【正文】 時(shí)候，經(jīng)過反相器在三極管的基極產(chǎn)生一個高電壓是三級管導(dǎo)通，導(dǎo)通后在23F 的線圈里面就有了電流，產(chǎn)生磁性，使開關(guān) K3 導(dǎo)通，在 Vout 端輸出需要的電壓。 為了保證穩(wěn)壓器的輸出性能， R41 應(yīng)小于 240 歐姆。 在應(yīng)用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護(hù)電路，防止電路中的電容放電時(shí)的高壓把 317 燒壞。當(dāng) 317 穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)， 317 穩(wěn)壓塊就不能正常工作。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為 。 2 腳之間為 電壓基準(zhǔn)。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計(jì)算公式，R1 和 R2 的阻值是不能隨意設(shè)定的。 穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算， Vo＝ （ 1＋ R2/R1）。 圖 2 中提到的 MAX813 芯片是看門狗電路 ， 后面章節(jié)將對看門狗電路進(jìn)行更為詳細(xì)的分析。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是客反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。它采用 Atmel 公司的非易存儲器制造技術(shù)，與 MCS51的指令設(shè)置和芯片引腳可兼容。 （ 9） 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 。 （ 7）可編程串行通道 。 （ 5）兩個 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 。 （ 3） 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 。其特性如下： （ 1）一個 8 位的 CPU，包括了運(yùn)算器和控制器兩部分。 （ 4）看是否能得到我們需要的結(jié)果，如果得不到就回到上一步，直到得到想要的結(jié)果為止。 （ 2）編寫各個子系統(tǒng)的程序，最后組合在一起，得到整個 系統(tǒng)。 軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù) （ 1）分析整個系統(tǒng)，把總系統(tǒng)分為幾個子系統(tǒng)，并考慮幾個子系統(tǒng)之間的內(nèi)在的關(guān)系。 （ 9） 74LS161 分頻器設(shè)計(jì)：對 AT89C51 的 ALE 進(jìn)行 4 分頻為 AD0809 頭、提供時(shí)鐘頻率。 （ 7） 譯碼電路設(shè)計(jì)：譯 碼電路選擇顯示的位置和 AD 采樣。 （ 5） 看門狗電路設(shè)計(jì)：這個設(shè)計(jì)的功能是在單片機(jī)的程序跑飛的情況下自動復(fù)基于單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 位。 （ 3） 系統(tǒng)穩(wěn)壓點(diǎn)煙的設(shè)計(jì)：這個設(shè)計(jì)的目的是為整個系統(tǒng)提供的穩(wěn)壓電源。 基于 AT89C51 的硬件設(shè)計(jì) 任務(wù) （ 1） 蓄 電池充電電路的設(shè)計(jì)： 為蓄電池充電，并且具有防止電池過量充電的功能。 本文的 主要內(nèi)容及特點(diǎn) 本論文主要研究的是基于 AT89C51 單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng) 具有輸出電壓、電流顯示功能；電流保護(hù)功能，當(dāng)電流超過安全范圍時(shí)，系統(tǒng)停止電壓輸，過流保護(hù)后必須按復(fù)位鍵才能重新輸出 ；充電和過放保護(hù)電路；供電功能。電源管理是一個完整的系統(tǒng)，它不僅包含對畜電池的電量檢測和充放電管理和為設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)電壓等級和定制電壓等級的電源輸出，還應(yīng)有人機(jī)交互的功能。 但其卻有限壓的要求， 蓄電池的使用和保護(hù)方法及剩余電量監(jiān)測對電池壽命有著重大的影響，是產(chǎn)品性能的一個重要方面。 但同時(shí)也給電源提出了新的需求。基于單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 引言 本章簡要的敘述了電源管理系統(tǒng)的市場需求和發(fā)展趨勢，并系統(tǒng)的介紹了本文要研究的主要內(nèi)容及特點(diǎn)。 電源管理 系統(tǒng) 的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著電子產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，給電源市場帶來了巨大的挑戰(zhàn)和市場機(jī)會。 需要自身獨(dú)立的內(nèi)置電源管理系統(tǒng)，保證其在移動或無人職守狀態(tài)下工作，一般采用可充電的鋰離子電池或鎳氫電池作為設(shè)備內(nèi)置電源 (連續(xù)使用三到五年不更換 )。合理的充電策略對維持畜 電池性能延長其使用壽命都有重要的意義。 現(xiàn)在地電源發(fā)展正在朝著以下幾個方向發(fā)展： （ 1） 高效率、高功率； （ 2） 網(wǎng)絡(luò)化、智能化的監(jiān)控管理； （ 3） 全數(shù)字化控制； （ 4） 產(chǎn)品綠色環(huán)保。 ２ 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 任務(wù) 本論文分為硬件部分和軟件部分。 （ 2） 可調(diào)電源的設(shè)計(jì)： 。 （ 4） 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)：把模擬的電壓電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 （ 6） 顯示模塊設(shè)計(jì)：把輸出的電壓、電流情況顯示出來 。 （ 8） AT89C51 工作電路設(shè)計(jì)：使單片機(jī)正常工作 。 （ 10） 輔助電路設(shè)計(jì)：單片機(jī)晶振電路、邏輯電路和按鍵電路。 本論文要完成的任務(wù)是：初始化程序設(shè)計(jì)、按鍵程序設(shè)計(jì)、充放電控制程序設(shè)計(jì)、A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)、過流保護(hù)程序設(shè)計(jì)、顯示程序設(shè)計(jì)。 （ 3）編譯、檢查、修改。 3 電源管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)具有簡單實(shí)用、高可靠性、良好的性能價(jià)格比以及體積小等優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）片內(nèi) 128 個字節(jié)的 RAM 是以高速 RAM 的形式集成，可以加快運(yùn)行速度。 （ 4） 32 可編程 I/O 線 。 （ 6） 5 個中斷源 。 （ 8）低功耗的閑置和掉電模式 。 基于 AT89C51 的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 圖 1為系統(tǒng)框圖： 基于單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 圖 1電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 AT89C51 基本工作電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的電源管理電路設(shè)計(jì)，因此核心是單片機(jī)電路，考慮到需要兩個中斷輸入，存儲容量、外接接口對單片機(jī)端口的需求以及兼顧到節(jié)約成本的原則， 本論文選用了常用的 AT89C51 單片機(jī)。 AT89C51 可 以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 圖 2 AT89C51 基本工作電路 基于單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 AT89C51 工作的簡單的電路是其外圍接一個晶振和一個復(fù)位電路，給單片機(jī)接上電源和地，單片機(jī)就可以工作了，圖 2 為單片機(jī)的簡單的工作電路。 電源輸出 電路的設(shè)計(jì) LM317 芯片 的工作原理 LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn) 壓塊，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。僅僅從公式本身看， R R2 的電阻值可以隨意設(shè)定。 首先 317 穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是 Vo＝ — 37V（高輸出電壓的 317穩(wěn)壓塊如 LM317HVA、 LM317HVK 等，其輸出電壓變化范圍是 Vo＝ — 45V），所以 R2/R1 的比值范圍只能是 0— 。 其次是 317穩(wěn)壓塊都有一 個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。由于 317 穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。當(dāng) 317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)， 317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。 基于 LM317 的電源輸出電路 圖 3 中的 D4 D43 用于保護(hù) LM317 通過單片機(jī)輸出相應(yīng)的信號，就可以控制輸出相應(yīng)的電壓大小。改變 1 腳和地之間的阻值即可調(diào)整穩(wěn)壓電壓值。 基于單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 圖 3 基于 LM317 的電源輸出電路 蓄電池充電電路 圖 4 為蓄 電池充電電路，該電路具有防止過充的功能，充電電壓是 220V、 50Hz 的市電。本電路包括下面幾個電路： （ 1） 降壓整流電路： 又變壓器 T、整流二極管 D1 D12組成。 （ 3） 大電流充電電路：整流電路及可控硅 Q11 組成。 （ 5） 大電流切斷電路：由電阻 R1 R17 和可控硅 Q1穩(wěn)壓管 D1電位器 R15以及電阻 R14等組成。當(dāng)充電電壓升高到規(guī)定的上限值時(shí)，由于預(yù)先調(diào)節(jié) R15，使電位器 R15 的滑動點(diǎn)與地之基于單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 間的電壓等于穩(wěn)壓管 D15的穩(wěn)壓值與可控硅觸發(fā)電壓之和，所以這時(shí)可控硅 Q12 被觸發(fā)導(dǎo)通。此后，電源通過 D1R1 R13 對蓄電池進(jìn)行小電流充電。 系統(tǒng)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 本論文的設(shè)計(jì)是基于 AT89C51 單片機(jī)的電源管理系統(tǒng)，其中使用到了 +12V 和 +5V 的電源，輸入由蓄電池提供