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電源電路設(shè)計(jì)原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：STM32單片機(jī) 原理 硬件電路設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）11-0000-00

STM32是一種ARM Cortex-O內(nèi)核，是專門針對(duì)低功耗、低成本、高性能嵌入式應(yīng)用所設(shè)計(jì)的，根據(jù)其不同的內(nèi)核架構(gòu)，可分為很多種不同的產(chǎn)品。在STM32單片機(jī)當(dāng)中，采用了ARM較為先進(jìn)架構(gòu)的內(nèi)核，其實(shí)施性能和功耗控制等都較為優(yōu)良，能夠最大限度的進(jìn)行整合與集成，同時(shí)便于開發(fā)，能夠讓產(chǎn)品更加迅速的進(jìn)入市場。在實(shí)際應(yīng)用中，主要分為基礎(chǔ)型、智能型、高級(jí)型等產(chǎn)品類型。

1 STM32單片機(jī)的原理

1.1系統(tǒng)架構(gòu)

STM32單片機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用，成功的取代了過去的低端單片機(jī)，是一種處理速度較高的新型處理器，具有十分豐富的內(nèi)置資源，集成了兩路高級(jí)定時(shí)器和12位的AD，同時(shí)涉及了針對(duì)嵌入式應(yīng)用底層化的新型內(nèi)核。在STM32單片機(jī)當(dāng)中，根據(jù)存儲(chǔ)空間的大小和使用性能的強(qiáng)弱，主要可分為通用型和增強(qiáng)型。在時(shí)鐘頻率方面，二者存在著較為明顯的差別，增強(qiáng)型單片機(jī)的MCU時(shí)鐘能夠達(dá)到72兆赫的最高頻率，性能十分突出。在兩種不同類型的STM32單片機(jī)中，都設(shè)置了相應(yīng)的閃存，其區(qū)別在于外設(shè)接口方式和容量大小不同。

1.2 I/O模式和速率選擇

采用軟件進(jìn)行編程，能夠使STM32單片機(jī)輸出50兆赫、10兆赫、2兆赫等不同的輸出功率。通過提高GPIO端口相應(yīng)內(nèi)部電路的速率，能夠?qū)纹瑱C(jī)的輸出速率提高。在設(shè)置GPIO速率的過程中，可以利用軟件的MODE寄存器來進(jìn)行。在STM32單片機(jī)的GPIO輸入模式中，主要包含浮空輸入、下拉輸入、上拉輸入、模擬輸入等模式，而在輸出模式當(dāng)中，則主要包括開漏復(fù)用輸出、推挽輸出、推挽復(fù)用輸出、開漏輸出等模式。

1.3 GPIO模式配置

在STM32單片機(jī)的模式配置中，可利用相關(guān)軟件配置成8種不同的模式，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通用的輸出和輸入模式，其通用輸入輸出引腳被劃分為不同的組別。

1.4 功能

由于STM32單片機(jī)中應(yīng)用了72兆赫的CPU，因此基本上能夠?qū)崿F(xiàn)零等待。在處理數(shù)據(jù)的過程中，無需額外的響應(yīng)時(shí)間，僅在一個(gè)及其周期內(nèi)，就能夠完成運(yùn)算乘除法。該單片機(jī)的GPIO接口十分豐富，引腳的數(shù)量能夠達(dá)到114個(gè)。其中，能夠兼容5V的通用I/O接口數(shù)量為80個(gè)，因而STM32單片機(jī)能夠有效的處理很多的5V模塊。此外，其中還配置了16個(gè)外部中斷，并將兩個(gè)12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器掛載到內(nèi)部總線上，從而實(shí)現(xiàn)了保持采集數(shù)據(jù)和多重采集數(shù)據(jù)的功能。在其內(nèi)部，還集成有溫度傳感器。在處理器的定位方面，STM32是ARM類型的處理器，因此相比于普通的單片機(jī)，其在各個(gè)方面都具有更為優(yōu)良的性能。在單片機(jī)內(nèi)部集成了高級(jí)定時(shí)器、通用定時(shí)器、基本定時(shí)期，總數(shù)能夠達(dá)到7個(gè)。在與設(shè)備進(jìn)行通信的過程中，集成了SPI接口、USB接口、CAN接口、USART接口等，從而與大多數(shù)的接口協(xié)議芯片都能夠?qū)崿F(xiàn)順利的信息通信。此外，在單片機(jī)內(nèi)部還集成了DMA直接存取寄存器，在向處理器傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，不會(huì)占用CUP的處理時(shí)間，從而提高了單片機(jī)的整體工作效率。

