【正文】 vout=0xff。由此可見，在需要的鍵數比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。它主要有 :獨立式按鍵結構、矩陣式按鍵結構。 目前相 比 CRT 顯示器， LCD 顯示器圖像質量仍不夠完善。其數據口與 MCU 的 P0 口連接，控制口 RS 和LCDEN 分別接 MCU 的 、 口， 圖 312 LCD 液晶顯示電路圖 液晶顯示器 (LCD)英文全稱為 Liquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術來實現色彩的顯示器。 所謂雙積分就是進行一次 A/D 轉換需要兩次積分。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， AT8920C51 是他的精簡版，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此外， AT89C51有PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。 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。 直流穩(wěn)壓電源的數模轉換采用通用芯片 DAC0832。 15V)。 運算放大器 LM358 LM358 內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器， 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。 本設計的穩(wěn)壓輸出電路選用的是 LM2576 實現穩(wěn)壓輸出 ，由 LM2576 特性可知，LM2576 有 、 5V、 12V、 15V 四種固定輸出可選擇，輸出電流為 3A，因此可直接滿足論文輸出電壓和輸出電流指標；紋波系數大小主要是由輸出電容 C20C204 和 LM2576 決定，輸出電容越大，紋波系數就越小，本設計把輸出電容值選擇為 1000uF，那么紋波就會小于 5mV； 輸出電壓穩(wěn)定度通過試驗得知空載時輸出電壓分別為 5V、 15V，滿載時輸出電壓分別為 5V、 15V，穩(wěn)定度小于 1％ ，所以都滿足論文指標。 智能穩(wěn)壓電源設計 21 穩(wěn)壓輸出電路 穩(wěn)壓輸出電路設計 根據論文要求需要得到兩組固定輸出分別為 15V/+15V 和 5V/+5V，由于兩組輸出原理完全相同，在這里只介紹 15V/+15V。 UC3842 可以直接驅動 MOS 管、 IGBT 等，適合于制 20～ 80W 小功率開關電源?；蛘邔⒁_ 1 上的電壓降到 1V 以下，實現輸出關斷。引腳 8在芯片內部接在電壓基準的 5V電壓上， 5V 電壓要通過 R402對 C404充電。同樣，負載的變化帶來電感電流的變化，誤差放大器也起到改善負載調整率的作用 [5]。有了電荷，兩極板之間就有電壓 UC=Q/C。將此電壓加在 LM2576可調端便可實現可調輸出。特別是高速運算能力 DSP 核的嵌入常見的如 TI 公司的 TM5320F24X 系列、 AD 公司的 ADMCF32X 系列，使得此類芯片完全可以實現高性能的控制算法，如磁場定向控制、無速度傳 感器矢量控制等 [8]。 與微處理技術 典型 PWM 調速控制芯片特點隨著微處理器技術的發(fā)展，其與 PWM 技術相結合，形成了各類特色的控制方案，主要可分為以下幾類 ： (1)采用單一的通用微處理器 (單片機 )來產生 SPWM。 三極管的導通 ， 三極管處于放大狀態(tài)還是開關狀態(tài)要看給三極管基極加的直智能穩(wěn)壓電源設計 13 流偏置，隨這個電流變化，三極管工作狀態(tài)由截止 線性區(qū) 飽和狀態(tài) 變 化而變， 如果三極管 Ib（直流偏置點）一定時，三極管工作在線性區(qū)，此時 Ic 電流的變化只隨著 Ib 的交流信號變化， Ib繼續(xù)升高，三極管進入飽和狀態(tài)，此時三極管的 Ic 不再變化，三極管將工作在開關狀態(tài)。它對電信號有放大和開關等作用， 應用十分廣泛。 圖 26 推挽式開關電源 這種電路的優(yōu)點是兩個開關管容易驅動，主要缺點是開關管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。在 VT1 截止時，智能穩(wěn)壓電源設計 11 L2 中沒有感應電壓，直流供電輸人電壓又經 R1 給 C1 反向充電，逐漸提高 VT1基極電位，使其重新導通，再次翻轉達到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復振蕩下去。 