【正文】 ，并用作輸入。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。石英振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止 [9]。D/A 轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)很多，我們最關(guān)心的是 ：分辨率，指輸入單位數(shù)字量變化引起的模擬量輸出的變化，是對輸入量變化敏感程度的描述；建立時間，是描述轉(zhuǎn)換速度快慢的一個參數(shù)，用于表明轉(zhuǎn)換速度；轉(zhuǎn)換精度，理想情況下，精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精度越高。輸出放大器當(dāng)輸出＋10 伏時可驅(qū)動 2kΩ5?的負(fù)載。4 腳（ACND）：模擬地。18 腳（VDD）：正電源輸入端，接＋12 伏或＋15 伏。在直接型 A/D 轉(zhuǎn)換器中，輸入的模擬電壓被直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，不經(jīng)任何中間變量；在間接型轉(zhuǎn)換器中，首先把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成某種中間變量（時間、頻率、脈沖寬度等等） ，然后在把這個中間變量變換為數(shù)字代碼輸出。因?yàn)橄到y(tǒng)精度環(huán)節(jié)較多，包括傳感器變換精度、信號預(yù)處理電路進(jìn)度和 A/D 轉(zhuǎn)換器及輸出電路、控制機(jī)構(gòu)精度，甚至還包括軟件控制算法。逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間可從幾微秒到一百微秒左右，屬于中速轉(zhuǎn)換器，常用于工業(yè)多通道單片機(jī)控制系統(tǒng)和聲頻數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。3 是否要加采樣保持器 原則上直流和變化非常緩慢的信號可不用采樣保持器。硬件的SHDN 腳和兩個軟件可編程位（STBYPD、FULLPD）用來提供轉(zhuǎn)換過程中的低電流關(guān)斷模式。MAX197 特性：12 位分辨率，1/2LSB 線性度；單 5 伏供電；軟件可編程選擇輸入量程： 伏， 伏，0～＋5 伏，0～＋10 伏；輸入多路選擇器保護(hù)：1?伏；8 路模擬輸入通道；6 微秒轉(zhuǎn)換時間，100K SPS 采樣速率；內(nèi)/外部采集5.控制；內(nèi)部 伏或外部參考電壓；兩種掉電模式；內(nèi)部或外部時鐘。根據(jù)分辨率、轉(zhuǎn)換時間、信號帶寬關(guān)系式可得到如下數(shù)據(jù)作為是否要加采樣保持器的參考：如果 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間是 100 微秒、ADC 是 8 位時、沒有采樣保持器時，信號允許頻率是 ；如果 ADC 是 12 位，該頻率是 、如果轉(zhuǎn)換時間是 100 微秒，ADC 是 8 位時，該頻率是12HZ， 12 位時是 。轉(zhuǎn)換時間僅為二十到一百納秒。實(shí)際選取 A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)應(yīng)與其他環(huán)節(jié)所能達(dá)到的精度相適應(yīng)。A/D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)包括：轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換速率，A/D 完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時間就是轉(zhuǎn)換時間，轉(zhuǎn)換時間的倒數(shù)是轉(zhuǎn)換速率；分辨率，習(xí)慣上用輸出二進(jìn)制的位數(shù)或 BCD 碼位數(shù)來表示。20 腳（VOUT ）：數(shù)/模電壓轉(zhuǎn)化輸出端。10 腳（DGND）：數(shù)字地。15?其引腳定義說明如下：1 腳（VSS）：負(fù)電源。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。這就需要 D/A和 A/D 芯片。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。注意加密方式 1 時，EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口： RXD 串行輸入口； TXD 串行輸出口； INT0 外部中斷 0； /INT1 外部中斷 1； T0 記時器 0 外部輸入； T1記時器 1 外部輸入； WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通； RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通；P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時，P1 口作為第八位地址接收；P2 口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。并結(jié)合畢設(shè)內(nèi)容，說明了畢設(shè)所選用的設(shè)計電路。 以上是對直流穩(wěn)壓電源的核心技術(shù)進(jìn)行的介紹。因?yàn)榉€(wěn)壓電路的輸出電流 就是調(diào)整管的集電極電流，即2cI O＝ ＝ ，最大只能達(dá)幾百毫安。但若采用電阻補(bǔ)償，在調(diào)整合適的時候，可以使輸出電壓穩(wěn)定不變。