开关稳压电源的设计方案与制作.docx
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开关稳压电源的设计方案与制作
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)
<3)捻压电原技组咸框国
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
三、各元件的介绍
<1)控制元件——STC89C52RC
STC89C52R(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。
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:
5.5V〜3.3V<5V单片机)/3.8V〜2.0W3V单片机)
3.工作频率范围:
0〜40MHz,相当于普通8051的0〜80MHz,实际工作频率可达48MHz
4.用户应用程序空间为8K字节
5.片上集成512字节RAM
6.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 8.具有EEPROM功能 9.具有看门狗功能 10.共3个16位定时器/计数器。 即定时器T0、T1、T2 11.外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,PowerDown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 13.工作温度范围: -40〜+85C<工业级)/0〜75E<商业级) 14.PDIP封装 STC89C52R单片机的工作模式 掉电模式: 典型功耗<0.1卩AT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4Ma〜7mA典型功耗 掉电模式可由外部中断唤醒,适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备 STC89C52R引脚功能说明 VCC<40引脚): 电源电压 VSS<2(引脚): 接地 P0端口vPO.(〜P0.7P0.7,39〜32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FlashROM编在程时,P0端口接收指令字节端口接收指令字节;而在校验程序时,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 在对FlashROM编程和程序校验时,P1接收低8位地址。 表XXP1.0和P1.1引脚复用功能 P2端口 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 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@DP”TR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@R1旨令)时,P2口引脚上的内容<就是专用寄存器 在对FlashROM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,P3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XXP3口引脚复用功能复用功能 RST<9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: 在Flash编程时,此引脚 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“T,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 当AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时,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。 XTAL1<19引脚): 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2<18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。 A~D+: 为步进电机公共端,模块上接了VCC。 EN1EN2高电平有效,EN1EN2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。 CURRENTSENSINGB OUTPUT闻 OUTPUT3 INPUT* EHABLEB INPUTS LOGICSUPPLVVOLTAGEVse GND IMPUT2 E1NABLEA INPUT1 SUPPLYVOLTAjGE世 OUTPUT2 OUTPUT1 CURREhiTS^NSM4GA 电机驱动图<通过下面的例子说明L298N的功能) L298N是SGS公司的产品,内部包含4通道逻辑驱动电路,是一种二相和四相电机的专用驱动器,即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V、2A一下的电机。 其引脚排列如下图所示。 0UT10UT2和0UT30UT4之间分别接两个电动机。 IN1、IN2、IN3、IN4弓|脚从单片机接输入控制电平,控制电机的正反转,ENAEAB接控制使能端,控制 电机的停转。 L298的逻辑功能表如图所示: 左电机 右电机 左电机 右电机 电动车运行状态 IN1 IN2 IN3 IN4 1 0 1 0 正转 正转 前行 1 0 0 1 正转 反转 左转 1 0 1 1 正转 停 以左电机为中心原地左转 0 1 1 0 反转 正转 右转 1 1 1 0 停 正转 以右电机为中心原地右转 0 1 0 1 反转 反转 后退 对于电机的调速,我们采用PWM调速的方法.其原理就是开关管在一个周期内导通时间t,周期为T,则电机两端的平均电压U=UO*(t/T>。 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①脚和7915的③脚。 7815的③脚接到电位器W2的滑动触片“d”上,7915的①脚接到电位器W1的滑动触片“C 上。 当将触片“C”滑到“0”端接地时,调节W2即可从“a”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 “b”端就可得到“一6〜-15V”的负向可变电压,将W1W2换成同轴电位器,将获得正负对称的可调电源,输出电压值在土6V〜土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p2.0~p2.3口分别连接到298的IN1~IN4上,通过改变p2.0~p2.3上的高低电平的变化以控制小车的前进方向,通过改变p2.0~p2
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- 开关 稳压电源 设计方案 制作