【正文】 變壓器的額定功率 ： P=U2*Io=*= 所以變動(dòng)率為 17%。那么它的輸入端就應(yīng)該至少有 35V。穩(wěn)壓二極管是為了產(chǎn)生 +12V的電壓以提供給。根據(jù)所要得到的電壓，可作如下設(shè)計(jì) [3]。 MAX232 把 TTL/CMOS 電平（ 05V）轉(zhuǎn)換成 RS232 的電平（ +10 10V），還能完成相反的轉(zhuǎn)換。由于邏輯 1 和邏輯 0 用相反的電壓表示，使兩種狀態(tài)之間的電壓差較大，這就極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴? ④ 最大耗散功率 Pzm 在給定使用條件下，允許的最大功率。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 23 （ 2） 正向壓降 Vf（平均值）整流二極管通過額定整流電流時(shí)，在極間產(chǎn)生的壓降。 a%，則電容的耐壓值必須滿足： Uc≥ U2*（ 100+a） *+U2*ε UF 變壓器的次級(jí)線圈的電流有效值 在電容濾波電路中，變壓器次級(jí)除了供給負(fù)載電流外，還要向電容充電，其電流瞬時(shí)值很大。 (2)指發(fā)射極開路時(shí)集電極與基極間允許加的最高反向電壓。 bI =0V 時(shí)，相當(dāng) c和 e開路，此時(shí)， cI ≈ceoI .當(dāng) cI ＜ ceoI 時(shí)，三極管未開啟（不工作）。此時(shí)發(fā)射結(jié)壓降 beU =(典型值 )，而飽和壓降 ceU =。 在輸出回路中 cI 與 ceU 的關(guān)系可以用如下的函數(shù)關(guān)系式來表述。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 20 3 詳細(xì)設(shè)計(jì) 在詳細(xì)設(shè)計(jì)中 ,主要包括電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)和軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì) .對(duì)硬件來說 ,主要是根據(jù)任務(wù)對(duì)前面的模塊方案的電氣實(shí)現(xiàn)上進(jìn)行設(shè)計(jì) .包括電氣關(guān)系計(jì)算 ,器件選擇等 .對(duì)軟件設(shè)計(jì)來說 ,由于在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)的同時(shí) ,也考慮到軟件的設(shè)計(jì) .所以兩者具有互相照應(yīng)的關(guān)系 . 電 路設(shè)計(jì) 在電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)中，包括有線性穩(wěn)壓輸出模塊，數(shù)字調(diào)控模塊，串行通信模塊數(shù)字顯示模塊輔助電源模塊的設(shè)計(jì)。 AT89C51 單片機(jī)通過串口直接接收 PC機(jī)傳送來的串行數(shù)據(jù)，然后把接收的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)逐位從右邊移入接收寄存器時(shí)，原有的 1則從左邊移出。而對(duì) RXD 端的采樣是以 16 倍于波特率的速度進(jìn)行的。當(dāng) SEND 信號(hào)有效時(shí)，發(fā)送開始。而在其他的工作方式中，則在接收到停止位時(shí)有硬件將該位置位，由軟件清 0。 （ 3） TB8：在方式 2和方式 3 中要發(fā)送的第 9位，由軟件置位或清 0。 雙方聯(lián)絡(luò)信號(hào)設(shè)置：制定主機(jī)發(fā)送的命令字和設(shè)置從 機(jī)的狀態(tài)字。數(shù)據(jù)的傳 送速率即使波特率。線路不傳送時(shí)空閑位為“ 1”。串行一般要涉及兩個(gè)問題： ● 計(jì)算機(jī)發(fā)送信息時(shí)，必須將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù) 。（見后面的調(diào)試部分） 從前面的的推導(dǎo)可知，輸出 oU 只取決于 refU ，值得注意的是，調(diào)整管 VT1 的調(diào)整作用依靠 oU 與 refU 之間的偏差來調(diào)整實(shí)現(xiàn)的，所以必須有偏差才行，如果 oU絕對(duì)不變那么就不能取到調(diào)整的作用了，故此系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)有差調(diào)整系統(tǒng)。 因?yàn)?)/(* 11 fof RRRUU ?? 。如當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，使得輸出 oU 增大，由于foi UUU ?? ， iU 不變，于是 idU 變小，就維持了輸出電壓的基本穩(wěn)定?？芍?fA ＝ idf XX / 。包含反饋?zhàn)饔玫姆糯箅娐贩Q為反饋放大電路。為降低輸出電阻，應(yīng)選用β較大的三極管。通常 R5是負(fù)載電阻的十倍左右。