為了提高串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電源的技術(shù)性能，使用方便，在實(shí)用的穩(wěn)壓電源中有許多改進(jìn)電路： 1 采用輔助電源提高穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性 當(dāng)輸入電壓發(fā)生跳變而反饋電壓來不及調(diào)整時，輸出電壓同樣會發(fā)生跳變，為此，采用輔助電源，使得穩(wěn)壓電路的瞬態(tài)穩(wěn)定性得到了很大的改善。圖 216 帶有放大器的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路圖 是一個帶有放大器的典型電路，圖中 VT1 是調(diào)整管，接成射極輸出器的形式，負(fù)載電阻 是它的射極電阻。1 簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 圖 215 是一個最簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路。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。所以必須具有執(zhí)行元件和反饋支路。L基本穩(wěn)壓電路中限流電阻 R 的選用非常重要，若 R 選的太大，則供應(yīng)電流不足，當(dāng) 較大時，穩(wěn)壓管的電流將減小到臨界值以下，失去穩(wěn)壓作用；若 R 選的太小，OI則當(dāng) 變到很大或開路時， 都流向穩(wěn)壓管，可能超過允許定額而造成損壞。因?yàn)槿绻ぷ麟娏魈?，則電壓隨電流的變化很大，達(dá)不到穩(wěn)壓的目的；但工作電流也不能太大，以免超過管子的額定功率，造成損壞。2 等效電阻 又稱為動態(tài)電阻，是包括整流、濾波和穩(wěn)壓在內(nèi)的等效電阻。通常，完整的穩(wěn)壓電源電路包括有整流、濾波、和穩(wěn)壓電路。圖 26 RCπ 型濾波電路 電感濾波器 利用電感具有阻止電流變化的特點(diǎn)，在整流電路的負(fù)載回路中串聯(lián)電感 L，如圖27 所示，即構(gòu)成電感濾波電路。一般選管子時，要求它承受的正向電流的能力應(yīng)大于平均輸出電流的 2~3 倍。3 電容濾波電路的輸出電壓隨輸出電流的增大而減小。t 4 以后，－V 2Vc，VD3,VD4 截至，電容又處于放電狀態(tài)，其過程和 t2～t 3 間隔內(nèi)相同，以后情況如此反復(fù)。當(dāng) V2 達(dá)到最大值時，Vc 也基本上達(dá)到最大值。一方面，能使電能得到充分利用，另一方面，由于有現(xiàn)成的整流橋集成元件，設(shè)計起來也比較方便。由此可以看出，正負(fù)辦周都有電流流過負(fù)載電阻 RL，而且流過負(fù)載電阻的電流方向是一致的，因而輸出電壓的直流成分提高，脈動成分降低。另半個周期，即上(1)負(fù)而下(2)正時，VD2 受正向電壓而導(dǎo)通，VD1 受反向電壓而截至。為了得到教平滑的直流電壓就必須進(jìn)行濾波，對于輸出在幾安一下的各種單相整流器來說，常在整流電路輸出端并聯(lián)一個一定電容量的濾波電容 C，即為容性負(fù)載?，F(xiàn)介紹電路的基本原理。圖 21 直流穩(wěn)壓電源組成框圖電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220V 的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?，然后通過整流電路將電壓變成脈動的直流電壓。所以，克服開關(guān)穩(wěn)壓電源的這一缺點(diǎn)，進(jìn)一步提高它的使用范圍，是從事開關(guān)穩(wěn)壓電源研制科技人員要解決的第三個問題。但是，當(dāng)頻率提高以后，對整個電路中的元器件又有了新的要求。高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢更是向著高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化的方向發(fā)展。在開關(guān)電源的所有應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，通信電源使增長速度最快的一部分。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。programmable control。穩(wěn)壓部分由達(dá)林頓管作為調(diào)整管，由運(yùn)放作為反饋取樣之后的放大電路，利用放大電路來提高調(diào)整管的反應(yīng)靈敏度電壓穩(wěn)定性。三、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題首先設(shè)計可變程控電源模塊，以及集成三端可調(diào)試穩(wěn)壓電路，然后模擬電子開關(guān)電路，還要針對仿真操作中的問題，進(jìn)行分析，解決。直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。設(shè)計出一種高精度的可調(diào)輸出的電源不但能滿足不同電子實(shí)驗(yàn)的要求，而且能滿足在同一實(shí)驗(yàn)中需要使用不同的電壓值來測試的要求。整個電路的設(shè)計就是在綜合考慮各個模塊現(xiàn)有的電路的基礎(chǔ)上，選擇最佳電路來實(shí)現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的。我們通常稱這種直流電源為穩(wěn)壓電源 [2]。由于調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，因而功率損耗小，效率高。目前正在研究高性能的碳化硅半導(dǎo)體器件，一旦開發(fā)成功，對電源技術(shù)的影響將是革命性的。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國內(nèi)有 20 多億人民幣的市場需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對其進(jìn)行開發(fā)研究。 