【正文】 低電平。1LSB 不可調(diào)整誤差）和低噪聲的特點。內(nèi)部轉換器具有高速（ 10181。芯片內(nèi)部有一個 14 通道多路選擇器，可選擇 11 個模擬輸入通道或 3 個內(nèi)部自測電壓中的任意一個進行測試。DATA OUT 為 A/D 換結束 3 態(tài)串行輸出端，它與微處理器或外圍的串行口通信，可對數(shù)據(jù)長度和格式靈活編程。 其中 A0～ A10（ 1～ 9 、 1 12 腳）為 11 個模擬輸入端， REF+（ 14 腳，通常為 VCC）和 REF（ 13 腳，通常為地）為基準電壓正負端， CS（ 15 腳）為片選端，在 CS 端的一個下降沿變化將復位內(nèi)部計數(shù)器并控制和使能 ADDRESS、I/O CLOCK （ 18 腳）和 DATA OUT（ 16 腳）。 TLC1543 為 20 腳 DIP 裝的 CMOS[5]。 TLC1543AD 轉換芯片 TLC1543 美國 TI 司生產(chǎn)的多通道、低價格的模數(shù)轉換器。 用同樣的方法將其余 3 個數(shù)字 “ 678” 送數(shù)碼管 2， 3， 4 顯示，于是最后則可以在 4 位 LED 顯示器上看到 “ 5678” 四個數(shù)字。） 例如，現(xiàn)在要顯示 5678 四個數(shù)字，則首先應該將 “ 5” 的 顯示代碼（共陰LED 顯示器的顯示代碼為 6DH，共陽 LED 顯示器的顯示代碼為 92H）由 送出，然后 ~~ 輸出相應位碼（ LED 為共陰則 ~~ 輸出 1000，） LED為共陰則 ~~ 0111）時，則可以看到在數(shù)碼管 1上顯示的數(shù)字為 “ 5” 。但如果要顯示不同字符，則要借助位選碼來控制。 在此電路中，單片機的 P0 口用于控制 4 位 LED 的段選碼： P1口的 ~~用于控制 4 位 LED 位選碼。 圖 動態(tài)顯示圖 所謂動態(tài)顯示，就 是將要顯示的多位 LED 顯示器采用一個 8 位的段選端口，然后采用動態(tài)掃描一位一位地輪流點亮各位顯示器。 這種電路的優(yōu)點在于：在同一時間可以顯示不同的字符；但缺點就是占用端口資源較多。 所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。 數(shù)碼管顯示方式 點亮 LED 顯示器有兩種方式：一是靜態(tài)顯示；二是動態(tài)顯示。 8 個筆劃段 hgfedcba 對應于一個字節(jié)（ 8 位）的 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用 8 位二進制碼就可以表示欲顯示字符的字形代碼。 表 32 字型 共陽極 共陰極 dp g f e d c b a 字型碼 dp g f e d c b a 字型碼 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 6 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8H 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 8 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH A 1 0 0 0 1 0 0 0 88H 0 1 1 1 0 1 1 1 77H B 1 0 0 0 0 0 1 1 83H 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH C 1 1 0 0 0 1 1 0 C6H 0 0 1 1 1 0 0 1 39H D 1 0 1 0 0 0 0 1 A1H 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH E 1 0 0 0 0 1 1 0 86H 0 1 1 1 1 0 0 1 79H F 1 0 0 0 1 1 1 0 8EH 0 1 1 1 0 0 0 1 71H 滅 1 1 1 1 1 1 1 1 FFH 0 0 0 0 0 0 0 0 00H 共陰和共陽結構的 LED 顯示器各筆 劃段名和安排位置是相同的。如要顯示“ 0”，共陽極數(shù)碼管的字型編碼應為： 11000000B（即 C0H）；共陰極數(shù)碼管的字型編碼應為： 00111111B（ 3FH）。數(shù)據(jù)字位數(shù)與LED 段碼的關系如表所示。當在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓是，該段筆劃即點亮；不加電壓則該段二極管不亮。發(fā)光二極管的陽極連在一起稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。 數(shù)碼管結構及原理 單片機中使用 7 段 LED 構成字形“ 8”，另外，還與一個小數(shù)點發(fā)光二極管用以顯示數(shù)字、符號及小數(shù)點。前者價廉，配置靈活，與單片機接口方便；后者可進行圖形顯示，但接口復雜，成本較高。在 89C51中， P3端口還用于一些復位功能。對端口寫 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。 長沙航空職業(yè)技術學院 15 P3端口： P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 端口。