【正文】 足下文對其作出說明的需要。圖24 +24V直流電源原理圖1. 單相變壓整流電路的介紹單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，其電路如下圖25所示。根據(jù)圖25（a）的電路圖可知：當正半周時二極管DD3導(dǎo)通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。 在負載電阻上正負半周經(jīng)過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。參數(shù)計算根據(jù)圖25（b）可知，輸出電壓是單相脈動電壓。輸出平均電壓為 （）流過負載的平均電流為 （）流過二極管的平均電流為 （）二極管所承受的最大反向電壓 （）本次設(shè)計的變壓整流電路如下圖26所示：圖26 變壓整流電路圖（1） 變壓器二次電壓有效值 因為穩(wěn)壓器輸入和輸出壓差一般為2 V到4 V，本次設(shè)計選擇3 V，穩(wěn)壓電源的輸出端為+24V，所以穩(wěn)壓器的輸入端應(yīng)為27V。所以變壓器二級有效值V2 =27/≈23V（2） 整流二極管的選擇流經(jīng)二極管平均電流 ID=IL/2=二極管最大承受電壓≈33V故可選用整流二極管10QT045（其最大反向電壓為45V, 允許最大電流為1A。常用的結(jié)構(gòu)如圖27所示。濾波電路的形式很多，為了掌握它的分析規(guī)律，把它分為電容輸入式 （電容器 C 接在最前面，如圖27中的 a、c）和電感輸入式 （電感器 L 接在最前面，如圖27中的b）。圖28 單相橋式整流、電容濾波電路圖28 為單相橋式整流、電容濾波電路。 圖29 橋式整流、電容濾波時的電壓、電流和紋波電壓波形負載 RL 未接入（開關(guān)S斷開）時的情況：設(shè)電容器兩端初始電壓為零， 接人交流電源后，當 V2 為正半周時，V2 通過 DD3 向電容器 C 充電；V2 為負半周時，經(jīng) D2 、D4 向電容器 C 充電，充電時間常數(shù)為 （）其中 Rint 包括變壓器副繞組的直流電阻和二極管 D 的正向電阻。由于電容器無放電回路，故輸出電壓（即電容器 C 兩端的電壓Vc）保持在 ，輸出為一個恒定的直流， 中 Wt0（即縱坐標左邊） 部分所示。接人負載 RL （開關(guān)S合上） 的情況：設(shè)變壓器副邊電壓 V2從 0 開始上升 （即正半周開始） 時接人負載 RL，由于電容器在負載未接人前充了電，故剛接入負載時V2Vc ，二極管受反向電壓作用而截止，電容器 C 經(jīng) RL 放電，放電的時間常數(shù)為其輸出電壓 VL = Vc ， 的 ab 段所示。當 V2Vc 時，二極管 D1 、D3 受正向電壓作用而導(dǎo)通，此時 V2 經(jīng)二極管 D1 、D3 一 方面向負載 RL 提供電流，另一方面向電容器 C 充電，Vc ，圖中bc段上的陰影部分為電路中的電流在整流電路內(nèi)阻 Rint 上產(chǎn)生的壓降。然后，V2 又按正弦規(guī)律下降。電容器 C 如此周而復(fù)始地進行充放電， 所示的一個近似鋸齒波的電壓 VL=Vc，使負載電壓的波動大為減小。電流的有效值和平均值的關(guān)系與波形有關(guān)，在平均值相同的情況下，波形越尖，有效值越大。（2）負載平均電壓 VL 升高，紋波（交流成分）減小，且RLC越大，電容放電速率越慢，則負載電壓中的紋波成分越小，負載平均電壓越高。 （）T 為電源交流電壓的周期。VL 隨 IL 的變化關(guān)系稱為輸出特性或外特性，如圖210 所示。 因為電容濾波電路多用于小功率電源，故本次設(shè)計采用電容濾波電路。 穩(wěn)壓電路 圖211 穩(wěn)壓電路圖上圖211是7824作為輸出電壓V0固定的典型電路圖，正常工作時，輸入/輸出電壓差為23V。輸入電壓為經(jīng)整流濾波后的+27V，輸出為+24V。C19是電解電容,以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾. uF到1 uF之間, uF。本次設(shè)計取1N4002型號。 本次作為例子詳細介紹的+24V直流穩(wěn)壓電源到這里就結(jié)束了，其他電源的設(shè)計原理和+24V直流穩(wěn)壓電源設(shè)計的原理基本相同,在這里就不多做說明了，具體原理圖及各器件的選擇和參數(shù)見附錄2。由于時間和資源的限制，我們本次設(shè)計報警系統(tǒng)由簡單的聲光報警代替。通過編寫程序,要求按鈕按下去，就會產(chǎn)生相應(yīng)的聲光報警，八個按鈕分別對應(yīng)八個發(fā)光二極管。報警聲音編寫為救護車報警聲音。本次緊急按鈕設(shè)計所用主要器件有8線3線優(yōu)先編碼器74HC148，AT89C51單片機，LED數(shù)碼顯示管，由于編碼器比較常用，在這里就不作介紹。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(shù)得到了巨大的提高。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C單片機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：0Hz24Hz1288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 管腳說明： VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。LED有共陰極和共陽極兩種。一位顯示器由8個發(fā)光二極管組成，其中7個發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個筆劃（段）a～g，另一個小數(shù)點為dp發(fā)光二極管。為了保護各段LED不被損壞，需外加限流電阻。靜態(tài)顯示是微機一次輸出顯示后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次送新的顯示數(shù)據(jù)為止。但這種顯示使用的元件多，線路比較復(fù)雜，因此成本較高。但由于人們視覺的暫留現(xiàn)象，會感覺所有的數(shù)碼管都在顯示，這樣就能同時顯示不同的數(shù)。本系統(tǒng)采用軟件譯碼，以減小體積，降低成本和功耗，軟件譯碼的另一優(yōu)勢還在于比硬件譯碼有更大的靈活性。從LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理可知，為了顯示字符，要為LED顯示數(shù)碼管提供顯示段碼，組成一個“8”字形字符的7段，再加上1個小數(shù)點位，共計8段，因此提供給LED數(shù)碼管的顯示段碼為1個字節(jié)。表31 段碼位的對應(yīng)關(guān)系段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba需說明的是當用數(shù)據(jù)口連接LED數(shù)碼管a～dp引腳時，不同的連接方法，各段碼位與顯示段有不同的對應(yīng)關(guān)系。想要數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字，就要求對應(yīng)不同的二極管亮，我們只需給數(shù)碼管輸入不同的信號即可。本次緊急報警按鈕設(shè)計硬件原理總圖如下圖33所示：圖33 緊急報警按鈕設(shè)計硬件原理總圖 本次緊急報警按鈕設(shè)計硬件原理圖主要包括：單片機時鐘電路，單片機復(fù)位電路，緊急報警和外部