【正文】 y) /*X=行 (1~2)， Y=列 (1~16)*/ { //uchar c。p27=p30。p25=p32。p23=p34。p21=p36。 //結束 P2=0xff。 delay1m(200)。 ST=0。 //啟動 ST=0。C=1。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 26 default:{A=0。C=1。 case(5):{A=1。C=0。 case(4):{A=1。C=0。 case(3):{A=0。C=1。 case(2):{A=0。C=0。 } AD 轉換子程序 void ad() { switch(cad) { case(1):{A=1。 default:{INH=1。C1=1。 case(8):{A1=1。C1=0。 case(7):{A1=1。C1=0。 case(6):{A1=0。C1=1。 case(5):{A1=1。C1=1。 case(4):{A1=0。C1=1。 case(3):{A1=0。C1=0。 case(2):{A1=0。C1=0。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 24 4. 軟件設計 系統(tǒng)總的流程圖 圖 系統(tǒng)流程圖 CD4051 控制子程序 void cd4051() { 開啟信號？ 初始化各模塊， K=1 AD 采集 ++K==5？ 開始 結束 數據處理 顯示 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 25 switch(ccd) { case(1):{A1=1。電腦電源才會啟動。 與電腦電源的銜接模塊 從廢舊的主板上拆下與電源銜接的 20 針座子，因為該接口包括了電腦電源出來的所有需要檢測的電壓。上圖中 CON16 是 LCD 顯示模塊。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 21 單片機模塊 單片機模塊主要是起控制作用，具體電路圖如下： 圖 單片機控制模塊 為了便于畫圖，本設計主要是用網絡節(jié)點來繪圖。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 20 3. 硬件電路 電源模塊 電源模塊采用的是最常用的 781 7805 穩(wěn)壓電路。需要背光時， BLA串接一個限流電阻接VDD， BLK 接地，實測該模塊的背光電流為 50mA 左右； BLK： LED 背光地端。如果 MCU的 I/O 口資源緊張的話，該模塊也可以只使用 4位數據線 D4－ D7 接口傳送數據。寫數據時，需要下降沿觸發(fā)模塊。 MCU 要寫入指令 時，使RS 為低電平； MCU 要寫入數據時，使 RS 為高電平； R/W：讀寫控制端。 表 1602B 引腳說明 編號 符號 引腳說明 編號號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 雙向數據口 2 VDD 電源正極 10 D3 雙向數據口 3 VL 對比度調節(jié) 11 D4 雙向數據口 4 RS 數據 /命令選擇 12 D5 雙 向數據口 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 雙向數據口 6 E 模塊使能端 14 D7 雙向數據口 7 D0 雙向數據口 15 BLK 背光源地 8 D1 雙向數據口 16 BLA 背光源正極 VDD：電源正極， － ，通常使用 5V 電壓； VL： LCD 對比度調節(jié)端，電壓調節(jié)范圍為 0－ 5V。本設計采用的是 LCD1602。 可以顯示字符 。 方案 2:用 LCD做靜態(tài)顯示 。 優(yōu) 點 :控制簡單 ,價格低廉 ,易于購買 。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 18 圖 開關時間波形 從上圖可以看出 IRF3205 易于控制 ,且開關時間短 。 圖 典型的傳輸特性 從上圖可看出 ,只要 6V, Id 能有可達到 100A。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 17 圖 在室溫 25 攝氏度下典型的輸 出特性 圖 10 在 175 攝氏度下典型的輸出特性 從以上 2圖可以看出 與 Id 的關系基本不受溫度的影響 ,且只要大于 1V, Id 足可以超過 15A。 本設計選擇了 IRF3205，下面是對 IRF3205 的詳細介紹： IRF3205 是大功率場效應管 , 開路電阻為無窮大，其導通時的電阻為幾乎為零 ,切換速度快 ,只要應用得當 ,能長時間工作 。 并稱開始出現漏極電流時的柵源電壓 Vgs 為開啟電壓 。 場效應管是一種單極型晶體管 ,它只有一個 PN 結 ,在基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 16 零偏壓的狀態(tài)下 ,它是導通的 ,如果在其柵極 (G)和源極 (S)之間加上一個反向偏壓 (稱柵極偏壓 )在反向電場作用下 PN 變厚 (稱耗盡區(qū) )溝道變窄 ,其漏極電流將變小 ,反向偏壓達到一定時 ,耗盡區(qū)將完全溝道 夾斷 ,此時 ,場效應管進入截止狀態(tài) ,此時的反向偏壓我們稱之為夾斷電壓 ,用 Vpo表示 ,它與柵極電壓 Vgs 和漏源電壓 Vds 之間可近以表示為Vpo=Vps |Vgs|,這里 |Vgs|是 Vgs的絕對值 。 對于這樣苛刻的要求也只有場效應管方能勝任。 開路電阻為無窮大，其導通時的電阻為幾乎為零。當VDD=8V 時，只要給 A 賦 5V ， A 就至 1。 CD4051 應用上有個非常值得注意的地方，那就是 VDD 的大小會影響到芯片對選通管腳的選擇端口 A、 B、 C 電壓高低的識別。接通電阻小，一般小于 80Ω， 斷開電阻高，在 VDD VEE =10V時，泄漏電流的典型值為177。CD4051允許雙向使用，改變圖中 IN/OUT和 OUT/IN的接法，可以實現“多到一”或“一到多”的轉換。 CD4051的引腳如圖 ，圖中 C、 B、 A是二進基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 15 制的控制輸入端， INH是允許輸入端。本設計選擇的是 CD4051 芯片。在計算機控制系統(tǒng)中多采用集成電路多路開關，其種類、型號都比較多，有 8通道、 16 通道、甚至 32通道的。優(yōu)點：易于控制，節(jié)約單片機管腳資源，產品已經非常成熟，穩(wěn)定性好，易于采購。