2 STM32單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1復(fù)位電路

如果STM32單片機(jī)處于休眠狀態(tài)或程序不可控狀態(tài)，可以通過重新上電的方式來進(jìn)行初始化。不過，更好的方式是加裝一個(gè)復(fù)位按鍵，從而避免了重復(fù)上電對(duì)系統(tǒng)所帶來的影響。復(fù)位功能是連接單片機(jī)引腳和電容，使之形成回路，在按鍵時(shí)通過充放電實(shí)現(xiàn)初始化。因此，只需在按鍵位置設(shè)置一個(gè)電容形成回路，這樣在按下按鍵的時(shí)候，電容就能夠完成充放電，具體電路如圖1所示。

2.2供電模塊

STM32單片機(jī)是32位低功耗的高速M(fèi)CU，具有較高的性價(jià)比。在工作中，只需要利用USB線與計(jì)算機(jī)相連，就能夠?qū)崿F(xiàn)其運(yùn)行和工作。不過，由于STM32中采用的處理器內(nèi)核具有較寬的供電范圍，因此在大多數(shù)時(shí)候，會(huì)采取適中的電壓進(jìn)行供電。在實(shí)際操作中，可以基礎(chǔ)過去的51單片機(jī)電源，利用ASM1117進(jìn)行壓降，從而滿足STM32的供電需求。該供電電路能夠兼顧到電源自身的波動(dòng)性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而在電源的輸入端和輸出端加裝濾波電容，具體的電路如圖2所示。

2.3外設(shè)ADC轉(zhuǎn)換電路

由于濃度、濕度、光強(qiáng)、電流等無法直接顯示，因此需要將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，從而方便單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理和人機(jī)交互。在STM32單片機(jī)的核心芯片中，掛載了ADC外設(shè)，同時(shí)在單片機(jī)內(nèi)部嵌入了3個(gè)相互獨(dú)立的12位ADC，從而實(shí)現(xiàn)了模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)化。

3結(jié)語

STM32單片機(jī)相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中一個(gè)十分重要的設(shè)備，該單片機(jī)以其優(yōu)良的性能、較高的工作效率，受到了十分廣泛的應(yīng)用。隨著相關(guān)領(lǐng)域工作研究的不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了進(jìn)一步提高STM32單片機(jī)的性能，應(yīng)當(dāng)對(duì)其原理和硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，從而針對(duì)實(shí)際工作進(jìn)行優(yōu)化和改善，使STM32單片機(jī)能夠發(fā)揮出更為良好的作用。

參考文獻(xiàn)

電源電路設(shè)計(jì)原理范文第2篇

[關(guān)鍵詞]線路故障 監(jiān)測 設(shè)計(jì)思路

中圖分類號(hào)：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）37-0237-01

1 概述

興茂采油作業(yè)區(qū)作為方興油田的主力產(chǎn)油區(qū)塊共有2條10kV配電線路，配電線路總長度153.2km，其中干線長度69.2km，分支線長度84km，分別從采油七廠臺(tái)肇聯(lián)變電站、頭臺(tái)一次變電站引電。