這種電路的具體工作原理見后面的分析。一般情況下，它包括調(diào)整管，取樣電路，基準(zhǔn)穩(wěn)壓源，誤差比較放大器等主 要部分。 2. 3 方案及其模塊的構(gòu)思與形成 從前面的任務(wù)分析中可以構(gòu)思出如下的方案：采用晶體管的線性穩(wěn)壓和將輸出電壓反饋回輸入端的電壓串聯(lián)負(fù)反饋來實(shí)現(xiàn)直流線性穩(wěn)壓。要使 比較放大管的基極電流 2beI 的變化不影響取樣電路的分壓比， 那么 取樣電路的電流應(yīng)遠(yuǎn)大于放大管的基極電流，但又不能太大，否則取樣電路的耗損也要增大，考慮這兩方面的利弊，通常取流過取樣電路的電流不大于最大輸出電流 omI 的十分之一。 如果采用兩只晶體管復(fù)合， VT1應(yīng)該滿足前面的條件， VT2 則要滿足如下的條件： 0201 cece BVBV ? omcm II ?2 /β 1 2m in2 *)( cmoimcm IUUP ?? 當(dāng)要求穩(wěn)壓電路輸出電流超過幾安培以上時(shí)，調(diào)整管要用多管并聯(lián)。 )83( ??? oi UU 在確定整流濾波電路的輸出電流iI時(shí)，一方面要滿足輸出負(fù)載電流 oI 的要求，另外要保證供給調(diào)整管，放大管正常工作的工作電流，所以它應(yīng)該大于穩(wěn)壓電路的最大 輸出電流omI。第二，考慮交流電網(wǎng)的波動(dòng)影響。 2． 2． 2 確定對(duì)整流濾波電路 的要求 整流濾波電路是緊緊地與穩(wěn)壓電路連接在一起，整流濾波電路的輸出電壓就好似穩(wěn)壓電路的輸入電壓，整流濾波電路的輸出電流就是穩(wěn)壓電路的輸入電流。否則，將是后患無窮，要么達(dá)不到指標(biāo)，要么浪費(fèi)太大，選擇電路主要從兩個(gè)方面考慮：一是要保 證能夠達(dá)到任務(wù)下達(dá)的指標(biāo)，并留有一定的安全裕量。調(diào)整元件與負(fù)載串聯(lián)的叫串聯(lián)型穩(wěn)壓器，調(diào)整元件串接在輸入端 和輸出端之間，輸出電壓就是依靠調(diào)整元件改變自身的等效電阻來維持恒定 。 (6)紋波系數(shù)和紋波抑制比 在額定負(fù)載下，輸出紋波電壓的有效值 rmsU 與支流電壓 oU 之比γ = rmsU / oU 紋波抑制比是指在規(guī)定的紋波頻率下，輸出電壓中的紋波電壓 iU~ 與輸出電壓中的紋波電壓 oU~ 之比，即 oU~ / iU~ 。 (1)穩(wěn)壓系數(shù) 有絕對(duì)穩(wěn)壓系數(shù)和相對(duì)穩(wěn)壓系數(shù)之分。 2． 1． 2 引起穩(wěn)定電源不穩(wěn)定的主要因素 由前可知，穩(wěn)定電源輸出電壓或電流只是相對(duì)穩(wěn)定，不是絕對(duì)的穩(wěn)定，其變化小到可允許的范圍之內(nèi)的。它包括直流線 性 穩(wěn)壓電源概述，直流線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的一般方法和方案模塊的構(gòu)思與形成。設(shè)計(jì)數(shù)控直流穩(wěn)壓源中單片機(jī)的控制程序流程圖和程序代碼。它不僅使電源的調(diào)節(jié)有別 于 傳統(tǒng)意義上的電位器調(diào)節(jié)法，而且可以精確的預(yù)置電壓。 33 硬件組裝與調(diào)試 32 數(shù)字調(diào)控試驗(yàn) 32 線性穩(wěn)壓試驗(yàn) 8 串口通信模塊的構(gòu)思與形成 3 引起電源輸出不穩(wěn)定的因素 1 1 任務(wù)分析 3 問題的提出 4 直流線性穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的一般方法 4 電路選擇 6 取樣電阻的計(jì)算 18 串口通信模塊的設(shè)計(jì) 33 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 2 軟件調(diào)試 34 結(jié)論 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 4 1 任務(wù)分析 設(shè)計(jì) 任務(wù)分析 如下： ① 、學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，深入了解單片機(jī)的片內(nèi)異步串行通信接口的編程方法，掌握直流穩(wěn)壓電源的數(shù)字控制原理和設(shè)計(jì)方法。 ④ 、設(shè)計(jì)說明書采用 Microsoft Office Word 2020 軟件排版并打印后裝訂成冊(cè)，設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容與排板格式按學(xué)院統(tǒng)一要求。 10%，否則將不能正常工作或損壞。 ⑶， 是由電源本身的原因造成的，構(gòu)成穩(wěn)定電源元器件質(zhì)量的好 壞也是一個(gè)很重要的原因，參數(shù)的時(shí)好時(shí)壞就不能有效的調(diào)節(jié)前面的兩種情況。 (3)電壓穩(wěn)定度 負(fù)載電流保持為額定范圍內(nèi)的任何值，輸入電壓在規(guī)定范圍內(nèi)所引起的輸出電壓相對(duì)變化量 。