【正文】 C0832 輸出控制電壓達(dá)到一定值后，觸發(fā)三極管 8050 的導(dǎo)通，繼電器繼吸合動(dòng)作，強(qiáng)行把輸出控制電壓接地，從而限定了場(chǎng)效管的開(kāi)度。 過(guò)流保護(hù) 由于場(chǎng)效管的開(kāi)度受單片機(jī)對(duì) DAC0832 的輸出影響，而在單片機(jī)復(fù)位以及程序出現(xiàn)錯(cuò)誤跑飛時(shí)，單片機(jī)輸出口會(huì)出線全高電平，從而使場(chǎng)效管全開(kāi)，被測(cè)試電源出現(xiàn)斷路情況，這對(duì)那些帶負(fù)載能力低的電源是不允許出現(xiàn)的。特別是當(dāng)電子負(fù)載由微控制器控制時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)功能提出更深的要求。要求運(yùn)放的輸入失調(diào)電流盡可能小。 因?yàn)槭侵苯玉詈?，故信?hào)源內(nèi)阻直接串入輸入端。為抑制共模輸出應(yīng)精心選配外接電阻，便 R1＝ R2， Rf＝ Rp，公差一般不能超過(guò) 1％。圖為一種實(shí)用電路。 在作為跟隨器使用時(shí)，跟隨精度與共模抑制比直接有關(guān)。 同相放大器將引入等于輸入信號(hào)的 共模電壓，這將對(duì)運(yùn)放的輸入共模電壓范圍提出較高的要求。 同相放大電路閉環(huán)放大倍數(shù)計(jì)算公式為： Avf＝ 1＋ R3/R2 由公式可見(jiàn)，選用系列電阻時(shí)，閉環(huán)放大倍數(shù)不容易為整數(shù)。在實(shí)際調(diào)整中，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì) Rf值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以滿足所需增益的要求 。 ②基本反相放大電路的調(diào)整方法： 先將輸入端接地，細(xì)心調(diào)整 Rw 調(diào)零電位器，使輸出電壓為零。這將使電路的精度下降、漂移增大。負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。 電路的閉環(huán)放大倍數(shù)為 Avf＝－ Rf／ R1。 Rp＝ R1//Rf。 ⑴ 集成運(yùn)放基本反相放大電路應(yīng)用 圖 217 集成運(yùn)放基本反相放大電路 ① 圖 217 為運(yùn)放基本反相 放大電路。 集成運(yùn)放的應(yīng)用 在本設(shè)計(jì)中，電流信號(hào)的檢測(cè)放大部分、單片機(jī)控制功率信號(hào)輸出部分，以及場(chǎng)效河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 應(yīng)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)部分，均應(yīng)用集成運(yùn)放芯片進(jìn)行信號(hào)的放大及處理。 圖 215 MOS型場(chǎng)效管輸出特性曲線 圖 216 MOS 場(chǎng)效管內(nèi)部結(jié)構(gòu) ⑶ MOS 型場(chǎng)效應(yīng)管的選型 鑒于 MOS管的良好開(kāi)關(guān)特性，在此次設(shè)計(jì)中，對(duì)被測(cè)電源功率的控制，也就是對(duì)電流的控制，決定選用場(chǎng)效管 IRFP254。過(guò)電壓保護(hù)的設(shè)計(jì)也可以簡(jiǎn)單一些。 ③ MOS 管子的耐壓比雙極型管于低．通常很少超過(guò) 1000V．而雙極型管子可以做到1600V 以下．這對(duì)于大功率開(kāi)關(guān)而言，無(wú)疑是一大缺點(diǎn)。 ②由于 MOS 管是電壓控制器件，它不像雙極型晶體管那樣，在基區(qū)有可能積存大量河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 少數(shù)載流子，從而影響高速開(kāi)關(guān)。和雙極型晶體管相比， MOS 管柵極是絕緣的、在高頻工作時(shí)雖然有柵極電流存在。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 212 HCPL788J 圖 213電流采樣原理圖（ a） 圖 214電流采樣原理圖（ b） MOSFET 場(chǎng)效管的應(yīng)用 MOS 型晶體管的特點(diǎn)是特別適合于開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作，因?yàn)樗驅(qū)〞r(shí)的電阻極小，而且開(kāi)關(guān)速度快，所以是一種理想的開(kāi)關(guān)元 件。 圖 29 HCPL7840 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 210 電壓采樣原理圖（ a） 圖 211 電壓采樣原理圖（ b） 電流采樣 電流采樣中，借助采樣電阻首先將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，裝換為電壓信號(hào)后，再用 HCPL－ 788J 隔離，它是帶短路和過(guò)載檢測(cè)功能的隔離運(yùn)放芯片，電流過(guò)載后能在5us從內(nèi)部向單片機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)，及時(shí)保護(hù) MOSFET。 1 電路對(duì)控制電路的損害。較寬的溫度范圍允許 HCPL－7840 被運(yùn)用于各種惡劣的工作環(huán)境。低失調(diào)電壓和低失調(diào)溫度系數(shù)允許自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)的精確運(yùn)用。 74LS138 三－八譯碼器及 4543－ BCD 碼七段譯碼器外形封裝如圖所示。 