【文章內(nèi)容簡介】 接人負載 RL （開關(guān)S合上） 的情況：設(shè)變壓器副邊電壓 V2從 0 開始上升 （即正半周開始） 時接人負載 RL，由于電容器在負載未接人前充了電，故剛接入負載時V2Vc ，二極管受反向電壓作用而截止，電容器 C 經(jīng) RL 放電，放電的時間常數(shù)為，因 一般較大，故電容兩端的電壓 Vc 按指數(shù)規(guī)律慢慢下降。其輸出電壓 VL = Vc ， 的 ab 段所示。與此同時，交流電壓 V2 按正弦規(guī)律上升。當 V2Vc 時，二極管 D1 、D3 受正向電壓作用而導通，此時 V2 經(jīng)二極管 D1 、D3 一 方面向負載 RL 提供電流，另一方面向電容器 C 充電，Vc ，圖中bc段上的陰影部分為電路中的電流在整流電路內(nèi)阻 Rint 上產(chǎn)生的壓降。Vc隨著交流電壓 V2 升高到接近最大值 。然后，V2 又按正弦規(guī)律下降。當 V2 Vc時， 二極管受反向電壓作用而截止，電容器 C 又經(jīng) RL 放電，Vc 中的cd段。電容器 C 如此周而復始地進行充放電， 所示的一個近似鋸齒波的電壓 VL=Vc，使負載電壓的波動大為減小。由以上分析可知，電容濾波電路有如下特點：（1）二極管的導電角 ，流過二極管的瞬時電流很大， 所示。電流的有效值和平均值的關(guān)系與波形有關(guān)，在平均值相同的情況下，波形越尖，有效值越大。在純電阻負載時，變壓器副邊電流的有效值 I2= IL，而有電容濾波時，I2 =（～2）IL 。（2）負載平均電壓 VL 升高，紋波（交流成分）減小，且RLC越大，電容放電速率越慢，則負載電壓中的紋波成分越小，負載平均電壓越高。 為了得到平滑的負載電壓，一般取 （）T 為電源交流電壓的周期。（3） 負載直流電壓隨負載電流增加而減小。VL 隨 IL 的變化關(guān)系稱為輸出特性或外特性，如圖210 所示。C 值一定，當 即空載時 （）當 C＝0，即無電容時在整流電路的內(nèi)阻不太大（幾歐）和放電時間常數(shù)滿足的關(guān)系時，電容濾波電路的負載電壓 VL 與 V2 的關(guān)系約為 （）圖210 橋式整流電路的輸出特性總之，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。 因為電容濾波電路多用于小功率電源，故本次設(shè)計采用電容濾波電路。因為RL=VL/IL=30V/1A=30Ω，T=50HZ,由公式（）知， 根據(jù)公式算出得, C17=1334uf，本次設(shè)計取2200uf，達到更好的濾波效果。 穩(wěn)壓電路 圖211 穩(wěn)壓電路圖上圖211是7824作為輸出電壓V0固定的典型電路圖，正常工作時，輸入/輸出電壓差為23V。本次設(shè)計選擇壓差為3V。輸入電壓為經(jīng)整流濾波后的+27V，輸出為+24V。電路中靠近引腳處接入電容C18和C20用來實現(xiàn)頻率補償,防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生調(diào)頻自激振蕩和抵制電路引入的高頻干擾, 。C19是電解電容,以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾. uF到1 uF之間, uF。D1是保護二極管,當輸入端適中時，給輸出電容器C19一個放電通路，防止C19兩端電壓作用于調(diào)整管的be結(jié)，造成調(diào)整管be結(jié)擊穿而損壞。本次設(shè)計取1N4002型號。因為其最大反向電壓為100V，允許最大電流為1A，符合本次設(shè)計要求。 本次作為例子詳細介紹的+24V直流穩(wěn)壓電源到這里就結(jié)束了，其他電源的設(shè)計原理和+24V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計的原理基本相同,在這里就不多做說明了，具體原理圖及各器件的選擇和參數(shù)見附錄2。本次設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源Proteus硬件原理仿真圖212所示如下：圖212 電源硬件原理仿真總體圖仿真結(jié)果顯示圖如下圖213所示：圖213 仿真結(jié)果顯示圖3 緊急按鈕報警設(shè)計在住宅中，難免會發(fā)生一些緊急突發(fā)事件，譬如家中遇到盜賊入室行兇搶劫，家中老人遇到緊急病情而無他人在旁時，它們需要在第一時間獲得救助等情況，我們只需在家中主要位置安裝緊急呼叫按鈕，當住戶需要求助時只須按下緊急呼救按鈕，感應(yīng)器控制器獲取信號后啟動報警動作，通過電話網(wǎng)絡(luò)將語音信號傳至小區(qū)管理中心或當?shù)嘏沙鏊?，值班人員接到報警后，立即派人趕赴現(xiàn)場處理，使住戶得到及時的救助。由于時間和資源的限制，我們本次設(shè)計報警系統(tǒng)由簡單的聲光報警代替。本次設(shè)計要求設(shè)計八個不同的緊急按鈕，八個緊急報警按鈕表示不同的意義，并標為數(shù)字序號1到8以區(qū)分其不同的意義。通過編寫程序,要求按鈕按下去，就會產(chǎn)生相應(yīng)的聲光報警，八個按鈕分別對應(yīng)八個發(fā)光二極管。不僅如此，還要求編寫程序別兩個數(shù)碼管分別顯示被按下按鈕的序號和報警聲響的次數(shù)。報警聲音編寫為救護車報警聲音。設(shè)置每次報警聲響三次，中斷響應(yīng)結(jié)束，所有顯示也隨之結(jié)束。本次緊急按鈕設(shè)計所用主要器件有8線3線優(yōu)先編碼器74HC148，AT89C51單片機，LED數(shù)碼顯示管，由于編碼器比較常用，在這里就不作介紹。單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。AT89C51簡介圖31 AT89C51引腳圖AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。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，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機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。外形及引腳排列如上圖31所示主要特性：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(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1288位內(nèi)部RAM32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 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。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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(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P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