【正文】 ..................... 20 目錄 硬件系統(tǒng)可靠性設計所注意事項 .................................. 20 軟件系統(tǒng)的可靠性設計 ................................................ 21 指令冗余 ...................................................... 21 攔截技術 ...................................................... 21 軟件“看門狗”技術 ............................................ 22 結論 ....................................................................... 28 致謝 ....................................................................... 29 參考文獻 ................................................................... 30 附錄 1：電子負載程序設計 ................................................... 31 附錄 2：原理圖 ............................................................. 49 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 1 電子負載的原理及概述 在電子技術應用領域 ,經(jīng)常要對開關電源、線性電源、 UPS 電源、變壓器、整流器、電池、充電器等電子設備進行測試 ，如何對其輸出特性進行可靠、全面且比較簡單、快捷的測試 ， 一直是儀表測試行業(yè)研究的問題。 design constant current mode of electronic load, that is, no matter how the change in voltage, current through the electronic load current constant, and the current value can be set. Including the control circuit (MCU), drive isolation circuit (PWM wave), the main circuit, sampling circuit, display circuit, munication circuit, the keyboard scanning circuit. Key Words: ELOAD, SingleChip(MCU), Analog to Digital Convertor,Digital to Analog Convertor，PWM。 本 系統(tǒng)主要以 89C51 單片機 為 控制 核心； 設計恒流方式的電子負載，即無論電壓如何變化，流過該電 子負載的電流恒定，且電流值可設定。摘要 摘 要 隨著電力電子技術的、計算機技術和自動控制技術的迅速發(fā)展，為電源檢測技術帶來了革命性的變化。為準確檢測電源的可靠性和帶載能力，因此把電力電子技術和微機控制技術有機地結合起來，實現(xiàn)電源的可靠檢測。 Abstract Abstract With the power electronics technology, puter technology and the rapid development of automatic control technology for power detection technology brings revolutionary change. As the railway electrification power supply, electric traction, signal control, wireless munication, puter and family life control center applications such as a large number of applications in a variety of power supply, so people need more and more electronic load on performance requirements are also increasing. The traditional power detection is facing a great challenge. For the accurate detection of power supply reliability and load capacity, so the power electronics technology and puter control technology bined anically to achieve reliable detection of power supply. System mainly 89c51 microcontroller to control the core。 AT89C51 各引腳圖及各管腳功能 ................... 錯誤 !未定義書簽。 電子負載的意義 電子負載即電子負荷。但實際應用中 ， 負載形式就較為復雜 ， 如動態(tài)負載 ， 消耗功率是時間函數(shù) ， 或電流、電壓是動態(tài)的 ， 也可能是恒定電流、恒定電阻、恒定電壓 ， 不 同峰值系數(shù) (交流情況下 )， 不同功率因數(shù)或瞬時短路等。 電子負載的工作方式 直流電子負載可以具備恒定電流、恒定電阻、恒定電壓、動態(tài)負載及短路負載等工作方式。定電流模式能用于測試電壓源及AD/ DC電源的負載調整率。 圖 12為恒阻方式連接圖和外特性圖 , 在定電阻模式中 , 電子負載將吸收與輸入電壓成線性的負載電流。 定電壓模式能被使用于測試電源的限流特性。 5%的增益容忍度和 %的線性度，為精確的負反饋和控制進一步提供性能需求。其輸入范圍為： 250mv～＋ 250mv；對應輸出為 0～４Ｖ；電子負載電流輸入范圍是０～５Ａ；選用０ .