2 存在問題

由于變電運(yùn)行調(diào)度權(quán)不在我公司，在出現(xiàn)電力線路故障時(shí)，電力調(diào)度即停電，因配電線路干線較長、分支較多、地貌多為稻田地，導(dǎo)致故障排查困難，且調(diào)度要求不徹底排除故障不予送電，致使配電線恢復(fù)供電時(shí)間較長。目前興茂采油作業(yè)區(qū)采用電伴熱工藝在停電期間整個(gè)生產(chǎn)鏈基本屬于癱瘓狀態(tài)，特別在冬季，如停電集油管線極易發(fā)生凍堵。因此盡快在電力線路發(fā)生故障時(shí)恢復(fù)送電成為保障油田正常生產(chǎn)和職工正常生活的重點(diǎn)。為了解決這一問題，在2013年，經(jīng)過技術(shù)調(diào)研，規(guī)劃設(shè)計(jì)了電力線路故障監(jiān)測系統(tǒng)。

3 電力線路故障監(jiān)測系統(tǒng)原理

3.1 監(jiān)測系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)由故障指示器（FI）、通信終端（ST）、信號(hào)源、主站（CS）組成。故障指示器和通信終端判斷故障，回傳故障信息，信號(hào)源主要是在發(fā)生單項(xiàng)接地故障時(shí)使用，主站進(jìn)行信息匯總。

3.2 相間短路故障檢測原理

自適應(yīng)型的故障指示器動(dòng)作判據(jù)原理是根據(jù)配電線路故障時(shí)，線路電流一般會(huì)有如下變化規(guī)律：

在發(fā)生相間短路故障時(shí)電流I從運(yùn)行電流突增到故障電流，發(fā)生一個(gè)正的I變化。經(jīng)過一段時(shí)間T上級(jí)斷路器的電流保護(hù)裝置會(huì)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘或熔斷器的熔絲熔斷，線路停電，電流和電壓下降為零。當(dāng)線路上的電流突然發(fā)生一個(gè)正的突變，且其變化量大于一個(gè)設(shè)定值（正常電流），然后在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)電流和電壓又下降為零，則判定這個(gè)線路電流為故障電流。故障指示器在監(jiān)測到故障電流后開始工作。

3.3 接地故障檢測原理

單相接地故障檢測是采用信號(hào)注入法。在發(fā)生單相接地故障后安裝在變電站的信號(hào)源主動(dòng)向母線注入一個(gè)特殊的編碼電流信號(hào)，這個(gè)特殊的信號(hào)在接地點(diǎn)和信號(hào)源的構(gòu)成的回路上流過，故障指示器檢測到這個(gè)特殊信號(hào)后指示接地故障，為主動(dòng)檢測，對(duì)于現(xiàn)場干擾不敏感，具有較強(qiáng)的魯棒性。

3.4 通訊系統(tǒng)

3.4.1 故障指示器通信終端

故障指示器內(nèi)置無線通信模塊，可將動(dòng)作信號(hào)遠(yuǎn)傳給通信終端；具有通信傳輸雙向確認(rèn)功能，傳輸未成功時(shí)故障指示器應(yīng)具備異常告警指示功能。

3.4.2 通信終端主站系統(tǒng)

通過GSM移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊服務(wù)進(jìn)行SMS（短消息）傳輸。

數(shù)據(jù)流程：

每1組故障指示器或開關(guān)設(shè)備配置一臺(tái)通信終端，通信終端采集指示器狀態(tài)和故障信息。

通信終端配置GSM通訊模塊，采用SMS方式傳送信息至故障定位主站。

主站配置GSM通訊模塊，可以按SMS方式接收通信終端發(fā)送的故障信息，并可以SMS方式將通訊狀態(tài)和故障結(jié)果發(fā)送至用戶手機(jī)。

主站與通信終端之間的短信息內(nèi)容遵照標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議或自定義協(xié)議。

4 設(shè)計(jì)思路

4.1 設(shè)備安裝

4.1.1故障指示器與通訊終端安裝

故障指示器與通訊終端為捆綁式使用，故障點(diǎn)位置的判斷與安裝故障指示器的位置有密切的關(guān)系。首先，在線路上安裝的故障指示器數(shù)量越多，定位的故障區(qū)段就越精確。其次，在合理的位置安裝故障指示器可以更快捷準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)。