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVXRI指令）時， P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中 P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。 P2作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，哪些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P2的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式） 4個 TTL 輸入。在對 FLASH 編程和程序校驗時， P1接收低 8位地址。 P1端口： P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 端口。在 FLASH 編程時， P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。 輸入 /輸出引腳 P0端口： P0是一個 8位漏極開路型雙向 I/O 接口，作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動 8個 TTL 輸入，在對端口寫 1時，又可作高阻抗輸入端用。當 VPP 端保持高電平（接 Vcc端）時， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。要是 CPU 只訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），則 VPP 端必須保持低電平（接地）。當 80C51由外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效（即輸出 2個脈沖 ).但在此期間內(nèi)，每當訪問外部數(shù)據(jù) 存儲器時，這兩次有效的信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，該設定禁止 ALE 位無效。 如果需要的話，通過對專用寄存器 (SFR)區(qū)中的 8EH 單元的 DO 位置數(shù)，可禁止 ALE 操作。然而注意的是：每當訪問外部數(shù) 據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。即使不訪問外部存儲器， ALE 端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的 1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號。當振蕩器運行時，在該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復位。采用外部振蕩器時，此引腳作為外部振蕩信號的輸入端。當采用外部振蕩器時， 此引腳接地。下面分別敘述這些引腳的功能。 （系統(tǒng)時鐘為 12MHz 時）：大部分指令執(zhí)行時間為 1us；少部分執(zhí)行指令時間為 2us；只有乘、除指令的執(zhí)行時間為 4us。 ：全雙工， 2 跟 ：在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的 128B 中劃出一部分作為寄存器區(qū)，分為四個區(qū)，每個區(qū) 8 個通用寄存器。 R8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 ?？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。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AT89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 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(nèi)晶振及時鐘電路。 AT89S52 單片機 的介紹 AT89S52 單片機為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flsah 存儲器 ， 使用高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 因此，我們采取方案二，通過單片機來控制直流穩(wěn)壓電源的輸出。因此 開關電源效率高，小型化等優(yōu) 優(yōu)點。精度高，連續(xù)可調(diào)， 利用晶體管工作在飽和導通和截止狀態(tài)時，管耗很小。而方案二基于單片機控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。 CEU 很大。另外抗干擾能力較差。其結構框圖如下所示： 圖 可調(diào)電源結構框圖 長沙航空職業(yè)技術學院 11 方案選擇 以上兩種方案均可以達到輸出穩(wěn)壓電源的要求。 輸出電壓波形由單片機的輸出數(shù)據(jù)控制，不僅可以輸出直流電平，而且只要預先生成波形的量化數(shù)據(jù)，就可以產(chǎn)生多種波形輸出。設計 方案采用單片機作為控制器完成數(shù)控部分、鍵盤、顯示器接口控制。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。