【文章內容簡介】 端可調輸出穩(wěn)壓器應用電路可調輸出三端集成穩(wěn)壓器的內部，因此輸出電壓可通過電位器調節(jié)。 (323)（四）利用三端集成穩(wěn)壓器組成恒流源三端集成穩(wěn)壓器可做恒流源使用，電路如圖320和圖321所示。圖325 穩(wěn)壓器作恒流源(a)小電流恒流源 (b)大電流恒流源圖326 可調穩(wěn)壓器作恒流源電路[6]利用A/D轉換芯片將模擬的電壓輸出信號采樣輸出轉化成數(shù)字值，顯示在數(shù)碼管上。A/D轉換器圖328A/D轉換器0804一、A/D轉換基本原理四個步驟：采樣、保持、量化、編碼。 模擬電子開關S在采樣脈沖CPS的控制下重復接通、斷開的過程。S接通時，ui(t)對C充電，為采樣過程；S斷開時，C上的電壓保持不變，為保持過程。在保持過程中，采樣的模擬電壓經數(shù)字化編碼電路轉換成一組n位的二進制數(shù)輸出。圖329A/D轉換原理圖 （一）取樣定理將一個時間上連續(xù)變化的模擬量轉換成時間上離散的模擬量稱為采樣。圖330取樣定理取樣定理：設取樣脈沖s(t)的頻率為fS，輸入模擬信號x(t)的最高頻率分量的頻率為fmax，必須滿足fs ≥ 2fmax，y(t)才可以正確的反映輸入信號(從而能不失真地恢復原模擬信號)。通常取fs ＝（～3）fmax 。 由于A/D轉換需要一定的時間，在每次采樣以后，需要把采樣電壓保持一段時間。圖331采樣及波形s(t)有效期間，開關管VT導通，uI向C充電，u0 (=uc)跟隨uI的變化而變化；s(t)無效期間，開關管VT截止，u0 (=uc)保持不變，直到下次采樣。（由于集成運放A具有很高的輸入阻抗，在保持階段，電容C上所存電荷不易泄放。） （二）量化和編碼 數(shù)字量最小單位所對應的最小量值叫做量化單位△。將采樣－保持電路的輸出電壓歸化為量化單位△的整數(shù)倍的過程叫做量化。用二進制代碼來表示各個量化電平的過程，叫做編碼。一個n位二進制數(shù)只能表示2n個量化電平，量化過程中不可避免會產生誤差，這種誤差稱為量化誤差。量化級分得越多（n越大），量化誤差越小。 圖332 劃分量化電平的兩種方法（a）量化誤差大（b）量化誤差小二、采樣保持電路 圖333 采樣保持電路t0時刻S閉合，CH被迅速充電，電路處于采樣階段。由于兩個放大器的增益都為1，因此這一階段uo跟隨ui變化，即uo＝ui。t1時刻采樣階段結束，S斷開，電路處于保持階段。若A2的輸入阻抗為無窮大，S為理想開關，則CH沒有放電回路，兩端保持充電時的最終電壓值不變，從而保證電路輸出端的電壓uo維持不變。三、A/D轉換器的主要技術指標（1）分辨率A/D轉換器的分辨率用輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示，位數(shù)越多，誤差越小，轉換精度越高。例如，輸入模擬電壓的變化范圍為0～5V，輸出8位二進制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V ＝20mV；而輸出12位二進制數(shù)可以分辨的最小模擬電壓為5V ≈。（2）相對精度在理想情況下，所有的轉換點應當在一條直線上。相對精度是指實際的各個轉換點偏離理想特性的誤差。（3）轉換速度轉換速度是指完成一次轉換所需的時間。轉換時間是指從接到轉換控制信號開始，到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出信號所經過的這段時間。第4章 總體方案設計本設計的主要目的是使標準的220V的交流電通過一系列電子元器件的轉換作用后轉變成多路低壓的直流電源，其轉換方式主要是由變壓器，整流元器件，濾波元器件，穩(wěn)壓器件，A/D轉換器，單片機AT89S52及LED數(shù)碼管來實現(xiàn)。下面將要詳細敘述本設計的總體方案實現(xiàn)過程。 圖41 初期原理圖在本設計中采用220V/50Hz變壓器可將220V交流電轉變?yōu)?5V直流電并且通過橋式整流，再通過1000uF的電解電容濾波，然后通過整流芯片7807817912等實現(xiàn)輸出+5V、+12V、12V的真流電壓輸出。 然而輸入端電容為1000uF的電解電容，輸出端電容為1uF電解電容通過在電路板上搭接所測出來的輸入端兩端電壓僅有2V~4V極為不穩(wěn)定并且紋小較為明顯，未能達到理想要求后經反復調試查閱資料修改為符合要求的電路。 圖42最終定型原理圖由于初期原理圖僅在大體方向上符合要求，后經不斷的調試、完善做成如上圖符合要求的電路。