（1）變電站出口：

在變電站出口處安裝故障指示器，可判明站內(nèi)或站外的故障，以及故障選線；

（2）主干線路分段處。

（3）線路重要分支處：對(duì)于支線長度超過0.5公里或者支線承擔(dān)重要負(fù)荷采用故障指示器指示線路故障分支。

線路分段和分支開關(guān)：

（4）線路上裝設(shè)了分段開關(guān)、支線開關(guān)、跌落式熔絲等具備開斷能力的設(shè)備后側(cè)。

（5）電纜線與架空線連接處。

（6）產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)。

經(jīng)與現(xiàn)場情況結(jié)合，在兩個(gè)作業(yè)區(qū)電力線路上每隔3km安置一個(gè)故障指示器，也可滿足需求，并可減少工程費(fèi)用。

4.1.2 信號(hào)源安裝

在興茂作業(yè)區(qū)臺(tái)茂甲線、臺(tái)茂乙線變電站出站處分別安裝兩臺(tái)信號(hào)源。由于七廠臺(tái)肇聯(lián)變電站已經(jīng)安裝有信號(hào)源，因此興源作業(yè)區(qū)可省去安裝。

4.1.3 主站系統(tǒng)安裝

主站系統(tǒng)主要用接收全部故障定位系統(tǒng)終端匯報(bào)的指示器動(dòng)作信息，對(duì)故障指示器遙信變位信息的糾錯(cuò)和補(bǔ)漏，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊瓦壿嬇袛啵_定故障位置和進(jìn)行短信通知，不需要值班人員。為降低成本，設(shè)計(jì)兩個(gè)作業(yè)區(qū)共用一套主站系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)指揮中心。

4.2 工程投資

4.2.1主要工程量

4.2.2費(fèi)用估算

5 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

電力線路監(jiān)測技術(shù)于2012年在采油八廠、采油九廠等采油廠得到大規(guī)模應(yīng)用，據(jù)使用單位反映效果良好，故障檢測準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。該項(xiàng)技術(shù)適用于6～10kV配電系統(tǒng)，尤其是一些不帶開關(guān)、或原為手動(dòng)開關(guān)不準(zhǔn)備（或暫不適合）改造為電動(dòng)開關(guān)的架空線主干線及分支處，并且不需要改造一次設(shè)備、投資省、見效快、容易實(shí)施、容易推廣。如我公司引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)可確保在電力線路發(fā)生故障時(shí)，在最短時(shí)間內(nèi)找到故障點(diǎn)進(jìn)行維修，為油田正常生產(chǎn)和職工的正常生活提供電力保障。

電源電路設(shè)計(jì)原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；DC/DC仿真；DC/AC仿真

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.142

獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要有太陽電池組件（方陣）、控制器、儲(chǔ)能蓄電池（組）、直流/交流逆變器等部分組成。光伏陣列發(fā)出的直流電通過器將其逆變?yōu)榻涣麟姽┙o負(fù)載，蓄電池將光伏陣列在白天發(fā)出的電能存儲(chǔ)起來，并在夜間和陰雨天給負(fù)載供電。

1 獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 光伏電池組

光伏電池板又稱太陽能電池板 Solar panel，是由若干個(gè)太陽能電池組件按一定方式組裝在一塊板上的組裝件，通常作為光伏方陣的一個(gè)單元。通常做法是把片單體多晶硅電池串聯(lián)在一起。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)負(fù)載要求，自由組合組件達(dá)到輸出功率的條件。

1.2 蓄電池組

蓄電池組是用電氣方式連接起來的用作能源的兩個(gè)或者多個(gè)單體蓄電池。白天太陽光照射到太陽能組件上，使太陽能電池組件產(chǎn)生一定幅度的直流電壓，把光能轉(zhuǎn)換為電能，再傳送給智能控制器，經(jīng)過智能控制器的過充保護(hù)，將太陽能組件傳來的電能輸送給蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)存。

1.3 控制器

蓄電池充放電過程需要控制器來調(diào)節(jié)。光伏控制器是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路太陽能電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。