圖 26 AT89S51與 ADC0809連接 系統(tǒng)顯示模塊 為節(jié)省單片機(jī)端口，此設(shè)計(jì)使用 74LS138三－八譯碼器及 4543－ BCD碼七段譯碼器。 OE 為輸出允許控制，當(dāng) OE有效時(shí)，可把內(nèi)部轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)總線。通常把 START 和 ALE 連接在一起，通過(guò)程序輸入一個(gè)正脈沖啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換。在該信號(hào)的上升沿清除 ADC 內(nèi)的寄存器，在下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 D0～ D7 為 8位數(shù)字量 輸出端。 ⑵封裝及管腳功能介紹 ADC0809 芯片為 28 引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列圖如圖示。其內(nèi)部除 8位 A/D轉(zhuǎn)換電路外，還有一個(gè) 8 路模擬開(kāi)關(guān)，其作用可根據(jù)地址譯碼信號(hào)來(lái)選擇 8路模擬輸入而共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器。輸出晶體管 SOA保護(hù)。過(guò)熱保護(hù) 。 主要特點(diǎn)：輸出電流可達(dá) 1A。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電子負(fù)載設(shè)計(jì)模塊方框圖 圖 2－ 1 電子負(fù)載設(shè)計(jì)模塊方框圖 單片機(jī)學(xué)習(xí)應(yīng)用的六大重要 部分 電源 芯片介紹 HCPL－ 7805 系列為 3 端正穩(wěn)壓電路 ,TO220 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。這些特性使得 HCPL4504 系列系列成為 IPM 逆變器死區(qū)時(shí)間和其他配電問(wèn)題的出色解決方案。 HCPL4504 系列傳送延遲小，電流轉(zhuǎn)換率高。 ⑵ 設(shè)計(jì) 電流采樣硬件電路 電流采樣中，借助采樣電阻首先將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，裝換為電壓信號(hào)后，再用 HCPL－ 788J 隔離，它是帶短路和過(guò)載檢測(cè)功能的隔離運(yùn)放芯片，電流過(guò)載后能在5us從內(nèi)部向單片機(jī)發(fā)送中斷信號(hào)，及時(shí)保護(hù) MOSFET。較寬的溫度范圍允許 HCPL－7840 被運(yùn)用于各種惡劣的 工作環(huán)境。低失調(diào)電壓和低失調(diào)溫度系數(shù)允許自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)的精確運(yùn)用。另外 , 負(fù)載可以模擬電池的端電壓 , 故也可以使用于測(cè)試電池充電器。在此方式下電子負(fù)載將吸收足夠的電流來(lái)控制電壓達(dá)到設(shè)計(jì)值。若負(fù)載設(shè)定為 1 kΩ , 當(dāng)輸入電壓在 1～ 10 V 變化時(shí) , 電流變化則為 10～ 100 mA (圖 12) 。此方式適用于測(cè)試電壓源 ， 電流源的啟動(dòng)與限流特性。負(fù)載調(diào)整率是電源在負(fù)載變動(dòng)情況下能夠提供穩(wěn)定的輸出電河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 壓的能力 , 是電源輸出電壓偏差率的百分比。 若被測(cè)電壓在 5～ 10V變化 ， 設(shè)定電流為 100mA， 則當(dāng)調(diào)節(jié)被測(cè)電壓值時(shí) ， 負(fù)載上的電流值應(yīng)維持在 100mA不變 , 而此時(shí)負(fù)載值是可變的。 恒定電流方式 圖 1－ 1是電子負(fù)載與被測(cè)電源的連接圖和外特性圖。尤其對(duì)吸收恒定電流或以恒定電壓吸收電流 ， 或電壓電流都要在設(shè)定范圍突變等傳統(tǒng)方法不能解決的領(lǐng)域里 ， 更能顯示出優(yōu)越性能。電子負(fù)載就是在實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載比較復(fù)雜的情況下而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的測(cè)試設(shè)備。靜態(tài)的電子負(fù)載可以是電阻性 (如功率電阻、滑線變阻器等 ) 、電感性、電容性。凡是能夠消耗能量的器件 ,可以廣泛地稱為負(fù)載?，F(xiàn)在有一種新型多功能的電子負(fù)載 ， 可據(jù)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)負(fù)載特性的要求進(jìn)行設(shè)置 ， 滿足了我們對(duì)負(fù)載的各種要求 ， 解決了開(kāi)發(fā)研制測(cè)試中的困難。 電源 ................................................................. 4 芯片介紹 ....................................................... 4 原理圖 ......................................................... 5 A/D 轉(zhuǎn)換器接口 ADC0809 ................................................ 5 系統(tǒng)顯示模塊 ......................................................... 