基于AT89C51的数控多路直流稳压电源设计

来源：开云的网站是多少    发布时间：2024-04-07 19:23:49

  当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路直流电源趋向多功能和数字化方向。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。本文以单片机为核心，构成可同时控制6路正负输出，具有定点显示和巡回显示等功能的数控直流稳压电源。

  系统有6路电压输出，其中3路为正，3路为负。电压调节范围为0～35 V ,最大输出电流（A ）分别为5,2和1,具有过流保护功能。数字显示有5位，其中1位显示路号，1位显示电压极性，另3位显示输出电压。键盘设有16个键，数字键0～ 9及小数点键用于设定电压输出路号及幅值；“↑”键为逐步增加输出电压或路号；“↓”键为逐步减少输出电压或路号；“C L R ”键用于清除错误输入，恢复原先状态；“# ”键用于启动电压设定状态和确认新设定；“@ ”键为巡回显示和定点显示切换键。

  本系统设有巡回显示、定点显示和电压设定3种工作状态。当接通电源时，自动设置为巡回显示状态，它将每隔4 s 在显示器上巡回显示不同路号和相应电压。若再按“# ”，则电压显示值出现闪烁现象，表示进入电压设定状态。如果依次按下“2”，“6”，“·”，“3”，再按“# ”键确认，新的电压26.3 V 为实际输出，设定完毕。也可以在电压设定状态下， 用“↑”键和“↓”键以0. 1 V 的增量设定电压。系统设有自动识别功能，将不接受超出应用限制范围的电压设定值。在未按“# ”键之前，对误输入的电压可以用“C L R ”键清除后重新设定。在定点显示态，可用数字键、“↑”或“↓”键选择监视的电压路号。同样地，系统将不接受超出实际范围的路号设定值。输出电压的正负值由系统自动给出，无需用户输入。巡回显示和定点显示的切换按“@”键即可。

  系统选用A T 89C51单片机为控制核心，完全兼容了8031单片机的指令和功能。同时，它还增加了内置4 K B 闪速存储器，具有128 B 内部R A M ,3个I/O 口，功耗低，体积小巧，不需扩展存储器就能满足系统要求。图1为系统硬件原理图。

  电压输出回路原理，如图2所示。其调整管采用共射极连接方式，与常见的共集极连接方式相比，功耗和纹波系数大为降低。增并调整管，适当增加B G 2 的容量即可扩展功率输出容量。由于电压反馈调节采用了比例积分调节器，输出电压在正常的工作区能完全地跟踪控制电压Uin .经过推导，可得稳态的输出电压值Uo = WinRw /Rr .Rb 及B G 3 等构成过流保护电路。理论可以证明，该回路近似为一阶控制管理系统，具有绝对的稳定性。因此，它十分适合于系统的设计的基本要求，详细的分析说明可参见文献〔2〕。

  控制电压给定回路由单片机、D /A 转换器和采样保持器等组成。控制电压由D /A 提供，

  系统采用了开环控制方式。一般说来，开环控制的抗干扰的能力和精度差〔3 〕。但由于本电压输出电路采取了特有的结构，能实现无静差调节。这样，可以省去类似文献〔2〕电路中的A /D 采样和比较电路，既降低了成本，又简化了结构。其控制算法简单，可靠性显着增强。D /A 输出一般很稳定，但分辨率有限。按本系统的设计的基本要求，输出电压的分辨率必须大于0.1 V .已知稳压输出量程为0～3 5V , 若D /A 的量程和参考电压以5V 计，则D / A 的分辨率B应满足2B>

  35/0.1,B>

  8.4.故可采用10或12位的D /A 转换器。为保证一定裕量，系统采用D A C 1210.本系统具有多路正负输出，考虑到高位D /A 转换器价格较高。采样-保持电路由数据锁存器74L S 273,以及6块采样-保持器L F 398组成。当D A C 1210输出第N 路（1≤N≤6）控制电压时，通过74L S 273的第N 位输出状态的改变，使相应路的采样/保持器L F 398由保持状态变为采样状态。然后，再恢复成保持状态，以此来实现对控制电压的采样和保持。

  考虑到本系统监控软件的负担较重，显示采用了静态显示模式〔5 〕。不难发现，电源输出的极性决定于输出电压回路的电路结构，与路号有一一对应的关系。因而，可由软件自动设置。故两块数码管可完全共享一组8位显示数据。这样5位L E D 只需设4个锁存器（74L S273）。键盘电路设置于P 1 口，为典型的4×4中断扫描键盘。

