vr 與 Vx 相等或達(dá)允許誤差止，然后將對應(yīng) Vx 的數(shù)碼寄存器值送三態(tài)鎖存器。 ADC0809 模塊電路 A/D 變換器的主要功能就是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)接口進入單片機系統(tǒng)。 本智能穩(wěn)壓電源以開關(guān)電源為基礎(chǔ)電路 ,以高性能單片機為控制核心 ,組成數(shù)據(jù)處理電路 ,在檢測與控制軟件支持下 ,通過對開關(guān)電源輸出電流、電壓進行數(shù)據(jù)采樣與給定數(shù)據(jù)比較 ,從而調(diào)整和控制開關(guān)電源的工作狀態(tài) ,同時監(jiān)測開關(guān)電路的工作溫度和輸出電流大小。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ， 2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。開關(guān)電源的鍵盤和顯示部分安裝在操作面板上 ,由 16 個按鍵和 LED顯示模塊組成。 圖 37 正、負(fù)對稱雙路輸出穩(wěn)壓電路 圖 38 供大電流的電源電路 單片機控制電路 單片機系統(tǒng)是開關(guān)電源的核心。24V 等，輸出電流有 100mA(78L00 系列、 79L00 系列 )、 500mA(78M00 系列、79M00 系列 )、 500mA(78M00 系列、 79M00 系列 )、 （ 7800 系列、 7900 系列）， 圖37 正負(fù)電 源供電電路是由正輸出三端穩(wěn)壓器和負(fù)輸出三端穩(wěn)壓器共同組成的正、負(fù)對稱雙路輸出穩(wěn)壓電路。10V， 177。5V， 177。 開關(guān)電路核心電路 圖 36 開關(guān)電路核心電路 在主回路的器件選 擇中主要是電感和電容，其中電感的選擇方法計算如下： 本科學(xué)位論文 17 各參數(shù)定義： Ioff： 場效應(yīng)管關(guān)閉時流經(jīng)電感的電流 Ion： 場效應(yīng)管導(dǎo)通時流經(jīng)電感的電流 Vin： 經(jīng)整流濾波后輸出電壓 Vo ： 輸出電壓 VL： 電感兩端電壓 T： 開關(guān)周期 Ton： 一個周期內(nèi)開關(guān)導(dǎo)通時間 Toff： 一個周期內(nèi)開關(guān)關(guān)閉時間 D： 占空因數(shù) 流經(jīng)電感的電流表達(dá)式： i(t)=i(0)+∫VL/Ldt MOSFET 導(dǎo)通時流經(jīng)電感的電流： iL=Ioff+∫VL/Ldt=Ioff+VL*t/L MOSFET 關(guān)閉時流經(jīng)電感的電流