在7805之前串接一個100歐左右的電阻（起分壓的作用）、測量依然未達到理想效果，通過閱資料需在7805 1872 7912的兩端分別接入二極管4001后基本達到理想的要求，所加入的二極管起到了防止自激的作用。圖43后端顯示部分原理圖ADC0804是8位全MOS 中速A/D轉換器、它是逐次逼近式A/D轉換器，片內有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，可以和單片機直接接口。單通道輸入，轉換時間大約為100us。ADC0804轉換時序是：當CS＝0許可進行A/D轉換。WR由低到高時，A/D開始轉換，一次轉換一共需要66－73個時鐘周期。CS與WR同時有效時啟動A/D轉換，轉換結束產生INTR信號（低電平有效），可供查詢或者中斷信號。在CS和RD的控制下可以讀取數(shù)據(jù)結果。 第5章 方案具體實現(xiàn)圖51 橋式整流電路當正半周時二極管DD3導通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。當負半周時二極管DD4導通，在負載電阻上得到正弦波的負半周。在負載電阻上正負半周經過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。具有全波整流電路的優(yōu)點，而同時在一定程度上克服了它的缺點。橋式整流電路的優(yōu)點是輸出電壓高，紋波電壓較小，管子所承受的最大反向電壓較低，同時因電源變壓器在正、負半周內都有電流供給負載，電源變壓器得到了充分的利用，效率較高。因此，這種電路在半導體整流電路中得到了頗為廣泛的應用。如下圖52所示，220V的交流電從左端輸入，通過線圈初次極匝數(shù)之比為2064：234的變壓器的變壓作用變壓成25V左右的較小電壓。由于電源變壓器在正、負半周內都有電流供給負載，當變壓器為正半周時，將在電解電容上形成上正下負的半波整洗電壓，當變壓器為負半周時，將在電解電容上形成上正下負的另外半波的整流電壓，如此重復下去，結果在電解電容上便得到全波整流電壓。然后再利用電解電容的濾波作用和其充放電特性將交流變成比較穩(wěn)定的直流電壓。 圖52 變壓整流部分圖53 在橋式電路中的電容濾波電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C應該并聯(lián)在負載兩端。若電路處于正半周，二極管DD3導通，變壓器次端電壓v2給電容器C充電。此時C相當于并聯(lián)在v2上，所以輸出波形同v2 ，是正弦形。 圖54濾波后波形 應用在本設計中是因為電容濾波電路簡單，負載直流電壓VL較高，紋波也較小，它的缺點是輸出特性較差，故適用于負載電壓較高，負載變動不大的場合。由于電抗元件在電路中有儲能作用，并聯(lián)的電容器在電源供給的電壓升高時，能把部分能量存儲起來，而當電源電壓降低時，就把能量釋放出來，使負載電壓比較平滑，電容具有平波的作用；與負載串聯(lián)的電感，當電源供給的電流增加（由電源電壓增加引起）時，它把能量存儲起來，而當電流減小時，又把能量釋放出來，使負載電流比較平滑，即電感也有平波作用。在整流電路中，經二極管整流后的波形是脈動電流，其中既有直流成份，也有交流成份。必須經濾波后，將交流成份去除，得到較純的直流電流。圖55濾波部分 [8]圖56是由7805，7812和7912組成的正，負輸出穩(wěn)定的穩(wěn)壓器。本設計要求經過變壓濾波后電壓為+5V和177。12V,在7805，,濾除紋波，保持輸出端電壓穩(wěn)定。圖56 7805和7912的接入方式在本設計中所應用的原理圖及實物如下圖圖57 7805和7912電路中接入示意圖 圖58 7805實物圖 圖59 7812實物圖 圖510 7912實物圖在本設計中，控制電路由AT89S52來實現(xiàn)。 [9]與MCS51單片機產品兼容8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線 、三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒看、門狗定時器雙、數(shù)據(jù)指針、掉電標識符 。 [1][9]AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 圖511 AT89S52引腳圖 單片機AT89S52 C語言源程序[7][9]include code unsigned char seg7code[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。