  本软件设计通过合理的安排中断和划分各功能模块，设置统一的状态字，有效克服了系统的功能多、状态转换复杂给软件设计带来的困难。系统软件流程图，如图3所示。

  状态字（SB ）占用一个字节，有效位为5位。状态字通道被启动后，控制指定的设备完成相关的规定的操作，同时，通道在执行对外围设备控制的过程中，要记录通道与设备执行情况，为此系统在主存中安排另一个固定单元，用于存放这些被记录状态，有

  S B .4 = 1,表示电压非首次数字设定，SB .4 = 0,表示电压首次数字设定。

  主程序。进行系统初始化设定（I/O 口、定时、中断、状态字、各数据缓冲区等初始化），等待中断。定时中断服务程序。输出电压的稳定性是稳压器最重要的指标。考虑到采样-保持器输出有一缓慢的下降速率（当L F 398保持电容为0.1 μF 时，下降速率约200 V ·m in- 1 ），故需定时对其进行保持和电压刷新。本服务程序完成各路电压值刷新和显示。中断申请由定时/计数器T 0 提出，每隔130 m s 中断一次，中断服务级为最高级。 键盘中断服务程序。根据键码和当前状态字，跳转相应的功能处理程序，中断由IN T 0 引入。 键扫描译码程序。将0～9、小数点，以及其它按键译成对应00H ～0F H 的十六进制码。显示译码程序。将键码缓冲区的内容译成七段码并存入相应的显示缓冲区。 D /A 译码程序。将键码缓冲区的内容译成对应的12位D /A 二进制数码，并存入相应的D /A 数据缓冲区（一路输出占2 B ）。显示子程序。根据路数，将该路数据缓冲区的内容与屏蔽字相或后，送对应数管。错程识别序1.在电压设定状态，判定键入数字码后，键码缓冲区数据格式的错误，恢复键入前的状态并给出相应标志（SB .3）。错程识别序2.在电压设定状态，判定键入“↑”键、“↓”键后，键码缓冲区数据格式的错误恢复键入前的状态，并给出相应标志（S B .3）。

  互方之一定义用于数据交换的底层内存分配机制。另一方总是使用已公布的接口来分配或释放缓冲区，从而避免潜在的不一致。这种模型需要双方都坚持一个可能与软件基本功能无关的编程约定，而且在正常的情况下，这个编程约定可能使代码更加不可重用。

  驱动数据交换的那一方将负责管理操作 —— 当该方充当数据提供者时，这是一个相对适当的方案。 然而，当该方充当数据使用者时，事情就变得棘手了。为避免去发现数据大小，数据使用者可以分配一个任意大小的缓冲区。如果该数据缓冲区只有少数大，就必须对数据提供者发出多次调用。因此这种方法需要围绕该交互调用编写额外的循环代码，以备多次调用之需。

  （1） D /A 数据缓冲区。存放各路输出的D /A 值二进制码，每路占2 B ,共12 B .（2） 键码缓冲区。在电压设定状态，存储键入的数值码（包括小数点），一键码用4位二进制数表示。故每路占2 B ,共12 B .（3） 显示缓冲区。 存储各路输出电压显示七段码（含路数、输出极性、电压大小），每路占4 B ,共24 B .（4） 键码备份缓冲区。进入电压设定状态时，程序将复制当前路键码缓冲区的内容并存入此区，共2 B .（5） 显示备份缓冲区。进入电压设定状态时，程序将复制当前路显示缓冲区的内容并存入此区，共4 B .

  除了上述困难之外，安全性也证明是传统方法存在的问题：传统缓冲区管理方案无法容易地防止恶意用户刻意改写数据缓冲区，因此导致程序异常。考虑到所有这一切，设计一个适当的数据缓冲区接口就势在必行！

  本文将单片机控制回路与无静差的电压输出回路有机结合，构成一款新式多路数字可调功率直流稳压电源，很适合一般教学和科研使用。单片机、D A C 与其它外围电路独立供电。D A C 采用高稳定性的基准电源为参考电压，面板电源开关可设计成仅切断输出回路的供电电源。还需要注意选择特性较理想的、功率适当的晶体管，加装大小适当的散热片。这样，一般不需太多调试就能获得成功。因此，本电源推广容易，可望获得广泛的应用。

  随着人们对便携式音乐播放器要求的提高，MP3播放器以其较小的体积和较好的音质赢得了广大音乐爱好者的青睐。起初，MP3文件只能由电脑来播放，随着网络的发展，促进了MP3播放器的产生，随着时下人们对MP3产品进一步的认识和更高层次的需求，MP3发生了一系列的变化，其更加小巧精致，更人机化和情趣化，个性区分也慢慢变得强。还出现了功能的融人和产品的整合，总之，MP3播放器正朝着功能强大、外观丰富、价格实惠公道的方向发展。这里提出一种基于AT89C51SND1C的MP3播放器设计的具体方案。 1 MP3播放器简介 MP3播放器是一种新兴的数字音乐播放器，播放MP3、WMA等格式的文件。通过用MPEG-1 Layer 3编码技术，能够获得大约12：1压缩

