【正文】 suo_c=0。 主程序 編寫 如下 : main() { init()。主要包括主程序、 AD 轉換相關程序 、鍵盤數(shù)據(jù)采集程序和顯示程序等部分。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線 在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。由于械觸點的的 彈性作用，一個按鍵開關在閉合和斷開的瞬間均有一連串的抖動，抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般為 51Oms，這是一個很重要的參數(shù)，抖動過程引起電平信號的波動，有可能令CPU 誤解為多次按鍵操作，從而引起誤處理。這種鍵盤易于使用，但硬件比較復雜，對于主機任務繁重之情況，采用 8279 可編程鍵盤管理接口芯片構成編碼式鍵盤統(tǒng)是很實用的方案。 按鍵電路設計 鍵盤原理 鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中，實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能，是人工干預主要手段。完全沒有輻射的優(yōu)點，即使長時間觀看 LCD 顯示器屏幕也不會對眼睛造成很大傷害。由于通過控制是否透光來控制亮和暗，當 色彩不變時，液晶也保持不變，這樣就無須考慮刷新率的問題。 在本設計系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)輸出的穩(wěn)定性及準確率，系統(tǒng)采用閉環(huán)控制技術，通過 A／ D 轉換器 ADC0801 對輸出進行實時監(jiān)測，如果輸出誤差較大便可通過單片機自動調整輸出。輸入電壓越大反向積分時間越長，用高頻標準脈沖計數(shù)測此時間，即可得到相應于輸入電壓的數(shù)字量。根據(jù) A/D 轉換器的工作原理，常用的 A/D 轉換器可分為兩種，雙積分式 A/D 轉換器和逐次逼近式 A/D 轉換器。當使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。 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。 MCU 控制電路 MCU 控制電路設計 主要由 AT89C51 和鎖存器 74LS573 組成，其中 P0 口作為液晶顯示器LCD1602 的數(shù)據(jù)口， P1 口作為 AD0801 及 DAC0832 的數(shù)據(jù)口，此時 P1 口采用分時復用技術。amp。 DAC0832 主要由 8 位輸入寄存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉換器以及輸入控制電路四部分組成。 ? 輸出電壓擺幅大（ 0 至 ) 。 智能穩(wěn)壓電源設計 25 ? 低輸入偏流。 ? 電源電壓范圍寬：單電源 (3— 30V)；雙電源 (177。 LM358 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式和貼片式。由于 DAC0832 是電流型 DA 芯片，所以需要對其進行 I— V 變換，此電路中 I— V 變換通過 LM358 實現(xiàn)，然后將其相應輸出電壓加至 LM2576ADJ的可調端（ 4 腳），變可得到相應輸出電壓。4 ％； （ 3） 最少只需要 4個外圍組件， 3A 的 輸出大電流應用電路 （ 4） 較寛的輸入電壓范圍， HV 型號甚至可達 40V～ 60V； （ 5） 內部振蕩器產(chǎn)生 52KHz 固定頻率； （ 6） 可用 TTL 電平關閉輸出，低功耗待機模式，典型待機電流為 50μA ； （ 7） BUCK 式降壓器，較高的轉換效率； （ 8） 過熱和過流保護； （ 9） 可實現(xiàn) BuckBoost 式正 負電壓轉換器。 L 是經(jīng)計算并查表選出的電感 L2O L202 的值，輸出電容選擇 25V/100uF 極性電解電容。電路圖如 35 所示： 圖 35 穩(wěn)壓輸出電路圖 從電路圖 35 可以看出，該電路輸入電容 C20 C202 一般應大于 100uF,安裝時要求盡量靠近 LM2576 輸入引腳，其耐壓值應與最大輸入電壓匹配。具有 8 腳封裝的 UC3842 芯片各引腳功能如下：腳 1 為誤差放大器輸出，用于環(huán)路補償；腳 2 是誤差放大器的反相輸入，通常通過一個電阻分壓器連至開關電源輸出，起電壓反饋作用；腳3 為電流取樣引腳，脈寬調制器使用 此信息終止輸出開關的導通，保護開關管不致過流損壞；腳 4 用于定時，通過時間電阻 RT 連接至參考輸出引腳 8 以及時間電容 CT連接至地，使振蕩器頻率和最大輸出占空比可調，振蕩頻率為 f=（ RT CT），工作頻率可達 500kHz；腳 5 是控制電路和電源的公共地；腳 6 是輸出驅動開關管的方波引腳，為圖騰柱式輸出，可直接驅動功率管 MOSFET 的柵極；腳 7 是控制集成電路的正電源（ Vcc）；腳 8 是參考輸出引腳，它通過電阻 RT 向電容 CT 提供充電電流。 