基于单片机控制的智能电源论文

1、基于单片机控制的智能电源作者：学号：部门：全职：指导教师：专业技术职务2007年3月列表第一章引文3第二章基于at89c51智能电力系统硬件设计52.1硬件设计任务5基于2.2 at89c51智能电源系统设计框图6基于2.3 at89c51智能电源系统硬件设计详细分析62.3.1电池充电电路设计72.3.2 3组不同的电源输出设计82.3.3系统电源设计102.3.4 ad0809模数转换电路设计112.3.5 at89c51基本操作电路设计122.3.6 74ls161分配器设计132.3.7看门狗电路设计142.3.8显示模块设计和3-8解码电路设计152.3.9辅助电路设计16基于2.4

2、 at89c51智能电源系统电路合成17第三章基于at89c51智能电力系统软件设计183.1软件设计183.2软件设计工作183.3软件设计阶段193.4软件设计工具193.5软件设计过程203.6编程213.7编译模拟程序22第四章摘要23结论24附录26电路线路图26组装来源程式26参考资料34第一章引文信息产业的快速发展给电力市场带来了巨大的市场机遇和挑战同时也对电力提出了一些新的需求示例：将多个物理设备放在一起时，对电磁兼容性要求以及机房面积和承重的要求。网络设备类型越多，电源的负载就越大，负载类型就越多，对电源效率和类型的要求也就越高。随着机房和基站数量的增加，为了满足无人值守的需

3、求，对电源的可靠性和可维护性的要求进一步提高。对电力工作环境的差异电力的应用环境也提出了新的要求。例如，户外电力可以成为这些需求的代表性例子，包括更强的网格适应性、环境适应性等。通信电源是保证通信畅通的基础。其基础地位是电力学科长期兴盛，保持其专业的稳定性和独立性，特殊作用没有被其他专业取代，自60年代以来通信电力事业一直兴盛，技术不断发展，设备不断更新，专业地位不断提高，特别是进入90年代，通信业迅速发展，电力专家们取得了很大的进步，特别是新的电子设备、新设备、微电子技术、计算机中央监控技术等在通信电力中被广泛采用。全球通信电源技术的发展出现了以下几个主要趋势：(1)高效率、高功率密度、宽使

4、用环境温度。通信公司的设备不断增加，电力消费增加，机房面积紧张等客观因素存在的情况下，对电力产品提出了高效、大功率、广域使用环境温度的要求。(2)网络智能监控和管理；随着网络的发展，巨大的网络设备需要投入大量人力和物力进行设备管理和维护，例如通信设施越来越复杂、人力稀少、交通不便、维护困难等。这对电源设备的监控和管理提出了新的要求。(3)全部数字控制；数字技术的发展逐渐显示出传统模拟技术无法实现的优点，包括采用全数字控制技术，有效减少电力体积，降低成本，大大提高设备的可靠性和用户的适应性。(4)安全、保护、良好的emc指标；考虑到设备的复杂操作环境，电源设备必须符合相关的安全、保护和防雷标准，

5、以确保稳定的电源操作。(5)绿色；环境保护方面的指标是通信电源的电流高潮满足要求。降低电源的输入谐波，提高电源对电网的负载特性，减少电网产生的污染，减少对其他网络设备的谐波干扰。另一个重要的地方是材料可以回收，环境没有污染。在这方面，您需要符合weee、rohs准则的产品。weee，rohs指令包括关于weee回收和限制使用有害物质的两项内容。本文介绍了基于at89c51微控制器的智能电源设计，该设计共包含3组电源输出。一个是输出3v、4.5v、6v、9v，一个是输出1.5v-12v的连续调整电压。具有输出电压、电流显示功能。可更换选择的一端输出用作显示屏。有电流保护，如果电流超过2a，系统将