1.4 逆變器

逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電，一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。

2 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變電源的要求

要求具有較高的效率。由于目前太陽電池的價(jià)格偏高，為了最大限度地利用太陽能電池，提高系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提高逆變電源的效率。 要求具有較高的可靠性。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多電站無人值守和維護(hù)，這就要求逆變電源具有合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格的元器件篩選，并要求逆變電源具備各種保護(hù)功能，如輸入直流極性接反保護(hù)，交流輸出短路保護(hù)，過熱，過載保護(hù)等。同時(shí)，逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。

3 單相獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變電源主電路仿真

3.1 DC/DC變流電路仿真

直流升降壓斬波電路仿真模型如圖2所示，直流電源電壓為100V，負(fù)載為帶有電容濾波的電阻負(fù)載，電阻為2Ω ，濾波電容為1000μF 。開關(guān)采用IGBT，驅(qū)動(dòng)信號(hào)由“Pulse Generator”環(huán)節(jié)產(chǎn)生，驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率為1000Hz，占空比為50%。此時(shí)電路的仿真波形為圖3所示。

三幅波形中波形依次為驅(qū)動(dòng)信號(hào)、負(fù)載電流、負(fù)載電壓，此時(shí)電路已接近穩(wěn)態(tài)。

3.2 DC/AC逆變電路仿真

單相全橋逆變電路仿真模型如圖4所示，直流電源電壓為100V，負(fù)載為電阻電感負(fù)載，電阻為1Ω，電感為0.01H，開關(guān)采用MOSFET，逆變器工作頻率為50Hz，驅(qū)動(dòng)信號(hào)由兩個(gè)“Pulse Generator”環(huán)節(jié)產(chǎn)生，占空比為49.5%。此時(shí)電路的仿真波形為圖5所示。

三幅波形中波形依次為負(fù)載電流、負(fù)載電壓和開關(guān)管1的電壓和電流，此時(shí)電路已接近穩(wěn)態(tài)。

電源電路設(shè)計(jì)原理范文第4篇

【關(guān)鍵詞】DX型中波發(fā)射機(jī) 控制板 555集成定時(shí)器 占空比 計(jì)數(shù)器

1 前言

PB200單元控制板的作用是提供低、中、高功率電平下實(shí)行本地/遠(yuǎn)程步進(jìn)啟動(dòng)的順序控制，監(jiān)視PB200單元工作狀態(tài)，對(duì)外部或內(nèi)部故障情況進(jìn)行保護(hù)性響應(yīng)及提供故障狀態(tài)指示。下面分別介紹控制板時(shí)鐘電路采用器件和時(shí)鐘電路的工作原理。

2 555集成定時(shí)器工作原理

在數(shù)字電路系統(tǒng)中，為了使各部分控制電路在時(shí)間上協(xié)調(diào)動(dòng)作，需要有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，用來產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的電路稱為時(shí)基電路。555集成定時(shí)器就是其中一種，它是由模擬電路與數(shù)字電路組合而成多功能中規(guī)模集成電路，只要配少量外部器件，就可組成觸發(fā)器、振蕩器等電路。圖1A所示555集成定時(shí)器的外形引腳圖。

其中1腳為電源地端；2腳為觸發(fā)端；3腳為輸出端；4腳為強(qiáng)制復(fù)位端；5腳為閾值電壓控制端；6腳為閾值端；7腳為放電端；8腳為電源電壓端。圖1B所示555集成定時(shí)器原理框圖，整個(gè)電路包括分壓器、比較器、基本RS觸發(fā)器、放電開關(guān)和輸出級(jí)五部分。

（1）分壓器：由三只5kΩ電阻串聯(lián)組成分壓器，其上端接電源（8腳），下端接地（1腳），為兩個(gè)比較器C1、C2提供基準(zhǔn)電平。使比較器C1“-” （5腳）端接基準(zhǔn)電平 ，比較器C2“+”端接 。如果在控制端（5腳）外加控制電壓，可以改變兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電平。不用外加控制電壓時(shí)，可用0.01uF的電容使5流接地，旁路高頻干擾。