PWM 電路控制功率推動電路，進而驅動開關變壓器進行電壓轉換，轉換后的電壓經(jīng)電壓反饋電路矯正得到穩(wěn)定的輸出電壓 ；電壓取樣電路將采集的電壓信息送至單片機，從而顯示當前電壓值。 PWM 控制 器采用 UC3842 集成電路， UC3842 是一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調制器。所以，實現(xiàn)了逐個脈沖的電流限制。 1A 的峰值電流。當 UC3842 用來驅動功率 MOS 管時，開關頻率可高達 500KHz，一般用在 250KHz 左右，開關穩(wěn)壓電源工作更穩(wěn)定。芯片正常工作時的電流為 11mA～ 15mA。 當 VIN 低于 16V 時，整個電路耗電緊 1mA,即電路的啟動電壓為 16V，啟動電流為 1mA，此時，處于待機狀態(tài)。所以，這個電壓控制環(huán)可以獲得較高的電壓調整率。時間常數(shù)越大，電荷改變得越慢，則電壓變化也越慢，即交流分量越小，也就“濾除”了交流分量，經(jīng)過濾波后，輸出電壓的紋波減小，直流成分得到提高。 圖 32 橋式整流電路 濾波是為了降低輸出電壓的脈動分量，得到較為平滑的直流電源，常有的濾波電路有電容濾波、 RC（ LC） ∏型的濾波形式。系統(tǒng)工作結構框圖如圖 31所示 ： 16 圖 31 智能穩(wěn)壓電源系統(tǒng)原理圖 本智能穩(wěn)壓電源 系統(tǒng)主要由 AT89C51 單片機、 整流濾波電路 、 PWM 控制電路、穩(wěn)壓輸出電路、可調輸出電路、 鍵盤輸入電路和顯示電路等部分組成。振蕩脈沖 的 負半周到來，電源調整管的基極 或可控硅的控制極電壓低于原來的設置電壓，電源調整管截止， 310V 電源 被關斷，開關變壓器次級沒電壓，這時各電路所需的工作電壓就靠次級 電 路整流后的濾波電 容放電來維持。但 內部功耗大，轉換效率低，一般只有45％；體積大，重量重，不便于微型化和小型化；必須具有較大的輸入和輸出濾波電容；輸出電壓動態(tài)范圍小，線性調整率低；輸出電壓不能高于輸入電壓 [9]。此類芯片內部集成有 PWM 發(fā)生器、 A/D 轉換器、EPROM/EEPROM 或快速可擦寫存儲器 FlashMemory 等適用于電動淚 L 調速的外圍硬件設備，大大減少 CPU 的十預時間，保證 CPU 可以實現(xiàn)更多復雜的控制功能。 (2)采用專用大規(guī)模集成電路產(chǎn)生 SPWM 信號。低廉、節(jié)能、高效、 靜音以及高可靠性的變頻產(chǎn)品成為趨勢，各種新型的 PWM 控制芯片不斷涌現(xiàn)。 1977 年國外首先研制成脈寬調制（ PWM）控制器集成電路，美國摩托羅拉公司、硅通用公司、尤尼德公司等相繼推出一批 PWM 芯片，典型產(chǎn)品有 MC3520,SG3524,芯片。晶體管因為有三種極性，所以也有三種的使用方式，分別是發(fā)射極接地（又稱共射放大、 CE組態(tài)）、基極接地、集電極接地。 TTL 與非門是將若干個晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的 硅片 上，封裝成一個獨立的元件。當開關管 VT1 截止時，電感Ｌ中的電流繼續(xù)流通，并感應出上負下正的電壓，經(jīng)二極管 VD1 向負載供電，同時給電容Ｃ充電。 5．反轉式開關電源 反轉式開關電源的典型電路如圖 27 所示。它屬于雙端式變換電路，高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。 自激式開關電源中的開關管起著開關及振蕩的雙重作從，也省去了控制電路。 圖 25 自激式開關電源 當接入電源后在 R1 給開關管 VT1 提供啟動電流，使 VT1 開始導通，其集電極電流 Ic 在 L1 中線性增長，在 L2 中感應出使 VT1 基極為正，發(fā)射極為負的正反饋電壓，使 VT1 很快飽和。當開關管 VT1 導通時，電感Ｌ儲存能量。當開關管 VT1 截止時，電感 Ｌ 感應出左負右正的電壓，經(jīng)負 載 RL 和續(xù)流二極管 VD1 釋放電感Ｌ中存儲的能量，維持輸出直流電壓不變。 從上式可以看出，當 Um 與 T 不變時，直流平均電壓 Uo 將與脈沖寬度T1 成正比。因此下面就主要介紹調寬式開關穩(wěn)壓電源 [5]。 控制電路為一脈沖寬度調制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。 研究 主要 內容 設計一個具有設置功能、步進功能和顯示功能的開關穩(wěn)壓電源，其指標為： 輸出電壓：177。 