反饋調(diào)整穩(wěn)壓型是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，把輸出電壓的變化量經(jīng)過取樣比較放大，在反饋給控制調(diào)整元件，使輸出電壓得到補(bǔ)償而接近原值以達(dá)穩(wěn)壓的目的。二是對(duì)穩(wěn)壓電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，即選擇并計(jì)算取樣電路，基準(zhǔn)電壓，比較放大器及調(diào)整元件。對(duì)于輸出容量大的電源，要選用大功率的晶體管 并聯(lián)或 復(fù)合管。缺點(diǎn)就是加大了調(diào)整管的耐壓和功耗。 10%的 時(shí)候 ，調(diào)整管處在線性放大區(qū) ，從而使穩(wěn)壓電路能夠保持正常的工作。 單個(gè)晶體管作調(diào)整管時(shí)，其選擇的條件如下： vomVCM II ? )(0 m inoim UUB V vce ?? omoimcm IUUP *)( m in??? 如果穩(wěn)壓電路采用過電流保護(hù)時(shí)，在輸出短路時(shí)，全部的輸入電壓 Ui 加到調(diào)整管上， 所以調(diào)整管的反向擊穿電壓 0ceBV 應(yīng)該大于輸入電壓的最大值 imV ，并且調(diào)整管桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 9 的最大集電極 允許的功耗也應(yīng)該比不加保護(hù)電路時(shí)大些。為了提高輸出電壓的穩(wěn)定性，應(yīng)盡可能的把輸出電壓的變化量全部送到比較放大器的基極，也就是說分壓比 n 應(yīng)該取的大些。因此，比較放大器的增益和穩(wěn)定性與穩(wěn)壓電路的技術(shù)性能有密切的關(guān)系。 2． 3． 1 線性穩(wěn)壓輸出的構(gòu) 思與 形成 在這個(gè)模塊中，經(jīng)過前面的論述，選擇了晶體管串聯(lián)反饋的線性穩(wěn)壓輸出方式。這就是反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源應(yīng)用 得 更普遍的原因。當(dāng)輸入電源電壓 iU 增大或輸出電流 oI 減少使得輸出電壓升高時(shí)，取樣電路中的 2rU 也隨著增加，有如下的關(guān)系式： 2beVWo UFUU ??? 即： oVWbe UFUU )1(2 ??? 因?yàn)?VF 《 1，所以有 2beU 與 oU 的變化方向相反。其缺點(diǎn)是輸出電阻高，因此使用于固定負(fù)載的供電電源。在直流線性穩(wěn)壓電源中就是個(gè)很好的應(yīng)用。同樣，在實(shí)際反饋放大電路中，輸入信號(hào) fX 通過反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的正向傳輸作用也很微弱， Ri Ro S 應(yīng)用范圍 方案一 大 很大 較大 窄 方案二 很大 很小 較大 寬 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 ____________________________________________________________________________________________________ 14 也可略去，這樣也可認(rèn)為反饋網(wǎng)絡(luò)只能將輸出信號(hào) 0X 反饋到到輸入端。反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端與基本放大電路相串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。如果 sR 較大，其壓降對(duì) iU 影響增大，從而削弱了 fU 對(duì) idU 的作用，故反饋效果差。所以就有 Vrefo FUU /? 由于在實(shí)際的使用中，取樣電阻不可避免的對(duì)輸出產(chǎn)生影響。具備管理功能的上位機(jī)對(duì)下位機(jī)發(fā)布命令，做為檢測，控制用的下位機(jī)則哈情況隨時(shí)向上位機(jī)報(bào)告，這種相互交換信息的過程就叫數(shù)據(jù)通信 。串行通信的基本方式為異步通信和他同步通信。 同步通信中，在數(shù)據(jù)開始前用同步字符來指示，由時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接受端的同步。奇偶校驗(yàn)位是用于差錯(cuò)檢驗(yàn)或用于地址 /數(shù)據(jù)標(biāo)志，雙方規(guī)定應(yīng)取得一致，停止位是 1 位， 位或 2 位，雙方也要統(tǒng)一約定。 串行口的方式控制 ： AT89C51 有 4 種工作方式，由串行口控制寄存器 SCON 中的位： 選擇來定義。在其他的方式中，則在開始發(fā)送停止位時(shí)將 TI 置位，但必須由軟件來清 0。接收到停止位的停止位要被送入到 SCON 寄存器的 RB8 位 方式 1的發(fā)送： 方式 1的發(fā)送是由 CPU 向 SBUF 寫入一個(gè)數(shù)據(jù)開始的了。 方式 1的接收 方式 1是由 SCON 寄存器的標(biāo)志位 REN 控制的。