（2）比較器：C1、C2是兩個(gè)比較器。其“+”端是同相輸入端，“-”端是反相輸入端。由于比較器的靈敏度很高，當(dāng)同相輸入端電平略大于反相端輸入電平時(shí)，其輸出端為高電平；反之，輸出低電平。因此，當(dāng)高電平觸發(fā)端（6腳）的觸發(fā)電平大于 時(shí)，比較器C1輸出為高電平；反之輸出低電平。當(dāng)?shù)碗娖接|發(fā)端（2腳）的觸發(fā)電平略小于 時(shí)，比較器C2輸出為高電平；反之，輸出為低電平。

（3）基本RS觸發(fā)器：基本RS觸發(fā)器主要由或非門G1、G2構(gòu)成，比較器C1和C2的輸出端就是基本RS觸發(fā)器的輸入端R和S。因此，基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)（3腳）受6腳和2腳的輸入電平控制。圖中的4腳是低電平復(fù)位端，如果在4腳施加低電平，此信號(hào)經(jīng)G0（非門）輸出高電平，再經(jīng)G3（或非門）輸出低電平，然后經(jīng)G4（非門）輸出高電平，再經(jīng)G5（非門）使3腳輸出低電平。平時(shí)一般將4腳接電源Vcc，取消強(qiáng)制復(fù)位功能。

（4）放電開關(guān)：NPN型晶體管三極管VT構(gòu)成放電開關(guān)，基極接基本RS觸發(fā)器G4（非門）輸出端。假設(shè)4端接電源Vcc時(shí)，取消強(qiáng)制復(fù)位功能，G0輸出為低電平，當(dāng) =0時(shí)，經(jīng)G3輸出高電平，然后經(jīng)G4輸出低電平，VT的基極電位為低電平，VT截止；反之，當(dāng) =1時(shí)，VT飽和導(dǎo)通?？梢奦T作為放電開關(guān)，其通斷狀態(tài)由觸發(fā)器的狀態(tài)決定。

（5）輸出級(jí)：由基本RS觸發(fā)器的輸出端 驅(qū)動(dòng)，該輸出級(jí)通常為推挽式電路，或是簡單的緩沖器，通常能夠提供 200mA的輸出電流。

圖1C所示555集成定時(shí)器構(gòu)成的無穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器。其工作原理：接通電源后，Vcc經(jīng)R1、R2給電容C充電。由于電容C上的電壓不能突變，電源剛接通時(shí)VC< ，所以555定時(shí)器內(nèi)部比較器C1輸出低電平，C2輸出高電平，即R=0，S=1，基本RS觸發(fā)器置1，輸出端Q為高電平。此時(shí) =0，使內(nèi)部放電管截止。當(dāng)VC上升到大于 時(shí)，R=1，S=1，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，輸出端Q仍為高電平。

當(dāng)VC上升到略大于 時(shí)，R=1，S=0，基本RS觸發(fā)器置0，輸出端Q為低電平，這時(shí) =1，使內(nèi)部放電管飽和導(dǎo)通。于是電容C經(jīng)R2和內(nèi)部放電管放電，VC按指數(shù)規(guī)律減小。

當(dāng)VC下降略小于 時(shí)，內(nèi)部比較器C1輸出低電平，C2輸出高電平，基本RS觸發(fā)器置1，輸出端Q為高電平。這時(shí)， =0，內(nèi)部放電管截止。于是電容C放電結(jié)束，并重新開始充電。如此循環(huán)不止，輸出端就得到一系列矩形脈沖。

占空比定義為在一個(gè)振蕩周期內(nèi)輸出為高電平所占時(shí)間的百分比。在充電期間T充內(nèi)，輸出為高電平；在放電期間T放內(nèi)，輸出為低電平。因此占空比為

