【導(dǎo)讀】法及組成系統(tǒng)的軟、硬件。本設(shè)計(jì)以單片微機(jī)為核心的直流斬波器實(shí)現(xiàn)直流電壓的斬波。降壓控制，斬波開(kāi)關(guān)元件采用電力電子器件IGBT。由于89S52的應(yīng)用,使系統(tǒng)具有外。圍器件少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、可靠性高等特點(diǎn)，系統(tǒng)具備過(guò)壓過(guò)流保護(hù)策略。果表明，電路性能穩(wěn)定，工作可靠，達(dá)到預(yù)期要求。高、不需要大容量的濾波電容等特點(diǎn)，被廣泛用作直流變換器即DC/DC[5]。換是用一個(gè)變壓器藕合實(shí)現(xiàn)的)。船舶、電動(dòng)車(chē)等交通工具，具有加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能，并達(dá)到節(jié)約電能的效果。直流斬波器不僅能起到調(diào)壓的作用,還能起到有效抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流的作用[5][6][7][8]。功能的豐富頗有意義。直流斬波器可分為降壓型、升壓和升降壓混合型[1]，這里根據(jù)設(shè)。計(jì)任務(wù)要求擬以降壓型斬波器為案例進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)。流斬波器的完整電路設(shè)計(jì)，包括控制程序、電力電子器件驅(qū)動(dòng)、信號(hào)隔離、電磁兼容等。為靈活的配置方案。電壓的變換，即調(diào)壓作用，也被稱為直接直流-直流變換器。Sepic斬波電路、Zeta斬波電路[1][2][3][4]。

　　

【正文】 拉電阻的 8 位雙向 I/O口。每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL。對(duì) P2 各位寫(xiě)入 1，也可用做輸入。在訪問(wèn) 16位地址外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口為高 8位地址（即 PCH）。用 DPTR和 MOVX @R1類(lèi)指令訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)， P2口上的內(nèi)容是 SFR P2的內(nèi)容。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 （ 6） P3口 P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口。可用做通用 I/O口，可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL負(fù)載。當(dāng)用作輸入時(shí)，要將 P3口各位置 1。若外部負(fù)載將 P3口拉為低電平，則經(jīng)由內(nèi)部上拉電阻向外輸出電流。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3口也接收一些控制信號(hào)。 （ 7） RST 復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，在 RST腳施加兩個(gè)機(jī)器周期高電平（即 24個(gè)晶振周期）以上的高電平，將使單片機(jī)復(fù)位。 （ 8） ALE/ PROG 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG ）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH的 SFR的第 0位置 “ 1” ， ALE操作將無(wú)效。這一位置 “ 1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。否則， ALE 將被微弱拉高。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 （ 9） PSEN 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN將無(wú)效。 （ 10） EA /VPP 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為了能從 0000H 到 FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND；為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令（ 0000H 1FFFH）， EA 應(yīng)該接 VCC；如果需要可自動(dòng)轉(zhuǎn)到執(zhí)行片外 程序存儲(chǔ)器中的指令（ 2021H FFFFH）。在 flash編程期間， EA可以連接 12伏的編程電源 VPP。 第 23 頁(yè) 共 45 頁(yè) 23 （ 11） XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 （ 12） XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 晶振特性 如圖 14 所示， AT89S52 單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器， XTAL1 和 XTAL2 分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來(lái)一起構(gòu)成自激振蕩器。