6、停止电压输出，过电流保护后要重新输出，必须按重置键。还有在20瓦时连续工作5小时的电池电源、充电控制电路和超发射保护电路。第二章基于at89c51智能电力系统硬件设计。基于at89c51单片机控制的智能电源系统的硬件设计是整个设计过程中最重要也是最困难的部分。硬件设计必须充分理解各方的设计要求，并确定合适的解决方案。启动硬件开发项目，提供市场需求、整个系统体系结构需求、应用软件部门实施功能的需要、提高系统特定能力的需要等多个方面的初始推动力。因此，作为硬件系统的架构师，您必须了解各方面的要求，并综合这些要求，提出最佳硬件解决方案。2.1硬件设计任务l电池充电电路设计：具有为12v电池充电和防止

7、过度充电的功能。三组l大小不同的电源设计：一组12v电源输出，一组3v、4.5v、6v和9v电源输出，一组1.5v-12v连续调整电源输出。l系统电源设计：为整个系统提供+12v和5v电源。l ad0809模数转换电路设计：将模拟电压和电流信号转换为数字信号。l看门狗电路设计：程序飞行时自动重置单片机。l显示模块设计：在显示屏上显示输出电压和电流。l 3-8解码电路设计：解码电路选择标记的位置和ad采样。l at89c51基本操作电路设计：单片机操作。l 74ls161分配器设计：at89c51的4频率分割为ad0809提供时钟频率。l辅助电路设计：单片机晶体电路、逻辑电路和按键电路。基于2.

8、2 at89c51智能电源系统设计框图图1是以at89c51微控制器为中心的智能电源系统硬件设计的框图。该测量系统主要包括电池充电模块、12v电源输出模块、3v、4.5v、6v、9v的电源输出模块、1.5v-12v连续电压电源模块、at89c51微控制器、监视坞电路、显示模块、3-8解码模块、分频模块和图1系统范围的设计方块图图中，12v的电源输出模块、3v、4.5v、6v、9v的电源输出模块、1.5v-12v连续电压电源模块通过ad0809模拟-数字转换传输到单片机。单片机处理后，输出控制信号。您还可以控制通过键盘输出的电压大小。此外，为了防止系统运行时程序乱跑，系统正在查看门电路。另外，通

9、过对看门狗电路的电压比较，监视电池的电压是否过低，如果电压过低，系统会自动给电池充电。基于2.3 at89c51智能电力系统硬件设计详细分析2.3.1电池充电电路设计图2是防止充电220v、50hz的电池充电电路。电池输出电压为12v，电源在20w时连续工作5小时。此回路包含以下回路：(1)降压整流电路：变压器t，整流二极管d11，d12。(2)q11 scr触发电路：由电阻r11、二极管d14、scr q11组成。(3)大型充电电路：整流电路和scr q11(4)小型电流充电电路：包括整流电路、二极管d13、电阻r12、电位器r13。(5)大电流切断电路：由电阻r11、r17 scr q12

10、、稳定管d15、电位计r15和电阻r14等组成。图2电池充电电路该电路的防止过度充电的原理是，q11诱发传导后，对电池进行大电流充电。当充电电压上升到指定的上限值时，晶闸管q12触发传导功能，因为电表r15的滑动点和接地之间的电压等于稳定管d15的稳压器值和晶闸管触发电压之和。q12传导后，q11触发电路被电池电压的反向偏置切断。之后，电源通过d13、r12、r13对蓄电池进行小电流充电。调整r13以将电流限制在允许范围内。2.3.2 3组不同的电源输出设计毕业项目需要系统有3套电压输出。一个是12v的电源输出。集是3v、4.5v、6v和9v的电源输出。集是1.5v-12v的连续可调电源输出。

11、图3是电源的12v输出电路。电源的输入电压为供电后12v，后三阶段开关电路是在p1.2输出低的情况下在三阶段管的基座上产生高电压的三阶段管传导电路。电流在23f线圈中流动，产生磁性，在开关k1传导，vout端输出12v电压。图3 12v的电源输出图4是3v、4.5v、6v、9v的电源输出，除了后面的3v、4.5v、6v、9v由具有lm317的可调整电压调节器的芯片实现以外，如上所示。lm317是典型的可调整集成稳压器，最大输出电流为2.2a，输出电压范围为1.25至37v。1，2发之间是1.25v电压标准。r31必须小于240ohm，以确保电压调节器的输出性能。通过改变一脚和地面之间的电阻，可