3 74HC161同步計(jì)數(shù)器工作原理

74HC161為4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器，帶異位清零端，具有輸出保持功能，具有n位級(jí)聯(lián)進(jìn)位輸出端。圖2A所示74HC161同步計(jì)數(shù)器引腳圖：

其中： ：異步清零端。低電平有效，即該端為低電平時(shí)計(jì)數(shù)器內(nèi)部的四個(gè)觸發(fā)器清零。它的作用不受CLK脈沖的影響。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端，即計(jì)數(shù)器脈沖輸入端。上升沿有效。RCO：動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出端。用來作n位級(jí)聯(lián)使用。高電平有效，即通常處于低電平，出現(xiàn)進(jìn)位信號(hào)時(shí)為高電平。進(jìn)位信號(hào)為正脈沖。 ：同步預(yù)置控制端。低電平有效，即該端為低電平時(shí)，可以通過輸入數(shù)據(jù)端A、B、C、D對(duì)輸出狀態(tài)進(jìn)行預(yù)置。該端通常應(yīng)為高電平。A、B、C、D：輸入數(shù)據(jù)端。預(yù)置時(shí)向各輸入數(shù)據(jù)端送入數(shù)據(jù)，就可使相應(yīng)的輸出端QA、QB、QC、QD的狀態(tài)為輸入端的數(shù)據(jù)。QA、QB、QC、QD：計(jì)數(shù)器狀態(tài)輸出端。QD為最高位，QA為最低位。QD可作十六分頻輸出端，QC可作八分頻輸出端，QB可作四分頻輸出端，QA可作二分頻輸出端。ENT、ENP：使能端。在計(jì)數(shù)過程中使能端必須均為高電平，一旦有其中一個(gè)使能端ENT或ENP為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器禁止計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器保持禁止之前的狀態(tài)。

圖2B所示74HC161同步計(jì)數(shù)器功能表。

4 控制器板時(shí)鐘電路工作原理

控制板時(shí)鐘電路主要由一只555集成定時(shí)器與的電阻、電容構(gòu)成無穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器，產(chǎn)生8kHz的時(shí)鐘信號(hào)；它的輸出與五只74HC161同步計(jì)數(shù)器相連構(gòu)成分頻器，分別輸出4kHz、128Hz、64Hz、32Hz、16Hz、1/64Hz的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，這些信號(hào)分別送到各PAL和EPLD中，提供相應(yīng)的控制。圖3所示PB200單元控制器板上時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路。

U20（555定時(shí)器）與R16、R15、C70等元器件接成無穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器。因?yàn)殡娮?、電容?shù)值誤差很大，因此時(shí)鐘脈沖精度不高。

U15、U16、U17、U18、U19 （74HC161）串在一起構(gòu)成五級(jí)分頻器，它們的3（A）、4（B）、5（C）、6（D）引腳均接地為低電平；555時(shí)基電路輸出的8KHz時(shí)鐘信號(hào)都送到2腳（CLK）中去，U15的1、9、10、7腳接高電平，U15-14（QA）為二分頻輸出端，輸出4KHz時(shí)鐘脈沖信號(hào)。

U15-15（RCO）與U16-10（ENT）相連，當(dāng)對(duì)8KHz時(shí)鐘脈沖信號(hào)進(jìn)行十六分頻后（ ），U15-15輸出高電平，U16計(jì)數(shù)器開始工作，U16-13（QB）為四分頻輸出端，輸出128Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)；U16-12（QC）為八分頻輸出端，輸出64Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)；U16-11（QD）為十六分頻輸出端，輸出32Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)。

U16-15（RCO）與U17-10（ENT）相連，當(dāng)對(duì)500Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)進(jìn)行十六分頻后（ ），U16-15輸出高電平，U17計(jì)數(shù)器開始工作，U17-14（QA）為二分頻輸出端，輸出16Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)。

U17-15（RCO）與U18-10（ENT）相連，當(dāng)對(duì)32Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)進(jìn)行十六分頻后（ ），U17-15輸出高電平，U18計(jì)數(shù)器開始工作。