從外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件的話， XTAL2 可以不接 ，而從 XTAL1 接入，如圖12 所示。有時(shí)也采用外部振蕩器。這時(shí)，把外部振蕩器的信號(hào)直接連到 XTAL1端， XTAL2端懸空不用。振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)送到 CPU，作為 CPU的時(shí)鐘信號(hào)，驅(qū)動(dòng) CPU產(chǎn)生執(zhí)行指令功能的機(jī)器周期 。 石英晶振 C1,C2=30PF177。10PF 陶瓷諧振器 C1,C2=40PF177。10PF 圖 12 內(nèi)部振蕩和外部振蕩電路連接圖 特殊功能寄存器 在 80HFFH地址空間， SFR并沒(méi)有完全被占有。對(duì)于余留的空間，用戶不可使用。一方面用戶訪問(wèn) 這些單元會(huì)得到不確定的結(jié)果，另一方面這些單元將用于將來(lái)開(kāi)發(fā)的單片機(jī)產(chǎn)品。 程序存儲(chǔ)器 如果 EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開(kāi)始。對(duì)于 89S52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫(xiě)先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為 0000H～ 1FFFH）開(kāi)始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2021H~FFFFH。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 AT89S52 有 256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說(shuō)高 128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理地址上是分開(kāi)的。當(dāng)一條指令訪問(wèn)高于 7FH 的地址時(shí)， 尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（ SFR）。例如，下面的直接尋址指令訪問(wèn) 0A0H 第 24 頁(yè) 共 45 頁(yè) 24 （ P2口）存儲(chǔ)單元 MOV 0A0H , data使用間接尋址方式訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM。例如，下面的間接尋址方式中， R0 內(nèi)容為 0A0H，訪問(wèn)的是地址 0A0H的寄存器，而不是 P2口（它的地址也是 0A0H）。 MOV @R0 , data堆棧操作也是間接尋址方式。因此，高 128字節(jié)數(shù)據(jù) RAM也可用于堆?？臻g。 WDT是一種需要軟件控制的 復(fù)位方式， WDT 由 14位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門(mén)狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器（ WDTRST）構(gòu)成。對(duì) WDTRST實(shí)施寫(xiě)操作，按先寫(xiě)入 01EH，后寫(xiě)入 0E1H的順序依次寫(xiě)入 WDTRST， WDT便啟動(dòng)，即從零開(kāi)始計(jì)數(shù)，每個(gè)機(jī)器周期自動(dòng)加 1。 WDT一旦啟動(dòng)，除了復(fù)位（硬件復(fù)位或 WDT溢出復(fù)位），沒(méi)有任何辦法使 WDT停止計(jì)數(shù)。當(dāng) WDT溢出時(shí)，在 RST引腳上產(chǎn)生一個(gè)高個(gè)電平脈沖，并復(fù)位單片機(jī)。 為了激活 WDT，用戶必須向 WDTRST寄存器（地址為 0A6H的 SFR）依次寫(xiě)入 0E1H和 0E1H。當(dāng) WDT激活后，用戶必須向 WDTRST寫(xiě)入 01EH和 0E1H避免 WDT溢出。當(dāng) 14位計(jì)數(shù)器達(dá)到 16383（ 3FFFH)時(shí)，就發(fā)生溢出，并復(fù)位系統(tǒng)。由于 WDT是每一個(gè)機(jī)器周期 WDT自動(dòng)增加 1，這就意味著用戶在小于 16383個(gè)機(jī)器周期內(nèi)，必須將 WDT復(fù)位一次，為了復(fù)位 WDT，用戶必須向 WDTRST 寫(xiě)入 01EH 和 0E1H。 WDTRST 是只讀寄存器，WDT 計(jì)數(shù)器不能讀 /寫(xiě)。當(dāng) WDT 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，將給 RST 引腳產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖輸出，這個(gè)復(fù)位脈沖持續(xù) 96個(gè)晶振周期（ TOSC），其中 TOSC=1/FOSC。 在掉電模式下，振蕩器停止工作 ，這意味著 WDT也停止了計(jì)數(shù)。在這種方式下，用戶不必復(fù)位 WDTRST。有兩種方式可以退出掉電模式：硬件復(fù)位或通過(guò)一個(gè)激活的外部中斷。通過(guò)硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給復(fù)位 WDTRST，就如同通常 AT89S52 復(fù)位一樣。通過(guò)中斷退出掉電模式的情形有很大的不同。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長(zhǎng)一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。