電網(wǎng)供給的交流電壓 u1（ 220V， 50Hz）經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓 u2，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓 u3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓 uI。既 可實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出，而且輸出電壓連續(xù)步進可調(diào)，滿足設計要求。 其方案的結構框圖如 所示： 圖 流 電 源 基 本 組 成 框 圖 長沙航空職業(yè)技術學院 10 方案二 采用單片機為控制核心 以一穩(wěn)壓電源為基礎，以高性能單片機系統(tǒng)為控制核心，以穩(wěn)壓驅動放大電路、過流檢測電路為外圍的硬件系統(tǒng)，在檢測與控制軟件的支持下實現(xiàn)對電壓輸出的數(shù)字控制，通過對穩(wěn)壓電源輸出的電流、電壓進行數(shù)據(jù)采樣與給定數(shù)據(jù)比較，從而調(diào)整和控制穩(wěn)壓電源的工作狀態(tài)及監(jiān)測開關電路的。 實現(xiàn) 線性 穩(wěn)壓電源穩(wěn)定輸出正、負 5V、 15V 等 并能 通過變阻器 可調(diào)輸出 0～ 18 電壓 ， 但由于模擬分立元件的分散性較大，各電阻電容之間的影響很大，因此所設計的指標不高，而且使用的器件較多，連接復雜，體積較大，供耗也大， 效率低等。 設計方案的分析 可調(diào)穩(wěn)壓電源的設計可以通過幾種方法實 現(xiàn)，根據(jù)具體的設計要求，通過比較論證來確定我們到底要用哪個方案。開關電源指調(diào)整管工作在開關狀態(tài)。 CEU 很大。另外抗干擾能力較差。 長沙航空職業(yè)技術學院 9 第 2 章 電源設計方案論證 電源有線性穩(wěn)壓電源和開關電源，兩者有優(yōu)、缺點。研究方法方面為 日 后 的 畢 業(yè) 設 計 乃 至 畢 業(yè) 后 的 工 作 奠 定 良 好 的 基礎。因此 本次畢業(yè) 設計對學生 在校所學 的專業(yè)知識的 運用 有很大的意義 ，不僅會加強我們的動手能力也 是一次實踐，為以后走入社會奠定基礎 。開關電源主要的控制方式是采用脈寬調(diào)制集成電路輸出 PWM 脈沖 控制電壓的輸出 ，采用模擬 PID 調(diào)節(jié)器進行脈寬調(diào)制，這種控制方式，存在一定的誤差和延滯性 ，而且電路比較復雜。在工業(yè)生產(chǎn)中 (如電焊、電鍍或直流電機的調(diào)速等 )，需要用到大量的電壓可調(diào)的直流電源，他們一般都要長沙航空職業(yè)技術學院 8 求有可以方便的調(diào)節(jié)電壓輸出的直流供電電源。 此外，還可 用數(shù)碼管 顯示器顯示其輸出電壓值。一個低紋波、高精度的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測量領域中有著重要的實際應用價值?？朔@一缺點，進一步提高它的使用范圍，是要解決的第三個問題。但是，在開關穩(wěn)壓電源中的開關管工作在開關狀態(tài)，其交變電壓和輸出電流會通過電路中的元器件產(chǎn)生較強的尖峰干擾和諧振干擾。這是需要解決的第二個問題。要進一步提高效 率，必須提高電源的工作頻率。 穩(wěn)壓電源的效率是與開關管的變換速度成正比的。輸出紋波電壓較高，瞬態(tài)響應差，并且存在較為嚴重的開關干擾。電路形式靈活多樣。開關電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調(diào)節(jié)的，輸入信號電壓的變化 可以通過調(diào)頻或調(diào)寬來控制，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時，它仍能保證有效的穩(wěn)定輸出電壓。調(diào)整管上的耗散功率大幅度降低以后，省去了較大的散熱片。體積小、重量輕。晶體管在激勵信號的激勵下，交替的工作在導通 截止的開關狀態(tài)，轉換速度很快，頻率一般為 50kHz 左右。 長沙航空職業(yè)技術學院 7 開關穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電源的調(diào)整管工作在開關狀態(tài)，主要優(yōu)越性是交換效率可高達 70~95%。特別是采用電網(wǎng)供電的電子產(chǎn)品。在這種背景下，開關穩(wěn)壓電源應運而生。缺點是：功耗大、效率低，其效率一般只有 35~60%；體積大、質(zhì)量重、不能微小型化；必須有較大容量的濾波電容。將 220V、 50Hz 的工頻電壓經(jīng)過線性變壓器降壓以后，經(jīng)過 整流、濾波和穩(wěn)壓，輸出一個直流電壓。現(xiàn)代電子設備使用的電源大致有線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源兩大類。七十年代，便應用于電視機的接收，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于彩電，錄像機，計算機，通訊設備，醫(yī)療器械，氣象等行業(yè)。 穩(wěn)壓電源的發(fā)展和現(xiàn)狀 隨著電子技術的發(fā)展，人們對如何提高電源的轉換效率，增強對電網(wǎng)的適應性，縮小體積，減輕重量進入了 深入的研究。傳統(tǒng)的多功能直流