12、以调整电压调节值。d32、d33用于保护lm317。cd4066是双向模拟交换机，具有四个独立的模拟交换机，用于控制集成电路上的数字和模拟信号传输。每个交换机都有可互换的运行端和运行端，有开口端(也称为控制端)，有交换机引线(如果是高级别)。如果贯通端处于较低水平，则开关关闭。使用时不允许末端悬空。该设计使用了4个cd4066，每个cd4066的输入端接地，输出端lm317的1个脚，端微控制器p1.4，p1.5，p1.6，p1.7的针脚。通过单片机输出相应的信号，可以控制输出相应的电压大小。后面的三级管开关电路与前面相同，因为它受此处使用的单片机的p1.1针脚控制。图4 3v、4.5v、6v和

13、9v的电源输出图5是1.5v-12v的连续可调电源输出电路，其原理与前面相同，此处使用的电阻是连续可变的，因此输出的电压也是连续可调的。图5是1.5v-12v的连续可调电源输出2.3.3系统电源设计此设计基于图6中的电源设计图和at89c51智能电源(带有提供12v直流电源的电池)中使用的12v和5v电源。电路中使用的两个芯片7812和7805，7812是12伏的调节器芯片，7805是5伏的调节器芯片。这个芯片的优点是应用比较简单，只要连接几个电容就可以使用。该芯片具有自调节功能，因为电源有一些变动，对后面的输出几乎没有影响。图6电源电路2.3.4 ad0809模数转换电路设计adc0809是

14、8位模拟数字转换设备，in0到in7共8个输入通道，但是一次只能使用一个，通道选择由三个地址信号控制：add_a、add_b和add_c。在此设计中，选取in_0和in_1。通道选择可以分为add_a的父级别和子级别。2_1-2_8是存取微控制器at89c51上p0.0-p0.7针脚的8位元输出。其中2 _ 8是子ap 0.0，2 _ 1是父p 0.7。针脚10是从640khz到1280khz的时钟输入端。针脚6、22是开始采样结束，高水平有效，针脚9是能量结束。ad0809只能对电压信号进行模拟-数字转换，如果输入电压在0-5v之间，则必须将输入电流信号转换为电压信号，如果输入电压信号大于5

15、v，则必须通过分割电压电路转换为电压信号。图7 ad0809模数转换电路图中的in_0输入r72和r73构成分压电路的电压信号。in_1输入通过r71转换为电压信号的电流信号。ref(-)接地，ref()连接5v电压。2.3.5 at89c51基本操作电路设计该设计的核心是选择常用的at89c51微控制器的微控制器电路，考虑到需要两个中断输入、存储容量、外部接口到单芯片微计算机端口的需要和降低成本的原则。at89c51是低功耗、高性能、经济实惠的8位cmos微处理器，操作频率为0-24mhz，内置4k字节可编程只读闪存，用于128x8位的内部ram，32位可编程i/o总线。该产品采用了atme

16、l公司的非易失性存储器制造技术，与mcs51的指令设置和芯片针脚兼容。at89c51可以根据传统方法编程，也可以在线编程。结合通用微处理器和闪存，特别是可重复写入的闪存，可以有效降低开发成本。图8 at89c51基本操作电路at89c51工作的最简单的电路是将晶体和重置电路连接到外围设备，将电源和地面连接到微控制器，微芯片就工作了。图8是单片机最简单的操作电路。2.3.6 74ls161分配器设计模拟数字转换设备a/d0809需要时钟频率，89c51的30针ail是微控制器输入时钟频率的1/6，即2m(因为微控制器时钟是12m的结晶)，而a/d0809需要500k至800k的时钟，因此只有ail针的输出信号需要3个频率分割。图9 74ls161分频三分频电路2.3.7看门狗电路设计应用系统受到干扰后，必须全部重置，而普通rc电路通常无法保证系统的安全稳定运行，因此会出现看门狗。监视程序是用于检测微处理器是否工作的监视计时器的缩写，如果程序运行、死机或监视程序电路的输入未及时触发，监视程序就会产生重置脉冲，