【正文】 不影響鎖存器 的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時(shí)，新的數(shù)據(jù)也可以置入 [13]。特點(diǎn)：可以有效的消除干擾和電源噪聲，轉(zhuǎn)換精度高，但是轉(zhuǎn)換速度慢。對(duì)于畫面穩(wěn)定、無閃爍感的液晶顯示器，刷新率不高但圖像也很穩(wěn)定。鍵盤分兩大類 :編碼鍵盤和非編碼鍵盤。為了確保 CPU 對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。 主體流程圖 主程序主要完成相關(guān)中斷初始化、調(diào)用顯示、判斷中斷類型和執(zhí)行相應(yīng)中斷服務(wù)程序等功能，其結(jié)構(gòu)如圖 41所示 : 圖 41 系統(tǒng)主體流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 是否有鍵按下？ 讀鍵 D/A 轉(zhuǎn)換 控制輸出電壓 采樣輸出電壓 誤差調(diào)整 輸出電壓是否與輸入電壓相等？ 顯示電壓值 N Y Y 智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 35 系統(tǒng)流程圖工作原理 ： 開始的時(shí)候我們應(yīng)該 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化， 接著我們應(yīng)該判斷是否有鍵按下，如果 按鍵 有 按下， 它會(huì)自動(dòng) 接收來自鍵盤 輸入 的電壓值，這時(shí) 通過 數(shù) /模轉(zhuǎn)換 把輸入的數(shù)字 信號(hào) 轉(zhuǎn)換成模擬 信號(hào) ， 這樣來 控制輸出電壓的大小。 tiaozheng()。 另外， A/D轉(zhuǎn)換電路 采樣輸出電壓 值，接著 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 最后 通過 LCD1602顯示調(diào)整 更新后的 電壓值。 鍵盤與單片機(jī)接口電路 本在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用 [16]，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖 1 所示。按一次鍵，鍵盤自動(dòng)提供被按鍵的讀數(shù)，同時(shí)產(chǎn)生一選通脈沖通知微處理器，一般還具有反彈跳和同時(shí)按鍵保護(hù)功能。一些高檔的數(shù)字 LCD 顯示器采用了數(shù)字方式傳輸數(shù)據(jù)、顯示圖像，這樣就不會(huì)產(chǎn)生由于顯卡造成的色彩偏差或損失。 其轉(zhuǎn)換原理為： A/D 轉(zhuǎn)換器將一待轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓 Ui 與一個(gè)預(yù)先設(shè)定的電壓 Ui（預(yù)定的電壓由逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器中的 D/A 輸出獲得）電壓相比較，根據(jù)預(yù)設(shè)的電壓 Ui 是大于還是小于待轉(zhuǎn)換成的模擬輸入電壓 Uin 來決定當(dāng)前轉(zhuǎn)換的數(shù)字量是 “0” 還是 “1”，據(jù)此逐位比較，以便使轉(zhuǎn)換結(jié)果（相應(yīng)的數(shù)字量）逐漸與模擬輸入電壓相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量接近?？刂贫朔謩e連接單片機(jī) 、 ，其接口電路如圖 311 所示 圖 311 AD 轉(zhuǎn)換電路圖 AD 轉(zhuǎn)換電路原理 在我們所測控的信號(hào)中均是連續(xù)變化的物理量，通常需要用計(jì)算機(jī)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，則需要將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， A/D 轉(zhuǎn)換器就是為了將連續(xù)變化的模擬 30 量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字量。電路圖如 39 所示 智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 27 39 MCU 控制電路圖 AT89C51 簡介 AT89C51是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8位單片機(jī) [12]。amp。 ? 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 ? 單位增益頻帶寬 (約 1MHz)。電路圖如 36所示 : 圖 36 可調(diào)輸出電路 本設(shè)計(jì)歩進(jìn)要求 ，只需要 100 個(gè)點(diǎn)就可滿足 5V 到 5V 的可調(diào)，而DAC0832 有 256 個(gè)點(diǎn)完全滿足設(shè)計(jì)要求；可預(yù)置輸出可通過鍵盤直接輸入，由圖 36可看出，當(dāng)用戶從鍵盤輸入需要設(shè)定的電壓值后，由單片機(jī) AT89C51輸出并控制 DAC0832 進(jìn)行 DA 轉(zhuǎn)換。 Vin 為最大輸入電壓，Vout 是 LM2576 的輸出電壓。 UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有 8 個(gè)引腳， 引腳圖如圖 34： 圖 34 UC3842 引腳圖 UC3842 內(nèi)部主要包括： 5V 基準(zhǔn)電壓源、振蕩器、誤差放大器、過流檢測電壓比較器、 PWM 鎖存器、輸入欠壓鎖定電路。通過采樣反饋電路改變開關(guān)占空比，來控制開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)閉的脈寬，從而使輸出電壓穩(wěn)定[10]。 200mA，最大可以輸出177。當(dāng)電路一旦恢復(fù)正常工作，由輔助繞組進(jìn)行對(duì) UC3842 的供電。 Vcc的波動(dòng)通過 R413， R409和 R403組成的分壓電路，輸送到 E/A 誤差放大器反相輸入端，調(diào)整輸出脈沖寬度。 15V 固定輸出 電壓調(diào)整 可調(diào)輸出 輸出檢測 單片機(jī) 鍵盤輸入 顯示 可調(diào)輸出部分 智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 17 32 所示。 