圖 23 降壓式開關電源 這種電路使用元件少，它同下面介紹的另外兩種電路一樣，只需要利用電感、 10 電容和二極管即可實現。直流平均電壓Ｕ。 15V 輸出電流： Io≥ 2A 紋波系數： Vm≤ 5mV 穩(wěn)定度：△ Vo/Vo 100％≤ 1％ 任意可預置輸出， 步進 V 8 第二章 開關穩(wěn)壓電源的原理 開關 穩(wěn)壓電源的 工作原理 交流電壓經整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸? 智能穩(wěn)壓電源設計 7 開關電源的高頻化是電源技術發(fā)展的創(chuàng)新技術，高頻化帶來的效益是使開關電源裝置空前地小型化，并使開關電源進入更廣泛的領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產品的小型化、輕便化。所以其功耗小，效率可高達 70％－ 95％。由于調整管工作在線性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定，其集電極與發(fā)射極之間必須承 受較大的電壓差，導致調整管功耗 較大，電源效率很低，一般只有 45％ 左右 [4]。 （ 5）溫度系數 溫度系數是用來表示輸出電壓溫度的穩(wěn)定性。 (2)內阻（ rn） ： 當負載電流變化時，電源的輸出電壓也會發(fā)生變化，變化數值越小越好。 （ 4）保護特 性在穩(wěn)壓電源中，當負載出現過載或短路時，會使調整管損壞，因此，電源中須有快速響應的過流、短路保護電路。 AC/DC變換器輸入為 50/60Hz 的交流電，因必須經 整流、濾波，因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的，同時因遇到安全標準（如 UL、 CCEE 等）及 EMC 指令的限制（如 IEC、 FCC、 CSA），交流輸入側必須加 EMC 濾波及使用符合安全標準的元件，這樣就限制 AC/DC 電源體積的小型化，另外，由于內部的高頻、高壓、大電流開關動作，使得解決 EMC 電磁兼容問題難度加大，也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開關使得電源工作消耗增大，限制了 AC/DC 變換器模塊化的進程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意 程度。 斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調制方式，二是頻率調制方式。參數穩(wěn)壓電源電路簡單，主要是利用元件的非線性實現穩(wěn)壓。隨著電子技術的飛速發(fā)展，各種電子、電器設備對穩(wěn)壓電源的性能要求日益提高，穩(wěn)壓電源不斷朝著小型化、高效率、低成本、高可靠性、低電磁干擾、模塊化和智能化方向發(fā)展，以單片機系統(tǒng)為核心而設計制造出來的新一代智能型穩(wěn)壓電源 不但電路簡單，結構緊湊，價格低廉，性能卓越，而且由于單片機具有計算和控制能力，利用它對采樣數據進行各種計算，從而可排除和減少由于干擾信號和模擬電路引起的誤差，提高穩(wěn)壓電源輸出電壓和控制電流精度，降低了模擬電路的要求 [1]。智能穩(wěn)壓電源設計 I 智能穩(wěn)壓電源設計摘 要 本設計的 開關電源由脈沖寬度調制 器 （ PWM）和 雙極型三極管 構成 ， 介紹了基于 AT89C51 單片機的數字化控制的可調開關穩(wěn)壓電源， 系統(tǒng)以 UC384 LM2576為核心，其中固定輸出部分分別為177。 開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（ PWM）控制 IC 和 MOSFET 構成。比如，一只電阻和一只穩(wěn)壓二極管即可構成參數穩(wěn)壓 器。其具體的電路由以下幾類： （ 1） Buck 電路 — 降壓斬波器，其輸 出平均電壓 Uo 小于輸入電壓 Ui，極性相同。 AC/DC 變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。 技術指標 電壓調整率（ Su） ： 當市電電網變化時（177。內阻正是表征電源對負載電流變化的抑制能力。在輸入電壓Ui和輸出電流 Io 不變的情況下，由于環(huán)境溫度 T變化引起輸出電壓 Uo 的漂移量△ Uo，稱為溫度系數 ST，即 00??????? IUTOiUS OT （ 15） 越小，說明電源輸出電壓隨溫度變化而產生的漂移量越小，電源工作就越穩(wěn)定。 