6 電壓、電流采樣 ....................................................... 7 電壓采樣 ....................................................... 7 電流采樣 ....................................................... 8 MOSFET 場(chǎng)效管的應(yīng)用 ............................................ 9 集成運(yùn)放的應(yīng)用 ................................................ 10 系統(tǒng)保護(hù)電路的設(shè)計(jì) .................................................. 13 過(guò)流保護(hù) ...................................................... 13 過(guò)壓、短路保護(hù) ................................................ 14 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 15 匯編程序設(shè)計(jì)概述 .................................................... 15 Keil 開(kāi)發(fā)軟件介紹 ................................................... 15 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) .......................................... 16 顯示子程序 .......................................................... 17 電子負(fù)載程序設(shè)計(jì)流程圖 .............................................. 18 4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) ........................................................ 20 硬件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) ................................................ 20 目錄 硬件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)所注意事項(xiàng) .................................. 20 軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) ................................................ 21 指令冗余 ...................................................... 21 攔截技術(shù) ...................................................... 21 軟件“看門狗”技術(shù) ............................................ 22 結(jié)論 ....................................................................... 28 致謝 ....................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ................................................................... 30 附錄 1：電子負(fù)載程序設(shè)計(jì) ................................................... 31 附錄 2：原理圖 ............................................................. 49 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 電子負(fù)載的原理及概述 在電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域 ,經(jīng)常要對(duì)開(kāi)關(guān)電源、線性電源、 UPS 電源、變壓器、整流器、電池、充電器等電子設(shè)備進(jìn)行測(cè)試 ，如何對(duì)其輸出特性進(jìn)行可靠、全面且比較簡(jiǎn)單、快捷的測(cè)試 ， 一直是儀表測(cè)試行業(yè)研究的問(wèn)題。 AT89C51 單片機(jī)性能特點(diǎn) ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 design constant current mode of electronic load, that is, no matter how the change in voltage, current through the electronic load current constant, and the current value can be set. Including the control circuit (MCU), drive isolation circuit (PWM wave), the main circuit, sampling circuit, display circuit, munication circuit, the keyboard scanning circuit. Key Wo