目前 市場上開關電源中功率管多采用雙極 型晶體管，開關頻率可達幾十千赫； 采用 MOSFET 的開關電源轉換頻率可達幾百千赫。而且其對電網(wǎng)的 適應能力也有較大的提高，一般串聯(lián)穩(wěn)壓電源允許電網(wǎng)波動范圍220177。開關型穩(wěn)壓電源直接對電網(wǎng)電壓進行整流、濾波、調整，然后由開關調整管進行穩(wěn)壓，不需要電源變壓器。 開關型穩(wěn)壓電源采用功率半導體器件作為開關，通過控制開關的占空比調整輸出電壓。 20 世紀 50 年代，美國宇航局以小型化、重量輕為目標，為搭載火箭開發(fā)了開關電源。這種傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源技術比較成熟，并且已有大量集成化的線性穩(wěn)壓電源模塊，具有穩(wěn)定性能好、輸出紋波電壓小、使用可靠等優(yōu)點。 穩(wěn)壓 電源的發(fā)展 隨著電子技術的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應用領域越來越廣泛，電子設備的種類也越來越多，電 子設備與人們的工作、生活的關系日益密切。 輸出電壓中的交流分量的大小，常用紋波系數(shù) SO表示，即 UUS OmnO ? （ 14） 式中 Umn— 輸出電壓中交流分量基波最大值； Uo— 輸出電壓中 的直流分量。 電源內阻 rn 的定義：當市電電網(wǎng)電壓不變化情況下，電源輸出電壓變化量△ UO 與輸出電流變化量△ IO 之比，即 0?????U iIUrOOn （ 12） 顯然， rn越小，抑制能力越強。其電壓調整率Su 的定義：當電網(wǎng)變化 10％時輸出電壓相對變化量得百分比。 10％的變化時在規(guī)定允許范圍內），輸出直流電壓也相應變化。 （ 2）輸出電壓和電壓調節(jié)范圍按照負載的要求來決定。按電源相數(shù)可分為單項、三相、多相。日本 NemicLambda 公司最新推出的一種采用軟開關技術的高頻開關電源模塊 RM 系列，其開關頻率為（ 200300） kHz，功率密度已達到 27 W/cm3，采用同步整流器（ MOSFET 代替肖特基二極管），是整個電路效率提高到 90%左右 [3]。 （ 2） Boost 電路 — 升壓斬波器，其輸出平均電壓 Uo 大于輸入電壓 Ui，極性相同。 DC/DC 變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。反饋調整型穩(wěn)壓電源具有負反饋閉環(huán)，是閉環(huán)自動調整系統(tǒng)，它的優(yōu)點是技術成熟，性能優(yōu)良、穩(wěn)定，設計簡單與制造。 下面以線性電源和開關電源做介紹。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。 15V, adjustable to control in part by highperformance microcontroller core, by adjusting the LM2576ADJside, to achieve the digital output voltage adjustable, the input mode with the keyboard, the output voltage with LCD display, to achieve targets ripple factor Um ≤ 5mU, stability △ V0 / V0 100% ≤ 1%, step , the system has good stability, high accuracy, low cost, high efficiency, its performance is far superior to the traditional linear adjustable power supply, greatly improved the performance of traditional power supply, easy to use, suited for general use in teaching and research. Keyword: switching power supply； regulators； 51MCU； A/D； D/A 智能穩(wěn)壓電源設計 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................I ABSTRACT.................................................................................................................