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  单片机的微型PLC详解 /

  本文介绍了一种基于AT89C51的智能稳压电源的设计的具体方案，其核心技术是通过AT89C51控制数模转换来改变其后稳压模块的输出。该系统由整流滤波初步稳压电路部分、AT89C51控制部分、DAC和显示部分所组成，该稳压电源能连续步进可调，并可实时显示，弥补了传统稳压电源的不足。 本系统研究的直流稳压电源主要是符合智能化、数字化及模块化的特点：智能化指系统有可编程模块能对系统来进行智能控制；数字化指系统输出电压通过7段数码管显示，并可通过按键对输出电压进行连续步进数字化调节；模块化指系统由各个相关模块组成，提高了系统的可靠性。 AT89C51智能型稳压电源设计原理 1设计系统框图 系统由各模块组成，其模块构成的系统框图如图1

  智能型稳压电源的设计 /

  用单片机构成的PLC，实际上就是一个单片机测控系统。用这样一个程序控制的计算机系统去执行继电控制的梯形图程序，由于继电控制梯形图中各被控电器之间是并行关系，而计算机程序控制中，各被控电器之间在时间上是串行关系，二者显然不协调。若简单地像一般单片机测控系统一样，对梯形图各程序行依次实时采集输入端子状态，做处理后实时输出，是达不到控制目的的。为此，一定要采用一次性采集全部输入端子状态，并将其存入输入缓冲区。然后，按梯形图程序行的逻辑关系，从输入缓冲区读取相应输入端子状态，处理后将待输出的结果存入输出缓冲区。最后,待梯形图程序行全部执行完毕，一次性将输出缓冲区的值输出到相应的输出端子，从而完成一个程序执行周期。如此往复，自动进行下一

  的微型可编程控制器 /

  1引言 近几年来，由于无线网络加快速度进行发展以及其速率提升，价格下降，因此吸引了许多用户开始使用无线网络。无线网络具备可随意移动、随时上网与其架设方便的特性。故有别于传统有线的连接方式。而有着更大的方便性。而目前主要的无线、蓝牙（Bluetoth）~ll传感器网络SensorNet—work）等。本文中提供一套无线门禁系统WDCS（WirelessDoorControlSystem）通过无线和以太网结合，来分别利用区域网络与网际网络的方式控制门禁系统，以提高门禁系统的方便性与安全性，并适合于现今多样化环境与需求。本系统分别以PDA（PersonalDigitalAss

  引言 众所周知，许多科学实验不能离开电，并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、电流的大小以及动态指标有着特殊的要求，因此，如果实验电源不仅仅具备良好的输出质量而且还具有多功能以及一定的智能化，那么就省去了许多不精确的人为操作，取而代之的是精确的微机控制，而我们所要做的就是在实验开始前对一些参数进行预设。这将会给所有的领域中的实验研究带来不同程度的便捷与高效。因此，直流电源今后的发展目标之一就是不仅要在性能上做到效率高、噪声低、高次谐波低、既节能又不干扰环境，还要在功能上力求实现数控化、多功能化与智能化。本文所介绍的就是一个将开关电源和线性电源有机地结合起来，兼具二者优点的高性能直流稳压电源。由于在该电源中引入了单片机控制，故该

  线性模式，是指调整管工作在线性状态下（就是工作在放大区啊）的直流稳压电源。就比如三极管，有放大、饱和、截止三种工作状态一样，调整管工作在线性状态下，可这么来理解：RW是连续可变的，亦即是线性的。而在开关电源中则不一样，开关管是工作只有开、关两种状态：开——电阻接近很小；关——电阻很大接近于无穷大。工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。所以直流稳压电源，会分为线性模式直流电源和开关模式直流电源。 线性直流电源（Linearpowersupply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压，一定要经过稳压电路进行稳压。稳压过程

  T1为定时模式，定时65.536ms，P2.0对应的LED等闪烁一次，T0计数模式，计数脉冲从P3.4脚用按键输入，按一次，记一次，所以计数初值为0FFFFh,没按一次，产生一个溢出，P2.5对应的LED闪烁，同时数码管加1显示。 一、定时/计数器终端模式 org 0000h ljmp bb ;跳转到主程序入口bb处 org 000bh ;定时器0中断响应从这里开始执行 cjne r2,#9d,xx mov r2,#00h ljmp xx11 org 001bh ;定时器1中断响应从这里开始执行 ljmp xxx

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