【正文】 由于V21和V22輪流通過VD1和VD2向電容C充電，所以輸出電壓的脈動比半波整流時小。即： (34)導(dǎo)通二極管的電流平均值為負(fù)載電流平均值的一半，最大值與負(fù)載電流最大值相同。以上簡單介紹了幾種整流電路，根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)的判斷，所以在我的設(shè)計中采用了橋式整流電路。 電容濾波電路 電容濾波就是在整流電路后面,用大量的電解電容與負(fù)載并聯(lián)例如以橋式電路為例,整流濾波電路如圖25所示: 圖25電容濾波電路電容濾波電路簡單，制作方便。采用這種濾波電路可以進(jìn)一步降低輸出電壓的脈動系數(shù)。 圖27 電感濾波電路當(dāng)整流后的脈動電流增大時，電感L將產(chǎn)生反電勢－L(di/dt)，阻止電流增大；相反，當(dāng)電流減小時，電感L將阻止電流減小，從而使負(fù)載電流脈動成分大大降低，達(dá)到濾波的目的。 在大功率輸出的電源穩(wěn)壓電路中，由于輸出電流較大，為了減少功率損耗，一般不用電阻做濾波器件，經(jīng)常使用的是LC元件構(gòu)成的π型濾波電路。下面就穩(wěn)壓電路作一下介紹。下面簡單介紹下質(zhì)量指標(biāo)。當(dāng)保持不變時，輸出電壓增量與輸出電流增量之比稱為等效內(nèi)阻：（＝額定值） （26） 上式中，為正值，由于電流增加（增量為正）時其兩端電壓受內(nèi)阻影響要下降（增量為負(fù)），故上式中加了個“－”號，使得為正值。 穩(wěn)壓管基本應(yīng)用電路硅穩(wěn)壓管也稱為齊納二極管，其伏安特性如圖所示。小功率穩(wěn)壓管的工作電流大致幾毫安至幾十毫安，大功率的穩(wěn)壓管可到幾安培到十幾安培。如果和都變化，則將綜合二者的變化加以調(diào)整，只要的變化在它的允許的工作范圍之內(nèi)，就能保證起到較好的穩(wěn)壓作用。所以必須具有執(zhí)行元件和反饋支路。 圖213 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路框圖取樣電路和基準(zhǔn)電壓相比較，并把比較后的誤差信號送放大器，增強(qiáng)反饋控制效果，因?yàn)槿拥脕淼檬请妷盒盘?，所以這種電壓源實(shí)際上是一個以電壓為調(diào)節(jié)對象得自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是，輸出電壓范圍不受調(diào)整元件本身耐壓的限制而且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可以做的很高。晶體管VT做調(diào)整元件，VD做基準(zhǔn)電壓源，它給晶體管發(fā)射結(jié)提供一個固定的偏壓使其能正常工作。 該電路存在兩個問題：其一，該電路是用輸出電壓的變化部分直接去控制調(diào)整管的基極，故控制作用小，穩(wěn)壓性能較差；其二，輸出電壓固定不可調(diào)。RR2與并聯(lián)組成分壓器，起到取出輸出電壓的作用，叫做取樣電路。因?yàn)榉糯笃鞯淖饔?，很小的輸出電壓的變化，反?yīng)到調(diào)整管上就有比較大的變化，大大提高了調(diào)整管的靈敏度，提高的輸出電壓的穩(wěn)定性。本次畢設(shè)題目是高精度程控穩(wěn)壓電源，硬件核心就是以上介紹的三個部分。因?yàn)樵O(shè)計的電路比較簡單，且直流要求較強(qiáng)，所以選用π型RC濾波電路。保護(hù)電路是保護(hù)硬件部分安全的，確保硬件不會因電流過大而毀掉。 8051單片機(jī)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 D/A和A/D芯片在設(shè)計中，需要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量來控制穩(wěn)壓電路的輸出，同時，也需要將模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量來反饋輸出的狀態(tài)，送單片機(jī)處理，進(jìn)行控制。嚴(yán)格講精度與分辨率并不完全一致，只要位數(shù)相同，分辨率則相同，但相同位數(shù)的不同轉(zhuǎn)換器精度會有所不同。根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的原理可將A/D轉(zhuǎn)換器分為兩大類。本次設(shè)計所使用的芯片是MAX197，它是美國美信公司生產(chǎn)的多量程、12位數(shù)據(jù)采集（ADC）,芯片工作電壓僅為5伏；即接收高于電源電壓的模擬信號，又可以接收低于地電位的模擬信號；芯片有8個獨(dú)立的模擬輸入通道；對輸入的模擬信號提供了四個可編程輸入量程；伏，伏，0到＋5伏，0到＋10伏，四個量程將有效的動態(tài)輸入范圍增加到14位；為4~20毫安信號和由伏或供電的傳感器到單5伏系統(tǒng)提供了靈活的接口；變換器的耐壓容限達(dá)到了 伏、該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器具有5MHZ帶寬，100K SPS的吞吐率，由軟件控制選擇內(nèi)/外部時鐘，由軟件控制內(nèi)/外部啟動采集，8＋4并行數(shù)據(jù)接口。