當(dāng)中斷拉高后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。為了防止 WDT在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件， WDT 直到中斷拉低后才開(kāi)始工作。這就意味著 WDT 應(yīng)該在中斷服務(wù)程序中復(fù)位。為了確保在離開(kāi)掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài) WDT不被溢 出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位 WDT。在進(jìn)入待機(jī)模式前，特殊寄存器 AUXR的 WDIDLE位用來(lái)決定 WDT是否繼續(xù)計(jì)數(shù)。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下， WDIDLE＝ 0， WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)。為了防止WDT在待機(jī)模式下復(fù)位 AT89S52，用戶應(yīng)該建立一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)離開(kāi)待機(jī)模式，復(fù)位WDTRST，再重新進(jìn)入待機(jī)模式。 中斷 AT89S52 有 6個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ 0INT 和 1INT ），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 2）和一個(gè)串行中斷 。這些中斷每個(gè)中斷源都可以通過(guò)置位或清除特殊寄存器 IE中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。 IE還包括一個(gè)中斷允許總控制位 EA ，它能一次禁止所有中斷， 。對(duì)于 AT89S52， ，用戶軟件不應(yīng)給這些位寫(xiě) 1，它們?yōu)?AT89系列新產(chǎn)品預(yù)留。定時(shí)器 2可以被寄存器 T2CON中的 TF2和 EXF2的 或 邏輯觸發(fā)。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。實(shí)際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是 TF2 或 EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由 軟件清 0。定時(shí)器 0和定時(shí)器 1標(biāo)志位 TF0 和 TF1在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S5P2被置位。它們的值一直到下一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。然而，定時(shí)器 2 的標(biāo)志位 TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期 第 25 頁(yè) 共 45 頁(yè) 25 的 S2P2被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來(lái)。各中斷源對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序首地址：外部中斷 0，其入口地址為 0003H；定時(shí)器 0中斷，中斷入口地址為 000BH；外部中斷 1，其入口地址為 0013H；定時(shí)器 1中斷，中斷入口地址為 001BH；定時(shí)器 2中斷，中斷入口地址為 002BH。 Flash編程的并行模式及編程方法 AT89S52 帶有用作編程的片上 Flash 存儲(chǔ)器陣列。編程接口需要一個(gè)高電壓（ 12V）編程使能信號(hào)，并且兼容常規(guī)的第三方 Flash或 EPROM編程器。 AT89S52程序存儲(chǔ)陣列采用字節(jié)式編程。 編程方法 :對(duì) AT89S52編程之前，需根據(jù) Flash編程模式表和對(duì)地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)設(shè)置?？刹捎孟铝胁襟E對(duì) AT89S52編程： 1．在地址線上輸入編程單元地址信號(hào) 2．在數(shù)據(jù)線上輸入正確的數(shù)據(jù) 3．激活相應(yīng)的控制信號(hào) 4．把 EA /Vpp升至 12V 5．每給 Flash寫(xiě)入一個(gè) 字節(jié)或程序加密位時(shí)，都要給 ALE/ PROG 一次脈沖。每個(gè)編程脈沖編程一個(gè)字節(jié)或一個(gè)鎖定位，寫(xiě)入周期是內(nèi)部自動(dòng)定時(shí)，典型值為 50us。改變輸入地址和數(shù)據(jù)，重復(fù)第 1步到第 5步，直到全部目標(biāo)文件編程結(jié)束。 控制電路原理 控制電路如圖 10 所示，由過(guò)電流保護(hù)電路、過(guò)電壓和過(guò)電流報(bào)警電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電壓采樣電路等組成。 過(guò)電流保護(hù)電路 （ 1）過(guò)電流保護(hù)電路組成 保護(hù)電路在系統(tǒng)中不可缺少，良好的保護(hù)措施可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。