另外，由于調整管上消耗較大的功率，所以需要采用大功率調 整管并裝有體積很大的散熱器，很難滿足現代電子設備發(fā)展的要求。而功耗小，散熱器也隨之減小。另外開關電源的發(fā)展與應用在節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有深遠的意義。 開關電源的調整管工作在飽和和截止區(qū)?？捎晒接嬎?， 即Uo=UmT1/T 式中 Um 為矩形脈沖最大電壓值； T為矩形脈沖周期； T1 為矩形脈沖寬度 。 2．升壓 （并聯） 式開關電源 升壓式開關電源的穩(wěn)壓電路如 圖 24 所示。這里就像單端反激式開關電源 那樣，由變壓器Ｔ的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。電路的輸出功率較大，一般在 100500Ｗ范圍內。輸入級和輸出級都采用晶體管的邏輯電路，叫做晶體管 晶體管邏輯電路，書刊和實用中都簡稱為 TTL 電路，它屬于 半導體集成電路 的一 種，其中用得最普遍的是 TTL與非門。 PWM 控制器 控制器發(fā)展 20 多年來，集成開關電源沿著集成化方向發(fā)展，首先是對開關電源的核心單元控制電路實現集成化。該方案只須采用單個芯片，功能強、靈活、易于保密，但所有的 PWM 信號的產生均需占用 CPU 大量的工作時 間，軟件開發(fā)周期長，通用性差，不利于產品的更新換代。 智能穩(wěn)壓電源設計 15 第三 章 智能穩(wěn)壓電源的硬件設計 穩(wěn)壓電源方案論證 方案一：采用線性電源做為主電路，技術成熟，性能優(yōu)良、穩(wěn)定設計與制造簡單，輸出紋波電壓低，電磁干擾低。由于本系統(tǒng) DA 變換電路用的是電流型 DA 芯片 ,所以需要經過 LM358 進行 IV變換。在電容量不變時，要改變兩端電壓就必須改變兩端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電時間常數。 當開關管 V 出現過電流時，電阻 R404上測得的過電流信號， 輸送到電流測定比較器的同相輸入端，只要 R404的電壓達到 1V，電流測定比較器動作，通過 PWM鎖存器使開關管關斷，實現過流保護功能。 Fosc 約為 40KHz。以上兩種關斷輸出的方法都是使電流測定比較器輸出高電平， PWM 鎖存器復位，關斷輸出端直到下一個周期的時鐘脈沖將 PWM 鎖存器重新置位。由于器件設計巧妙，由主電源電壓直接啟動，構成電路所需元件少， 20 非常符合電路設計中 “簡潔至上 ”的原則。該電路是通過 PWM 控制電路產生的 18V/+18V 傳送給兩片 LM2576 開關穩(wěn)壓集成電路從而達到穩(wěn)壓的目的，輸出兩組穩(wěn)定電壓。 LM2576開關穩(wěn)壓集成電路 : (1)有 、 5V、 12V、 15V 和可調電壓輸出多種系列 [11]； （ 2） 輸出電壓可調范圍 － 37V (HV 型號的可達 57V)，負載電壓的輸出容差最大為 177。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益 模組 ,音頻放大器、工業(yè)控制、 DC增益部件和其他所可用單電源供電的使用運算放大器的 場合 [12]。 ? 低功耗電流，適合于電池供電。 DAC0832 的原理框圖如圖 38 所示。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個寄存器都分別接 成受控方式。 AT89C51 引腳圖如圖 310所示 : 28 T 2/ P 1T 2 E X / P 2P 1. 23P 1. 34P 1. 45M O S I / P 6M IS O / P 1 .67S C K / P 8R S T9R X D / P 3. 010T X D / P 3. 111I N T 0/ P 3 .212I N T 1/ P 3 .313T 0/ P 14T 1/ P 15W R / P 16R D / P 17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40UA T 89C 51 圖 310 AT89C51 引腳圖 AT89C51 主要性能參數： ? 與 MCS51 兼容 ? 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 ? 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ? 數據保留時間：