缺點：浪費單片機的管腳資源，穩(wěn)定性差。 （ 1） 開關功能的實現的選擇 方案 1：選擇普通三極管，如 901 9013 等。 開關模塊 該模塊要實現的功能：提供單片機選擇具體讓某塊負載工作的端口。 是否轉換完畢，我們根據 EOC 信號來判斷。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 13 送要轉換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上。 （ 3） ADC0809 應用說明 ADC0809 內部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S51 單片機直接相連。 CLK 為時鐘輸入信號線。 OE＝ 1，輸出轉換得到的數據； OE＝ 0，輸出數據線呈高阻狀態(tài)。當 EOC 為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行 A/D轉換。當 ST 上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行 A/D轉換；在轉換期間， ST 應保持低電平。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 12 通道選擇表如下表所示。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 11 （ 2） 引腳結構 圖 ADC0809 引角圖 圖 實物圖 IN0－ IN7： 8 條模擬量輸入通道 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化 太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。多路開關可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉換器進行轉換。它是逐次逼近式 A/D 轉換器，可以和單片機直接接口。 本模塊采用 ADC0809 芯片實現數據的采集，下面對該芯片進行介紹。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 9 的 AT89C51 是一種高效微控制器，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。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。 AT89C51 單片機簡介 ： 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。 單片機模塊 本設計的核心控制芯片就是單片機 ,該模塊的功能 :實現對系統(tǒng)的控制 .單片機種類繁多 ,應該選擇最合適的單片機 ,要熟練掌握它的功能且靈活應用 .本設計選擇的是 AT 89C51。 各模塊的介紹 直流電源模塊 本設計需向芯片提供 +5V 電壓及 +12V 電壓，用最簡單的 7812及 7805 穩(wěn)壓電路即可滿足要求。 （ 4） 負電壓 采樣 ATX 電源輸出 12V、 5V 兩個負電壓，由于接觸到的 AD 芯片都只能采樣正電壓，就拿 ADC0809 來說 如果要輸入負電壓信號的話，基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 8 在輸入 AD 之前應該在這個信號上疊加一個合適的正電壓信號，使得輸入 AD 的信號全部在 0V 以上，然后在微處理器的程序中減去疊加上的正電壓信號。 （ 3） 采樣 選擇 ATX 電源智能檢測儀主要是檢測 ATX電源的帶負載能力，看它到底能輸出多大的功率，而 +5V USB +5V USB2 輸出端本身并不是大功率輸出端口。所以直流電源模塊是必須的，只有加上了直流電源為各個模塊提供正常的工作電壓，才能使 ATX 電源智能檢測儀持續(xù)穩(wěn)定的工作。單片機再控制 AD 芯片不斷的對提供負載工作的端口電壓進行采集，并將采集到的 模擬值進行處理，然后再把采集到的數據和處理后的結果顯示。關系圖如 下。我們就是要檢測這些特殊的端口，來檢測 ATX電源的實 際負載能力。 開關電源向電腦提供 +5V、 +12V、 +、 12V、 5V、 +5V USB+5V USB2 七個端口，其中 +5V、 +12V、 + 端口需帶的起電腦的大功率負載，才能保證電腦正常運行。 在主變壓器旁邊的兩個小變壓器也有各自的作用，其中一個將開關電路控制信號進行放大以驅動開關管進行工作，同 時還可以將開關管工作的高壓區(qū)和集成電路工作的低壓區(qū)進行物理隔離。 高頻開關變壓器同樣是整個電路中的核心部件，講究的是鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度，截 面積過小的變壓器容易產生磁飽和而無法輸出較大的功率，各個繞組的匝數直接影響輸出的電壓，通常我們無法具體的掌握這些參數，所以無法準確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率。 圖 ２ .1 PC 電源流程框圖 如圖 PC 電 源流程框圖 所示，電源內部的大致流程為：高壓市頻交流輸入一、二級 EMI 濾波電路（濾波） → 全橋電路整流 (整流 )+大容量高壓濾波電容 (濾波 ) → 高壓直流 → 開關三極管 → 高基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 5 頻率的脈動直流電 → 開關變壓器（變壓） → 低壓高頻交流 → 低壓濾波電路（整流、濾波） → 穩(wěn)定的低壓直流輸出 。接著通過開關電路把高壓直流電轉成高頻脈動直流電，再送高頻開關變壓器降壓。 （ 4） LCD顯示模塊能對采樣的數據及處理后的結果進行循環(huán)顯示。 （ 2） 采樣 ATX電源 +5V USB1 +5V USB2 輸出端子在帶小功率負載時所能提供的電壓，并在 LCD 顯示模塊顯示數據 和處理后的結果 。 基于單片機的 ATX 電源智能檢測儀的設計 3 1. 設計內容及要求 設計一款單片機 ATX電源智能檢測儀，能檢測出 ATX電源的輸出功率是否達到要求。目前單片機應用廣泛，利用單片機可以設計出一款價格低廉適用性強的檢測儀。市場上很難找到一款檢測電腦電源功率的電子產 品。即使你機器配備的是品質優(yōu)良的電源，但隨著不斷地給機器添置新的硬件和外設，這個電源是否還能擔當起重任呢？我們又如何選擇合適的電源呢？ 打開電