過(guò)電流出現(xiàn)的原因是系統(tǒng)電路或負(fù) 載不正常，因此必須保證電路中有可靠的過(guò)電流保護(hù)電路。該電路的作用是防止電路中電流過(guò)大而損壞元件。過(guò)電流判斷采用比較器，將輸入電流信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行比較，得到過(guò)流信號(hào)送到單片機(jī)的位口 ，單片機(jī)作出過(guò)流處理響應(yīng)，關(guān)斷 IGBT，起到過(guò)電流保護(hù)作用 [13][14]。過(guò)電流保護(hù)電路由比較器、二極管 6D 、 7D 、滑動(dòng)變阻器 7R 、電阻 6R 組成。由主電 路中的取樣電阻R3產(chǎn)生電流信號(hào)經(jīng)過(guò) 6R 送到比較器的信號(hào)反相輸入端，與比較器的信號(hào)正相輸入端的參考信號(hào)進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果信號(hào)，由比較器的 1 腳輸出送到單片機(jī)的 位口。 （ 2）比較器的選擇 比較器是對(duì)兩輸入電壓的相對(duì)比較，在輸出端得到高電平或低電平的電路器件。它有兩個(gè)輸入端 (一個(gè)同相輸入端 ,一個(gè)反相輸入端 )、一個(gè)輸出端。系統(tǒng)中無(wú)特殊要求，選用通用比較器 LM393 即可。因 LM393 為 OC 門(mén)輸出，因此必須加上拉電阻，見(jiàn)圖 10 中 R14，電阻取值為 /。 （ 3）比較器 LM393 的工作原理 設(shè)輸入電壓、基準(zhǔn)電壓分別為 inV 、 refV ，當(dāng) inV refV ，那么比較器 LM393 輸出 第 26 頁(yè) 共 45 頁(yè) 26 為低電平；當(dāng) inV refV ,則輸出為高電平。 （ 4）過(guò)電流保護(hù)電路元件計(jì)算與選擇 根據(jù)電路需的要， 6D 、 7D 可選擇型號(hào)為 IN4007 的二極管，在電路中起到保護(hù)比較器 LM393 的作用，防止輸入電壓壓差過(guò)大而而損壞比較器 LM393。 滑動(dòng)變阻器 7R 可以調(diào)節(jié)參考電壓值，電阻 6R 及滑動(dòng)變阻器 7R 根據(jù)實(shí)際考慮選擇阻值均為 10KΩ。 過(guò)電流和過(guò)電壓報(bào)警電路 [12] （ 1）過(guò)電流報(bào)警電路 過(guò)電流報(bào)警電路由發(fā)光二極管 12D 和電阻限流電阻 12R 組成，起到過(guò)電流報(bào)警的作用。工作原理：通過(guò)程序控制單片機(jī) I/O 端口電平的高低，進(jìn)而控制發(fā)光二極管的亮、滅。系統(tǒng)通過(guò)對(duì) 端口置 1 或置 0，控制 端口電平的高或低。 端口電平為高電平時(shí)，發(fā)光二極管兩端壓差為零，發(fā)光二極管不亮；當(dāng) 端口電平為低時(shí)，發(fā)光二極管被驅(qū)動(dòng)，燈亮。 元件計(jì)算：（見(jiàn)圖 10）電阻 12R 作用是限制通過(guò)發(fā)光二極管 12D 的電流，從而達(dá)到減少功耗和滿足端口對(duì)最大電流的限制。發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流為 mA5 至 mA10 ，二極管的導(dǎo)通壓降為 ，所以 ???? 6605/)(12 mAVR ,可取 ??68012R 。當(dāng) 是高電平時(shí)，單片機(jī)程序使 電平高低交替變化，使發(fā)光二極管 12D 閃爍，從而表明已發(fā)生電流故障。 （ 2）過(guò)電壓報(bào)警電路 過(guò)電壓報(bào)警電路如圖 10 中所 示，由發(fā)光二極管 13D 和限流電阻 13R 組成。電阻 13R作用是限制通過(guò)二極管 13D 的電流 ,從而達(dá)到減少功耗和滿足對(duì)端口最大電流的限制。該電路的原理與分析同過(guò)電流報(bào)警電路，不再贅述。當(dāng)發(fā)光二極管 13D 就閃爍時(shí)，表明電壓過(guò)高。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇和參數(shù)的計(jì)算 （ 1）模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的選擇 系統(tǒng)中采集的是電壓和電 壓信號(hào)，皆是模擬量，需要通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能處理的數(shù)字量 [12]。利用 A/D 方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮三方面的內(nèi)容：一個(gè)方面是如何針對(duì)系統(tǒng)的需求選擇合適的 A/D 器件，二是根據(jù)選擇的 A/D 器件設(shè)計(jì)外圍電路和單片機(jī)的接口電路，三是如何編寫(xiě)控制 A/D 器件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的單片機(jī)程序。基于以上三方面的考慮，模數(shù)轉(zhuǎn)換器件選擇 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路如圖 10 中所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路主要由 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)