本次設(shè)計采用ATC8051，用其P0口作為數(shù)據(jù)的輸入輸出口，在D/A轉(zhuǎn)換階段用于輸出D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，在A/D轉(zhuǎn)換階段，用于接收MAX197的輸出數(shù)據(jù)。通過地址的不同來控制對哪一個芯片進(jìn)行操作。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。當(dāng)時鐘頻率選用6MHz時，C取22uF，R取1K。MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。最常見的是七段碼LED數(shù)碼顯示器，有共陰極和共陽極兩種連接法，如圖33所示，它有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種，本電路采用動態(tài)顯示方式。 獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一個輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。按鍵直接與8031的I/O口線相接，通過讀I/O口，判定各I/O口線的電平狀態(tài)，即可識別出按下的按鍵。在第一次檢測到有按鍵按下時，執(zhí)行一段延時10ms的子程序后再確認(rèn)該案件抖動時否認(rèn)保持閉合狀態(tài)電平，如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有按鍵按下，從而消除了抖動的影響。其二，過電壓保護(hù)，這是為了防止穩(wěn)壓電源出現(xiàn)異常時輸出過大電壓而損壞伏在。 圖31 穩(wěn)壓管保護(hù)電路此時，限制穩(wěn)壓管得最大輸出電流為＝（）/R.。在畢設(shè)的電路設(shè)計中，取第二種方案，使用過流保護(hù)方式，來保護(hù)調(diào)整管不會被燒掉。在該指令系統(tǒng)中有單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令三種不同長度的指令，指令長度不同，指令格式也不同。該指令系統(tǒng)具有7種尋址方式：寄存器尋址方式；直接尋址方式；寄存器間接尋址方式；立即尋址方式；基址寄存器加變址寄存器間接尋址方式；位尋址方式；相對尋址方式等等。主程序流程如圖41所示：圖41 主流程圖系統(tǒng)初始化時，屏蔽中斷，設(shè)置好MAX197的程序控制字，采用查詢方式查詢端，來判斷A/D轉(zhuǎn)換是否完成。D/A程序包括了調(diào)用碼制轉(zhuǎn)換，調(diào)用數(shù)據(jù)調(diào)整（即除法程序）及輸出。首先輸出地址信息，通過MAX197 的片選端選定芯片，分兩次通過P0口接收數(shù)據(jù)，存到特定單元顯示程序，采用動態(tài)顯示的方法，由串口輸出段選碼和位選碼，并調(diào)用延時，顯示一段時間，然后換下一位顯示。循環(huán)此步驟，直到被除數(shù)的所有位都處理完為止，一般商的字長為n，則需要循環(huán)n次這種除法上商前，先比較被除數(shù)與除數(shù)，根據(jù)比較結(jié)果決定上商1或0，并且只有在商為1時，才執(zhí)行減法，所以稱之為比較法。流程如圖43所示：之后，判斷結(jié)果是否理想，來決定下一步是返回還是繼續(xù)進(jìn)行D/A變換，繼續(xù)調(diào)整輸出電壓。在D/A和A/D數(shù)據(jù)處理時采用了除法子程序，處理時間比較長。 該系統(tǒng)由硬件和軟件部分組成，在查閱并學(xué)習(xí)現(xiàn)有的模塊電路之后，選合適的電路進(jìn)行組合。運(yùn)放LM324的正端接D/A輸出的基準(zhǔn)電壓，負(fù)端接反饋電壓，單片機(jī)控制基準(zhǔn)電壓的輸出，同時根據(jù)反饋電壓來調(diào)整基準(zhǔn)電壓的大小。參考文獻(xiàn)1 , 12～162 , 25～273 , ,33～394 程曉玲,數(shù)字給定式穩(wěn)壓電源的設(shè)計,天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報 , 45～465 程杰寶,25～266 , ,23～267 （碩士學(xué)位論文）.河海大學(xué), ,5～118 “綠色”開關(guān)電源研究（碩士學(xué)位論文）. 燕山大學(xué),31～349 張毅剛，彭喜元，姜守達(dá). 新編MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003，25~26,29~50,53~67,203~213,322~376 10 周志敏，周紀(jì)海. ，2003，1～16 11 康華光,陳大欽,1999，44346712 曲學(xué)基，王增福，電子工業(yè)出版社，2004，142～20013 何希才，電子工業(yè)出版社，1～5414 ，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1～41附錄1MAX508引腳圖如圖：附錄2整體電路圖：附錄3LM324引腳圖：MAX197 引腳圖：致謝在我的畢業(yè)論文將要完成的時候，想要說的感謝很多。韓老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，使我終生受益無窮。在此我表示衷心的感謝！最后，我要感謝我的母校,感謝她這三年來的培育!