基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源的設(shè)計論文-在線瀏覽
2025-08-06 12:56本頁面
【正文】 網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，直流穩(wěn)壓電源通過RS232接口實(shí)現(xiàn)與上位PC機(jī)通信，從而使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以隨時監(jiān)視電源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各項技術(shù)參數(shù)。在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計和工作的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計算機(jī)處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)，也便于自診斷、容錯等技術(shù)的植入。其二是指電源單元的模塊化。大功率的電源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮，一般采用多個獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術(shù)，所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流，一旦其中某個模塊失效，其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。 綠色化電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染。20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，為21世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)[7]。一方面， 電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快。目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。目前國內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué)，主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件(PSD)來控制開關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)制化電壓單元達(dá)到數(shù)控的目的，但和國外的比較起來，效果不是很理想，還有很大的差距。總體說來，國內(nèi)直流穩(wěn)壓電源技術(shù)在實(shí)現(xiàn)智能化等方面相對落后，面對激烈的國際競爭，是個嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。智能化主要是指系統(tǒng)有可編程模塊可以對系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。模塊化是指系統(tǒng)由各個相關(guān)模塊組成，提高了系統(tǒng)的可靠性。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。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。方案三既可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出，而且輸出電壓連續(xù)步進(jìn)可調(diào)，滿足設(shè)計要求。3. 2系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)由各個模塊組成。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(jī)。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT8920C51是他的精簡版，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。與MCS51 兼容 壽命：1000寫/擦循環(huán)全靜態(tài)工作：0Hz24Hz128*8位內(nèi)部RAM兩個16位定時器/計數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 DAC0832工作原理直流穩(wěn)壓電源的數(shù)模轉(zhuǎn)換采用通用芯片DAC0832。8 位輸入寄存器用于存放主機(jī)送來的數(shù)字量，使輸入數(shù)字量得到緩沖和鎖存，由加以控制；8位DAC寄存器用于存放待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，由加以控制；8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門、非與門組成的輸入控制電路來控制2個寄存器的選通或鎖存狀態(tài)。一般情況下為了簡化接口電路，使第二級8位DAC寄存器的輸入端到輸出端直通，只有第一級8位輸入寄存器置成可選通、可鎖存的單緩沖輸入方式。DAC單極性輸出方式如圖 所示。數(shù)碼管由8個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字0 ~字符A ~ F、H、L、P、R、U、Y、符號“”及小數(shù)點(diǎn)“.”。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，（b）（c）所示。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。（a），字型碼各位定義如下：數(shù)據(jù)線D0與a字段對應(yīng)，D1字段與b字段對應(yīng)……，依此類推。如要顯示“0”，共陽極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：11000000B（即C0H）；共陰極數(shù)碼管的字型編碼應(yīng)為：00111111B（即3FH）。 整流濾波電路濾波是為了降低輸出電壓的脈動成分，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。有了電荷，兩極板之間就有電壓UC=Q/C。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；，在輸入與公共端之間、,可以防止自激振蕩。 AT89C51主控電路主控電路中包括AT89C51工作的基本電路：復(fù)位電路和晶振電路，還有兩個按鍵：+SW鍵和SW鍵，這兩個按鍵用于控制輸出電壓的增加與減小。5. 4穩(wěn)壓部分穩(wěn)壓部分是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)核心，DAC模塊輸出的模擬信號決定最終的輸出電壓，[10] 。6. 5顯示電路顯示電路是對系統(tǒng)輸出電壓進(jìn)行顯示，使得整個系統(tǒng)更加合理話，由于只顯示輸出的電壓，所以顯示器件采用數(shù)碼管，； 數(shù)碼管顯示電路數(shù)據(jù)測試主要是測試輸出電壓與設(shè)定值之間的誤差。為了減小誤差，所以將電壓的設(shè)定值限定在3V——11V之間。第五章 軟件設(shè)計 軟件流程圖系統(tǒng)軟件流程圖直觀的描述了如何實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)輸出電壓的調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)軟件流程圖
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