文档介绍：机电专科学校
基于单片机的智能稳压电源设计
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基于单片机控制的智能电源
第1节引言
通信电源是保证通信畅通的基础,其基础地位确保了电源专业将长久的兴旺发展并保持其专业的稳定性和独立性,特殊的作用不会被其它专业所取代,所以自60年代以来通信电源事业一直方兴未艾,技术在不断的进步,设备在不断的更新,专业地位日益得到提高,特别是进入90年代以来,随着通信事业超常规的快速发展,电源专业尤为得到了长足的进步,新型的电子器件、新设备、微电子技术、计算机集中监控技术等正在广泛的被通信电源所采用。
全球通信电源技术发展呈现以下几大趋势:(1)高效率,高功率密度,高的使用环境温度;运营商的设备不断增多、用电量加剧、机房面积紧张等客观因素的存在,对电源产品提出了高效率、高功率密度、宽的使用环境温度的要求。(2)网络化智能化的监控管理;随着网络的日益发展,巨大网络设备需要大量人力、物力投在设备的管理和维护工作上,如:通信设施所处环境越来越复杂,人烟稀少、交通不便这些都增大了维护的难度。这对电源设备的监控管理提出了新的要求。(3)全数字化控制;数字化技术的发展逐步表现出了传统模拟技术无法实现的优势,如:采用全数字化控制技术,有效缩小电源体积降低了成本,大大提高了设备的可靠性和对用户的适应性。(4)安全、防护、良好EMC指标;考虑到设备复杂的运行环境,电源设备须满足相关的安全、防护、防雷标准,才能保证电源的可靠运行。(5)绿色环保;环保一方面的指标是,通信电源的电流谐波符合要求。降低电源的输入谐波,不但可以改善电源对电网的负载特性,减小给电网带来的污染,也可减少对其他网络设备的谐波干扰。另一个重要方面是,材料可循环利用和对环境无污染。这方面需要产品满足WEEE、ROHS指令。WEEE、ROHS指令包括两部分的内容,即涉及循环再利用WEEE和限制使用有害物质的ROHS。所以设计一个智能电源十分必要。
智能电源系统概述
信息事业的迅猛发展,给电源市场带来了巨大的市场机会和挑战,同时对电源提出了一些新的需求。例如:多种物理设备放在一起,有电磁兼容的需求和机房面积与承重的要求;网络设备种类变多使电源的负载变大,负载种类变多,对电源效率和种类有要求;机房和基站数目增多,对电源的可靠性和易维护性提出更高的要求,以满足无人值守需要。电源工作环境的差异对电源的应用环境也提出了新的需求,如更强电网适应能力、环境适应能力等,户外电源就是这一需求的典型代表。
本次单片机课程设计是设计一个基于单片机的智能电源,硬件设计的主要任务是:蓄电池充电电路的设计、三组不同大小的电源设计、系统稳压电源设计、AD0809模数转换电路设计、看门狗电路设计、显示模块设计、3-8译码电路设计、AT89C51基本工作电路设计、74LS161分频器设计和辅助电路设计;软件设计的任务是:初始化程序设计、按键程序设计、充放电控制程序设计、A/D转换程序设计、过流保护程序设计、显示程序设计。在硬件设计过程中,遇到的问题不是很大,但是在软件的设计中,主要需要解决的问题是单片机端口不够,必须复用。在AD0809采样中,对电压和电流的采样的先后顺序也需要注意。
本设计任务和主要内容
本文主要介绍一种基于AT89C51单片机的智能电源设计,该系统总共有三组电源输出:一组输出为12V,一组输出3V、、6V、9V,-12V的连续可调电压;具有输出电压、电流的显示功能;可更换的选择其中一端输出作为显示;具有电流保护功能,电流超过2A的时候,系统停止电压输出,过流保护后必须按复位键该端才能重新输出;具有蓄电池供电,功率在20W时可连续工作5小时;还有充电控制电路和过放保护电路。
第2节基于AT89C51智能电源系统硬件设计
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的最重要的部分,也是最困难的部分。硬件设计需要充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案。启动一个硬件开发项目,原始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方案。
硬件设计的任务
蓄电池充电电路的设计:为12V的蓄电池充电,并且具有防止过充的功能。
三组不同大小的电源设计:一组是12V的电源输出、一组是3V、、6V、9V的电源输出、-12V的连续可调电源输出。
系统稳压电源设计:为整个系统提供+12V和+5V稳压电源。
AD0809模数转换电路设计:把模拟的电压电流信号转换成数字信号。
看门狗电路