【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 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止 [9]。D/A 轉換器的指標很多，我們最關心的是 ：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，是描述轉換速度快慢的一個參數(shù)，用于表明轉換速度；轉換精度，理想情況下，精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精度越高。輸出放大器當輸出＋10 伏時可驅動 2kΩ5?的負載。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 轉換器中，輸入的模擬電壓被直接轉換成數(shù)字代碼，不經(jīng)任何中間變量；在間接型轉換器中，首先把輸入的模擬電壓轉換成某種中間變量（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。因為系統(tǒng)精度環(huán)節(jié)較多，包括傳感器變換精度、信號預處理電路進度和 A/D 轉換器及輸出電路、控制機構精度，甚至還包括軟件控制算法。逐次比較型 A/D 轉換器的轉換時間可從幾微秒到一百微秒左右，屬于中速轉換器，常用于工業(yè)多通道單片機控制系統(tǒng)和聲頻數(shù)字轉換系統(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）用來提供轉換過程中的低電流關斷模式。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：1?伏；8 路模擬輸入通道；6 微秒轉換時間，100K SPS 采樣速率；內/外部采集5.控制；內部 伏或外部參考電壓；兩種掉電模式；內部或外部時鐘。根據(jù)分辨率、轉換時間、信號帶寬關系式可得到如下數(shù)據(jù)作為是否要加采樣保持器的參考：如果 A/D 轉換器的轉換時間是 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 、如果轉換時間是 100 微秒，ADC 是 8 位時，該頻率是12HZ， 12 位時是 。轉換時間僅為二十到一百納秒。實際選取 A/D 轉換器的位數(shù)應與其他環(huán)節(jié)所能達到的精度相適應。A/D 轉換器的主要技術指標包括：轉換時間和轉換速率，A/D 完成一次轉換所需要的時間就是轉換時間，轉換時間的倒數(shù)是轉換速率；分辨率，習慣上用輸出二進制的位數(shù)或 BCD 碼位數(shù)來表示。20 腳（VOUT ）：數(shù)/模電壓轉化輸出端。10 腳（DGND）：數(shù)字地。15?其引腳定義說明如下：1 腳（VSS）：負電源。嚴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 將內部鎖定為 RESET；當 EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。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接收一些控制信號。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收；P2 口：P2口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。并結合畢設內容，說明了畢設所選用的設計電路。 以上是對直流穩(wěn)壓電源的核心技術進行的介紹。因為穩(wěn)壓電路的輸出電流 就是調整管的集電極電流，即2cI O＝ ＝ ，最大只能達幾百毫安。但若采用電阻補償，在調整合適的時候，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)壓電源的技術性能，使用方便，在實用的穩(wěn)壓電源中有許多改進電路： 1 采用輔助電源提高穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定性 當輸入電壓發(fā)生跳變而反饋電壓來不及調整時，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 是調整管，接成射極輸出器的形式，負載電阻 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)點是，輸出電壓范圍不受調整元件本身耐壓的限制而且各項技術指標可以做的很高。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，則供應電流不足，當 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 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。因為如果工作電流太小，則電壓隨電流的變化很大，達不到穩(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，在整流電路的負載回路中串聯(lián)電感 L，如圖27 所示，即構成電感濾波電路。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 間隔內相同，以后情況如此反復。當 V2 達到最大值時，Vc 也基本上達到最大值。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，設計起來也比較方便。由此可以看出，正負辦周都有電流流過負載電阻 RL，而且流過負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)負而下(2)正時，VD2 受正向電壓而導通，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，克服開關穩(wěn)壓電源的這一缺點，進一步提高它的使用范圍，是從事開關穩(wěn)壓電源研制科技人員要解決的第三個問題。但是，當頻率提高以后，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。在開關電源的所有應用領域內，通信電源使增長速度最快的一部分。開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術，通過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。programmable control。穩(wěn)壓部分由達林頓管作為調整管，由運放作為反饋取樣之后的放大電路，利用放大電路來提高調整管的反應靈敏度電壓穩(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）：本課題首先設計可變程控電源模塊，以及集成三端可調試穩(wěn)壓電路，然后模擬電子開關電路，還要針對仿真操作中的問題，進行分析，解決。直流穩(wěn)壓電源是電子技術常用的設備之一，廣泛的應用于教學、科研等領域。設計出一種高精度的可調輸出的電源不但能滿足不同電子實驗的要求，而且能滿足在同一實驗中需要使用不同的電壓值來測試的要求。整個電路的設計就是在綜合考慮各個模塊現(xiàn)有的電路的基礎上，選擇最佳電路來實現(xiàn)設計目標的。我們通常稱這種直流電源為穩(wěn)壓電源 [2]。由于調整管工作在開關狀態(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體器件，一旦開發(fā)成功，對電源技術的影響將是革命性的。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有 20 多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發(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)壓電源不產生開關干擾，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。當交流電元為負半周，即上負下正時。所以只能用在輸出功率較小、負載要求不高的場合。負載電壓為雙半波，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?導通二極管的電流平均值為負載電流平均值的一半，最大值與負載電流最大值相同。 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)在負載兩端的電容器 C 即起濾波作用。當 V2 的負半周2Vc?到來時，因 Vc 不變，晶體管也不在導電。這是利用電容的儲能作用來實現(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 型濾波電路在實際電路中經(jīng)常使用。為了進一步改善濾波效果，可以采用 LC 濾波電路，它是在電感濾波電路的基礎上，再在負載電阻 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 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，為了保證整流二極管的導電角仍為 180 度，一般要求 L 值很大，對基波信號而言應滿足 RL3Ω。自動化程度，用來說明維護人員離開時，例如，是否具有自動開機、停機性能，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，以不影響電子設備工作為準。如負載 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)過調整元件調節(jié)之后，變成穩(wěn)定的輸出電壓 。由以前學習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果當輸入電壓減小或負載增大，使得輸出電壓 下降時，調節(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)壓管的主要特點是流過它的電流在很大范圍內變化時，穩(wěn)壓管兩端電壓變化很小。 改變取樣系數(shù)，即改變取樣電阻的比值，可以調節(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。保護電路是保護硬件部分安全的，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 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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的需要，大量結構不同，性能各異的 A/D 轉換器芯片應運而生?？捎媒^對誤差和相對誤差來表示。用不同原理實現(xiàn)的 A/D 轉換器其轉換時間是大不相同的。根據(jù)采樣定理和實際需要，一個周期的波形需采集 10 個點，那么這樣的 A/D 轉換器最高也只能處理 1KHZ 的信號?；鶞孰妷菏翘峁┙o A/D 轉換器在轉換時所需的參考電壓，這是為保證轉換精度的基本條件。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