０４Ω采樣電阻 ⑶ 設計 功率驅動 電路 。 HCPL4504 的電流轉換率﹑傳送延遲和共模抑制被規(guī)定為同時符合便于應用的 TTL 和 IPM。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。短路保護 。 轉換結果通過三態(tài)輸出鎖存器輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。 START 為啟動信號輸人端，高電平有效。 EOC 為轉換結束信號，轉換結束為高電平，可作中斷請求信號。這樣只需占用單片機的一個口，就可以動態(tài)顯示 8位 LED 數(shù)碼管，大大減少了對單片機管腳的占用。 5%的增益容忍度和 %的線性度，為精確的負反饋和控制進一步提供性能需求。 如圖： 7840 的腳 腳 8分別為兩組 +5V 電源的正端 VDD1 和 VDD2；腳 4和腳 5 為+5V電源地 GND1 和 GND2；腳 2為 VIN+、腳 3 為 VIN、腳 7 和腳 6分別為 VOUT+和 VOUT。 ⑴ MOS 型場效應管的特點 ①柵極控制功率小。所以同樣功率的管子， MOS 型的開關速度要比雙極型管子快得多。 ⑵ MOS 型場效應管的輸出特性曲線 MOS 型場效應管的輸出特性曲線如圖所示；其內(nèi)部結構如圖所示。以下對應用到的運放功能作進一步介紹。 Rw 為調零電位器。 電路的輸入電阻為 R1，若要保證電路放大倍數(shù)足夠大，則 Rf值勢必要相應的增大。 為減少 輸入基極電流造成的誤差，應使平衡電阻 Rp 等于 R1和 Rf 的并聯(lián)。 ② 電路的調整方法和注意事項 將輸入端接地，調整調零電位器 R4，使輸出電壓為零。 ⑶集成運放基本差動放大電路應用 ①實用中往往用差動放大器來放大來自傳感器的微弱電信號。 輸入的共模信號不得超過所用運放的輸入共模電壓范圍。 系統(tǒng)保護電路的設計 電子負載在應用過程中，由于測試的電源有可能是高電壓大電流的電源，若設計欠缺，過壓、過流和過熱，均容易造成系統(tǒng)硬件損壞。所以有必要設計一種電路，限定DAC0832 輸出控制電壓的最高上限。過電壓保護功能對于一些對電壓敏感的負載特別重要 , 如 : CPU、存儲器、邏輯電路等。電子負載可采用短路測試鍵來模擬短路負載 ,可以直接測量其短路時的輸出電壓及電流。畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。對于某些較復雜 的應用系統(tǒng)，不僅要使用匯編語言來編程，有時還要使用高級語言。因此，在設計系統(tǒng)硬件邏輯和確定應用系統(tǒng)的操作方式時，就應充分考慮這一點。 單片機應用系統(tǒng)的軟件設計千差萬別，不存在統(tǒng)一模式。盡量使每個模塊功能單一，各模塊間的接口信息簡單、完備，接口關系統(tǒng)一，盡可能使各模塊間的聯(lián)系減少到最低限度。尤其 C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準確性和效率方面達到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制河北工程大學畢業(yè)設計說明書 選項，在開發(fā)大型項目時非常理想。 ⑷打開 /建立程序文件。 ⑻使用 TKS 硬件仿真器對應用程序進行硬件仿真。程序形式如下： ORG 00H ；主程序段 開始 ?? ?? CALL ADC _convert ；調用 ADC轉換子程序 ADC_convert: ； ADC 轉換子程序 ?? ?? RET ；子程序調用返回 ?? END ；主程序結束 結合本設計硬件的連接方式，模數(shù)轉換子程序為： ADC_convert: CLR ；選通 IN0 通道測電壓值 CLR SETB ；啟動 ADC0809 CLR CALL DELAY ；延時 1ms 等待 AD轉換結束 MOV A,P0 ；送轉換數(shù)據(jù)到累加器 A 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 MOV 30H,A ；轉換數(shù)據(jù)暫放緩存區(qū) SETB ；選通 IN1 通道測電流值 CLR SETB ；啟動 0809 CLR CALL DELAY ；延時 1ms 等待 AD轉換結束 MOV A,P1 MOV 31H,A ；轉換數(shù)據(jù)暫放緩存區(qū) RET ； AD轉換結束，返回 顯示子程序 為節(jié)省單片機端口，此設計使用 74LS138三－八譯碼器及 4543－ BCD碼七段譯碼器。 無 圖 3－ 1 主程序流程圖 ⑵ 電子負載程序設計按鍵程序流程圖如圖 3－ 2所示。 ⑵系統(tǒng)的擴充與外圍裝置，應充分滿足應用系統(tǒng)的要求，并留一些擴充槽，以便進行二次開發(fā)。 ⑷整個系統(tǒng)器件盡可能做到性 能匹配。解決辦法是增加驅動能力，或減少 IC 功耗，降低總線負荷。 ⑷每一顆 IC的 VCC 與 GND 之間一般接 ～ 的積層電容，以使電源電壓波的波紋及雜散信號有所旁路，不致影響該 IC 的正常運行。 ⑺設計時個外圍 IC（如 825 ROM、 RAM 等）盡量使用同一品牌，以免因相互間的延遲時間不同，而導致存取數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤。 在工程實踐中，軟件系統(tǒng)的可靠性設計的內(nèi)容主要是： 一、消除模擬輸入信號的嗓聲（如數(shù)字濾波技術）；二、程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。若“飛” 到了三字節(jié)指令，出錯機率更大。 此外，對系統(tǒng)流向起重要作用的指令如 RET、 RETI、 LCALL、 LJMP、 JC 等指令之前插入兩條 NOP，也可將亂飛程序納入正軌 ，確保這些重要指令的執(zhí)行。 軟件陷阱的設計 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 當亂飛程序進入非程序區(qū)，冗余指令便無法起作用。 陷阱的安排： 通常在程序中未使用的 EPROM 空間填 0000020210。如某應用系統(tǒng)雖未用到外部中斷 1，外部中斷 1 的中斷服務程序可為如下形式： NOP NOP RET