工作在線性狀態(tài)的線性穩(wěn)壓電源，具有穩(wěn)壓和濾波的雙重作用，因而串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源不產(chǎn)生開關(guān)干擾，且波紋電壓輸出較小。第三章介紹了外圍硬件電路：程控顯示按鍵部分。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。當(dāng)交流電元為負(fù)半周，即上負(fù)下正時。所以只能用在輸出功率較小、負(fù)載要求不高的場合。負(fù)載電壓為雙半波，因此直流輸出平均電壓為單相半波整流電路的 2 倍，即 V0＝ 。即： (34)2Vd?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。 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 :并聯(lián)在負(fù)載兩端的電容器 C 即起濾波作用。當(dāng) V2 的負(fù)半周2Vc?到來時，因 Vc 不變，晶體管也不在導(dǎo)電。這是利用電容的儲能作用來實(shí)現(xiàn)的。電路輸出電壓隨電流的增大而下降的很快，這種外特性稱之為軟特性。為此，RCπ 型濾波電路在實(shí)際電路中經(jīng)常使用。為了進(jìn)一步改善濾波效果，可以采用 LC 濾波電路，它是在電感濾波電路的基礎(chǔ)上，再在負(fù)載電阻 RL 上并聯(lián)電容器 C，如圖 28 所示 圖 28 LC 型濾波電路不難看出，當(dāng) L 值很小，或 RL 很大時，該電路和電容濾波電路很類似，呈現(xiàn)電容濾波的特點(diǎn)，為了保證整流二極管的導(dǎo)電角仍為 180 度，一般要求 L 值很大，對基波信號而言應(yīng)滿足 RL3Ω。自動化程度，用來說明維護(hù)人員離開時，例如，是否具有自動開機(jī)、停機(jī)性能，故障檢測等。3 紋波電壓 紋波電壓就是疊加在輸出直流電壓上的交流電壓分量，通常經(jīng)濾波及穩(wěn)壓后，它的數(shù)值在幾毫伏以內(nèi)，以不影響電子設(shè)備工作為準(zhǔn)。如負(fù)載 減小，要求更多的電流流過 時，通過穩(wěn)壓LRLR管的電流 將隨之減小，使 基本不變，以保證輸出電壓 基本不變。要使穩(wěn)壓管能正常工作，必須滿足下列條件。從框圖上可以看出輸入電壓 經(jīng)過調(diào)整元件調(diào)節(jié)之后，變成穩(wěn)定的輸出電壓 。由以前學(xué)習(xí)的晶體管工作原理時已經(jīng)知道，工作在放大區(qū)的晶體管，它的集—射極之間的電壓 和集電極電流 隨基極電流 的變化而變化。如OO果當(dāng)輸入電壓減小或負(fù)載增大，使得輸出電壓 下降時，調(diào)節(jié)過程與上述正好相反。VT2 是比較放大器，R4 是它的集電極電阻，同時也是 管的偏流電阻。在恒流源的情況下，對交變電壓能產(chǎn)生很大的動態(tài)電阻，使得比較放大器有很大的電壓增益，從而提高了穩(wěn)壓性能。 6 基準(zhǔn)電壓源穩(wěn)壓管恒流供電 提高穩(wěn)壓電路穩(wěn)定性和溫度特性 穩(wěn)壓管的主要特點(diǎn)是流過它的電流在很大范圍內(nèi)變化時，穩(wěn)壓管兩端電壓變化很小。 改變?nèi)酉禂?shù)，即改變?nèi)与娮璧谋戎?，可以調(diào)節(jié)電源的輸出電壓。一方面，橋式電路使用方便簡單，另一方面，有現(xiàn)成的集成元件可用。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。以下對 AT89C51 做一個簡要介紹：第一，主要特性：與 MCS51 兼容；4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器；壽命：1000 次寫擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時間：10 年；全靜態(tài)工作：0Hz24Hz ；三級程序存儲器鎖定；128 8 位內(nèi)部 RAM；32 可編程 I/O 線；兩個 16?位定時器/計數(shù)器；5 個中斷源；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；第二，管腳說明： VCC：供電電壓；GND ：接地；P0 口：P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2 口輸出地址的高八位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。此外，AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 D/A 轉(zhuǎn)換器有兩種輸出形式，一種是電壓輸出形式，即輸入為數(shù)字量，輸出為電壓。雙緩沖邏輯輸入易于與微處理器接口，數(shù)據(jù)輸入可由 8＋4 位格式送入內(nèi)部寄存器，所有邏輯信號與 TTL 或 CMOS 邏輯兼容，接口時序特性可確保與常規(guī)微處理器接口。單極性 0～5 伏輸出時，ROFS 與 RFB 同時接VOUT；單極性 0～10 伏輸出時，ROFS 接 AGND，而 RFB 接 VOUT。CSMB15 腳（ ）：在其有效時，裝載數(shù)據(jù)低 8 位。為滿足各種不同的檢測及控制任務(wù)的需要，大量結(jié)構(gòu)不同，性能各異的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片應(yīng)運(yùn)而生?？捎媒^對誤差和相對誤差來表示。用不同原理實(shí)現(xiàn)的 A/D 轉(zhuǎn)換器其轉(zhuǎn)換時間是大不相同的。根據(jù)采樣定理和實(shí)際需要，一個周期的波形需采集 10 個點(diǎn)，那么這樣的 A/D 轉(zhuǎn)換器最高也只能處理 1KHZ 的信號。基準(zhǔn)電壓是提供給 A/D 轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換時所需的參考電壓，這是為保證轉(zhuǎn)換精度的基本條件。其控制字及各位的定義如下表 32 所示：INT表 32 MAX197 控制字 控制字中的 D5 位決定采集