开关稳压电源的设计方案与制作.docx

1、开关稳压电源的设计与制作本部分计划时间： 1 周。一、目的1、掌握常用电子元器件的种类、性能、选用原则及质量判别；2、掌握集成稳压电源的原理及设计；3、掌握 Protel 制图以及印刷电路板的制作；4、掌握锡焊原理及手工焊接工艺技术，学会简易电子小产品的装配、焊接、调试； ,5 、5、掌握使用常用的电子测试仪器设备；6、掌握初步具有借助说明书或资料掌握常用工具、仪器的使用能力。二、集成稳压电源的结构和原理集成稳压电源一般是由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。集成稳压电源是由直流稳压构成，通过变压，整流，滤波，稳压的过程，将我们平常所使用的 220V的交流电，转变成稳定的直流电。 如下图

2、）图 3.1 开关稳压电源基本原理框图本次实习制作集成稳压电源。原理图如下-1-/14三、各元件的介绍1）控制元件 STC89C52RCSTC89C52RC单片机介绍STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速 / 低功耗 / 超强抗干扰的单 片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机， 12 时钟 / 机器周期和 6 时钟 / 机器周期可以任意选择。-2-/14主要特性如下：1. 增强型 8051 单片机， 6 时钟 / 机器周期和 12 时钟 / 机器周期可以任 意选择，指令代码完全兼容传统 8051.2. 工作电压： 5.5V3.3V5V 单片机） /3.8V2.0V3V 单片

3、机）3. 工作频率范围： 040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工 作频率可达 48MHz4. 用户应用程序空间为 8K 字节5. 片上集成 512 字节 RAM6. 通用 I/O 口 32 个） 复位后为： ， P1/P2/P3/P4 是准双向口 / 弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口用时，需加上拉电阻。7. ISP在系统可编程） /IAP在应用可编程） ，无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口 RxD/P3.0,TxD/P3.）1直接下载用户程 序，数秒即可完成一片8. 具有 EEPROM功能9. 具有看门狗功能10

4、. 共 3 个 16 位定时器 / 计数器。即定时器 T0、T1、T211. 外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路， Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒12. 通用异步串行口 UART） ，还可用定时器软件实现多个 UART13. 工作温度范围： -40+85 工业级） /075 商业级）14. PDIP封装-3-/14STC89C52RC单片机的工作模式掉电模式：典型功耗0.1 A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序空闲模式：典型功耗2mA 典型功耗正常工作模式：典型功耗4Ma7mA 典型功耗掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系

5、统及便携设备STC89C52RC引脚功能说明VCC40引脚）：电源电压VSS20引脚）：接地P0 端口 P0.0 P0.7 P0.7，39 32 引脚） ：P0 口是一个漏极开路的 8 位双向 I/O 口。作为输出端口，每个引脚能驱动 8 个 TTL负载，对端口 P0 写入 每个引脚能驱动 写入 “1时”，可 以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时 在访问外部程序和数据存储器时， P0 口也可以提供低 8 位 地址和 8 位数据的-4-/14复用总线 位数据的复用总线。此时， P0 口内部上拉电阻有效。在 Flash ROM编在 程时， P0 端口接收指令字节 端口接收指令字节；而在校

6、验程序时，则输出指令字节 则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。P1 端口 P1.0 P1.7，18 引脚） ：P1 口是一个带内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口。 P1 的输出缓冲器可驱动 吸收或者输出电流方式） 4 个 TTL 输入。对端 口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1 口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流）。此外， P1.0 和 P1.1 还可以作为定时器 / 计数器 2 的外部技术输入 P1.0/T2）和定时器 / 计数器 2 的触发输入 P1.1/T2EX） 。在对 Flash ROM编程和程序校验

7、时， P1 接收低 8 位地址。表 XX P1.0和 P1.1 引脚复用功能P2 端口 P2.0 P2.7，2128 引脚） ：P2 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双 向 I/O 端口。 P2 的输出缓冲器可以驱动 吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。 对端口写入1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。 P2 作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会 输出一个电流 I） 。在访问外部程序存储器和16 位地址的外部数据存储器如执行“ MOVX DPTR”指令）时， P2 送出高 8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器如 执行“MOVX

8、R1”指令）时，P2 口引脚上的内容就是专用寄存器SFR）区中的P2 寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对 Flash ROM 编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。P3 端口 P3.0 P3.7 ， 10 17 引脚） ：P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P3 的输出缓冲器可驱动 吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。对端 口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。 P3 做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。在 对FlashROM 编 程 或 程 序 校 验 时 ， P

9、3 还 接 收 一 些 控 制 信 号 。P3 口除作为一般 I/O口外，还有其他一些复用功能，如下表所示：表 XX P3口引脚复用功能复用功能RST9 引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后，RST 引脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功 能无效。 DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/ ROG 30 引脚）地址锁存控制信号： ALE） 是访问外部程序存储器时，锁存低 8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚 ROG）也用作-5-/14编程输