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)工作原理 : 220V 交流電壓經(jīng)過整流， 濾波后輸出 310V 直流電壓，通過在 控制極（可控硅）上加上 PWM 脈沖信號(hào)來完成 功率極的飽和 和截止，通過開關(guān)變壓器傳到次級(jí)，再通過變壓比將電壓降低 為一個(gè) 18V/+18V 的工作電壓 供各個(gè)電路工作。 (4)采用專用調(diào)速控制芯片。用的比較多的還是 PWM, 近幾年變頻調(diào)速技術(shù)獲得不斷的進(jìn)步和發(fā)展特別是在家用電器行業(yè)方面的應(yīng)用。晶體管有三個(gè)極；雙極性晶體管的三個(gè)極，分別由 N 型跟 P 型組成發(fā)射極（ Emitter）、基極 (Base) 和集電極（ Collector）；場效應(yīng)晶體管的三個(gè)極，分別是源極（ Source）、柵極（ Gate）和漏極（ Drain）。 12 圖 27 反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源 當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí)，電感 L 儲(chǔ)存能量，二極管 VD1 截止，負(fù)載 RL 靠電容 C 上次的充電電荷供電。 4．推挽式開關(guān)電源 推挽式開關(guān)電源的典型電路如圖 26 所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關(guān)電源，也是目前廣泛使用的基本電源之一。當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí)，二極管VD1 截止，輸人的整流電壓經(jīng) VT1 和 L 向 Ｃ 充電，這一電流使電感Ｌ中的儲(chǔ)能增加。開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖 21 所示 ： 圖 21 開關(guān)電源基本電路框圖 開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實(shí)際的應(yīng)用中，調(diào)寬式使用得較多，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。它可以極大地提高開關(guān)速度，理論上開關(guān)損耗為零，噪聲也很小，這是提高開關(guān)電源工作頻率的一種方式。 另 外，由于功耗小，機(jī)內(nèi)溫升低，提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。 20 世紀(jì) 90 年代，開關(guān)電源在電子、電器設(shè)備 、家電領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，開關(guān)電源技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期。 傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。如果紋波電壓太大，對(duì)音響設(shè)備可能產(chǎn)生雜音，對(duì)電視就可能產(chǎn)生圖像扭動(dòng)、滾動(dòng)干擾等。 表征電源對(duì)市電電網(wǎng)變化的控制能力也用電壓調(diào)整率 Su 表示。 特性指標(biāo) （ 1）最大輸出電流 ： 它主要取決于主調(diào)整管的最大允許消散功率和最大允許工作電流。 智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 3 當(dāng)今軟開關(guān)技術(shù)使得 DC/DC 發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國 VICOR 公司設(shè)計(jì)制造的多種 ECI 軟開關(guān) DC/DC 變換器，其最大輸出功率有 300W、 600W、 800W 等，相應(yīng)的功率密度為 （ 17） W/cm3，效率為（ 8090） %。以下分別對(duì)兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以 下 闡述。 穩(wěn)壓電源的分類 目前 穩(wěn)壓電源的分類方法繁多，按輸出電源的類型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按穩(wěn)壓電路與負(fù)載的連接方式分有串聯(lián)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)穩(wěn)壓電源；按調(diào)整管的工作狀態(tài)分有線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源；按電路類型分有簡單穩(wěn)壓電源和反饋型穩(wěn)壓電源 對(duì)于品種繁多的穩(wěn)壓電源 可以從不同角度去分。 5V, 177。 關(guān)鍵詞 : 開關(guān)電源；穩(wěn)壓； 51MCU； A/D； D/A II ABSTRACT The design of the switching power supply from the pulse width modulator (PWM) and bipolar transistor structure, introduced the AT89C51 microcontroller based digital control of adjustable switching power supply, system UC3842, LM2576 as the core, some of which were fixed output 177。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。 開關(guān)電源的分類 開關(guān)電源可分為 AC/DC 和 DC/DC 兩大類， DC/DC 變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已 技術(shù)成熟，性能優(yōu)良、穩(wěn)定 ，并已得到用戶的認(rèn)可，但 是 AC/DC 的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。 （ 4） Cuk 電路 — 降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓 Uo 大于或小于輸入電壓 Ui,極性相反，電容傳輸。 穩(wěn)壓電源的主要指標(biāo) 直流穩(wěn)壓電源的指標(biāo)有兩類：一類是特性指標(biāo) ； 另一類是技術(shù)指標(biāo)或質(zhì)量指標(biāo) [2]。電壓穩(wěn)定度表征電源對(duì)市電電網(wǎng)變化的抑制能力。 （ 4） 紋波系數(shù)（ SO） 電源輸出電壓中，存在著紋波電壓，它是輸出電壓中包含的交流分量。電子設(shè)備的小型化和低成本化使電源以輕、薄、小和高效率為發(fā)展方向。 20 世紀(jì) 80 年代，計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)了 開關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代。因此開關(guān)電源具有重量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于兆赫以上開關(guān)頻率的電源可利用諧振電路，這種工作方式稱為諧振開關(guān)方式?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關(guān)元件的 開關(guān)時(shí)間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 開關(guān)電源 常見 電路 1．降壓 （串聯(lián)） 式開關(guān)電源 降壓式開關(guān)電源的典型電路如圖 23所示。 圖 24 升壓式開關(guān)電源 3．自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源 自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如 25 所示。這種電路不僅適用于大功率電源，亦適用于小功率電源。無論開關(guān)管 VT1 之前的脈動(dòng)直流電壓高于或低于輸 出端的穩(wěn)定電壓，電路均能正常工作。 半導(dǎo)體三極管主要分為兩大類：雙極性晶體管（ BJT）和場效應(yīng)晶體管（ FET）。 一般時(shí)間控制法有三種，即脈沖寬度控制（調(diào)寬 PWM）、脈沖頻率控制（ PFM）和混合式控制（調(diào)頻 — 調(diào)寬）。 14 (3)采用微處理器和專用大規(guī)模集成電路相結(jié)合的方式，可以兼具靈活、簡單、易于開發(fā)、功能勿、一展的特點(diǎn)，如 Siemens 公司的 SEL4520,Mitel公司的SA4828 等，但成本較高。 經(jīng)過比較 篩選和論文要求參數(shù)指標(biāo)，本設(shè)計(jì)采用開關(guān)電源做為智能穩(wěn)壓電源的主電路。 5V/177。電路圖如 33 所示 ： 18 圖 33 PWM 控制電路圖 從圖 33可以看出，反饋采樣電壓不是取自輸出電壓，而是取自變壓器 T 原邊側(cè)的 Vcc,Vcc 的波動(dòng)直接反應(yīng)了電感電流的變化，所以有較快的響應(yīng)速度。啟動(dòng)電壓和關(guān)斷閥智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 19 值電壓相差 6V，是為了防止電路在閥值電壓附近工作時(shí)，反復(fù)出現(xiàn)啟動(dòng) /關(guān)斷的跳動(dòng)。 輸出級(jí)為圖騰柱式輸出電路，輸出晶體管的平均電流為177。 脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路通過 UC3842 和外圍電路實(shí)現(xiàn)。 在 PWM 控制過程中 , 單片機(jī)可實(shí)時(shí)檢測 ADC 端口上電流的大小 , 并根據(jù)電流大小與設(shè)定值進(jìn)行比較 , 以決定 PWM 占空比的調(diào)整方向， 單片機(jī)利用 ADC 的端口和PWM 的寄存器可以任意設(shè)定電流的大小。輸出電容 C20C204 輸出電容值根據(jù)： C≥ 13300Vin/Vout L 計(jì)算。 （ 3） SD— 電路地； （ 4） FEEDBACK— 反饋端； 電子 （ 5） ON/OFF—控制端，高電平有效，待機(jī)靜態(tài)電流僅為 75μA 可調(diào)輸出電路 可調(diào)輸出電路設(shè)計(jì) 本 設(shè) 計(jì) 的 可 調(diào) 范 圍 在 5V 到 +5V，電路主要由運(yùn)算放大器 LM358和LM2576開關(guān)穩(wěn)壓集成電路組成。 ? 直流電壓增益高 (約 100dB)。 ? 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 26 DI0DI78位寄存器DAC8位D/A轉(zhuǎn)換器8位輸入寄存器......amp。 MCU 的 P2 口作為液晶 AD0801 和 74LS573 的控制端口， P3 口作為用戶鍵盤輸入端口。 AD 轉(zhuǎn)換電路 AD 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) AD 轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換由于采用的是 8 位并行 AD 轉(zhuǎn)換芯片 AD0801，所以只需將其數(shù)據(jù)口與 MCU 的 P1口進(jìn)行連接即可。 2. 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器工作原理 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器由 D/A 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)和控制邏輯等幾部分組成。 LCD 顯示器還通過液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正的完全平面。 （ 1） 編碼鍵盤 :由硬件邏輯電路完成必 要的鍵識(shí)別工作與可靠性措施。按鍵的消抖，通常有軟件、硬件兩種消除方法，本文采用的是軟件消抖動(dòng)。 接著系統(tǒng) 采樣輸出 的 電壓 值 ， 讓 輸出 的 電壓 值 與輸入電壓值 的大小 進(jìn)行比較，由 誤差 調(diào)整 模塊 調(diào)整輸出電壓 值 ， 一 直到輸入電壓 與 輸出電壓相等 為止 。 if(P3!=0xf0) { shuch