10、入 脉冲。在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE 脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址位 8EH 的 SFR 的第 0位置“ 1” ， ALE 操作将无效。这 一位置“ 1” ， ALE 仅在执行 MOVX 或 MOV 指令时有效。否则， ALE 将被微弱拉 高。这个 ALE 使能标志位 地址位 8EH 的 SFR 的第 0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。外部程序存储器选通信号 SEN）是外部程序存储器选SEN29 引脚）通信号。当 AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时，

11、SEN 在每个机器周 期被激活两次，而访问外部数据存储器时，SEN 将不被激活。 A/VPP 31引脚） 访问外部程序存储器控制信号。： 为使能从 0000H到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令， A 必须接 GND。注意加密方式 1 时， A 将内部锁 定位RESET。为了执行内部程序指令，A 应该接 VCC。在 Flash编程期间， A也接收 12 伏 VPP 电压。 XTAL119 引脚） ：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL218 引脚） ：振荡器反相放大器的输入端。2）驱动电机芯片 L298N通过单片机的 I/O 输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反

12、转，停止的操作。+5V：芯片电压 5V。VCC：电机电压，最大可接50V。GND：共地接法。A-D-：输出端，接电机。AD+ ：为步进电机公共端，模块上接了VCC。EN1、EN2：高电平有效， EN1、 EN2分别为 IN1 和 IN2、IN3 和 IN4 的使能端。IN1 IN4 ：输入端，输入端电平和输出端电平是对应的。-6-/14电机驱动图 。其中， a=t/T 占空比）， Vcc 是电源电压。电机的转速与电机两端的电压成正比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成正比，因此电机的速度与占空比成正比。3）稳压部分 7815连续可调的双电源 正负对称电源）。此

13、电路由一块7815 和一块 7915 三端稳压器对称连接，即可获得一组正负对称的稳压电源，而且输出电压值可各自单独调节，也可同步调节。电路如图所示，由变压器输出的交流双18V 电压经 D1 D4 整流， C1、C2滤波得到一直流电压，其中变压器双电源的中心抽头作为公共接地端，然后分别把该直流电压正负极接入7815 的脚和 7915 的脚。 7815的脚接到电位器的滑动触片“”上，7915 的脚接到电位器的滑动触片“C”上。当将触片“”滑到“ 0”端接地时，调节 W2，即可从“”端得到“6 15V”的正向可变电压；若将触片“ d”滑到“ 0”端接地，调节 W1，在“”端就可得到“ 6 -15V”

14、的负向可变电压，将 W1、 W2 换成同轴电位器，将获得正负对称的可调电源，输出电压值在6V 15V 之间连续可调，可达到同步调节的目的。例，占空比越大，电机转的越快。在硬件电路的连接上，我们将单片机的p2.0p2.3口分别连接到298 的 IN1IN4 上，通过改变p2.0p2.3 上的高低电平的变化以控制小车的前进方向，通过改变p2.0p2.3上的高低电平的占空比-8-/14以控制电机的转速。本电路的 7815、7915 三端稳压块上应加装散热片，做散热用。如图所示 7815 稳压电源电路图四、 PCB制作过程1 、通过原理图画protel原理图。2 、protel原理图生成 PCB 板。

15、3 、把 PCB 打印到油纸。4 、用转印机把油纸上的图转印到覆铜板上。5 、把覆铜板放在三氯化铁腐蚀 。6 、把腐蚀好的板子打好孔 PCB 板子就做成了。五、安装焊接元件的安装焊接质量直接影响整机质量与成功率，因此不能马虎。步骤如下：1、焊接工具 1）电烙铁。电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用20W 内，使用时要特别注意安全。2）焊锡和助焊剂，焊接时，还需要焊锡和助焊剂。3 ）辅助工具。为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳、镊子和小刀等做为辅助工具。2、焊前处理焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。1）清除焊接部位的氧化层【1】可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层，使引

16、脚露出金属光泽。【 2】印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。2）元件镀锡-9-/14在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。3、焊接技术做好焊前处理之后，就可正式进行焊接。1）焊接方法。【】右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。【】将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60 角。以便于熔化的锡

17、从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在23 秒钟。【 3】抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。【 4】用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。4 、焊接质量焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。焊接好的点应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。焊接电路板时，一定要控制好时胡间太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。六、软件控制程序-10-/14#include#define u

18、int unsigned intuint i = 0 。int num1 = 75 。int num2 = 0 。int num3 = 0 。int num4 = 0 。sbit jia = P26 。sbit jian = P27 。sbit pwm1 = P20 。sbit pwm2 = P21 。sbit pwm3 = P22 。sbit pwm4 = P23 。void delay10ms( uint x 。for(x=1200 。 x!=0。 x- 。void dianji(if(i pwm1 = 1 。else pwm1 = 0。if(i pwm2 = 1 。/10ms 延时程序11/14else pwm2 = 0。