U18-15（RCO）與U19-10（ENT）相連，當(dāng)對(duì)2Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)進(jìn)行十六分頻后（ ），U18-15輸出高電平，U19計(jì)數(shù)器開始工作，U19-12（QC）為八分頻輸出端輸出 Hz時(shí)鐘脈沖信號(hào)。

另外，我們可以從圖3上看到CUL信號(hào)接到U17-1、U18-1、U19-1腳（ ），CUL信號(hào)是低壓電源故障信號(hào)，正常時(shí)為高電平；當(dāng)控制板出現(xiàn)低壓電源故障時(shí)，U17、U18、U19計(jì)數(shù)器被異步清零，它們的輸出均為低電平，這樣16Hz、 Hz的時(shí)鐘脈沖無輸出。

5 結(jié)語

電源電路設(shè)計(jì)原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：proteus仿真賽 獨(dú)立學(xué)院 培訓(xùn)方法

我校自 2012年以來，一直在組織培訓(xùn)學(xué)生參加江西省電路仿真設(shè)計(jì)比賽，這個(gè)比賽是基于 proteus和 keil軟件進(jìn)行的，要求參賽學(xué)生熟悉模擬電路、數(shù)字電路、傳感器技術(shù)以及單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)，比賽以組委會(huì)組織專家組命題的形式進(jìn)行，要求學(xué)生在 8小時(shí)內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。那么，如何讓學(xué)生在有效的時(shí)間內(nèi)，順利完成比賽任務(wù)，就和平時(shí)的準(zhǔn)備和訓(xùn)練息息相關(guān)，一套行之有效的培訓(xùn)方法是學(xué)生成功獲獎(jiǎng)的關(guān)鍵，本文給出了筆者多年來仿真比賽的培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，拋磚引玉，可以作為同行們培訓(xùn)的參考。

電路仿真比賽涉及知識(shí)面廣，對(duì)培訓(xùn)老師的要求比較高，同時(shí)比賽結(jié)果也是一所學(xué)校教學(xué)水平的側(cè)面反映，特別是那些注重工程實(shí)踐的課程的教學(xué)水平。以賽促改，是仿真設(shè)計(jì)比賽的直接目的，比賽過程中反映的各種問題都可以作為學(xué)校課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的改革依據(jù)。競賽必將引起學(xué)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和廣大教師重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實(shí)踐教學(xué)水平，重視實(shí)踐環(huán)境的改善，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新素養(yǎng)。所以，電路仿真比賽積極促進(jìn)了學(xué)校實(shí)踐教學(xué)的改革和實(shí)用性人才培養(yǎng)模式的建立和推行。

一、傳統(tǒng)電路仿真教學(xué)模式存在的問題

1、傳統(tǒng)培訓(xùn)的方法存在缺陷

我校自2012年參賽，一直都在摸索有效的培訓(xùn)方法和體系，從近三屆比賽中學(xué)生暴露的各種問題充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)培訓(xùn)方法的不足。其一，是掌握的知識(shí)面不夠?qū)挘R(shí)點(diǎn)分離，綜合能力不強(qiáng)。學(xué)生拿到一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)之后，提出的設(shè)計(jì)方案存在不合理的地方，同時(shí)不能充分地論證和比較所給方案，設(shè)計(jì)也是采取生搬硬套的方式照搬參考模板，不會(huì)自己構(gòu)思新的設(shè)計(jì)電路；其二，學(xué)生綜合分析的能力有待加強(qiáng)，他們分析問題只看點(diǎn)不看面，更不用說系統(tǒng)的整體配合了，究其原因是生硬地理解所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，不能靈活地面對(duì)所接觸的各種電路。

2、課程理論教學(xué)脫離工程實(shí)踐

培訓(xùn)過程中，布置給學(xué)生任務(wù)之后，學(xué)生不能迅速找準(zhǔn)相關(guān)的資料參與設(shè)計(jì)，多數(shù)學(xué)生首先選擇的參考資料就是教材和教學(xué)參考書，說明學(xué)生的思維始終停留在傳統(tǒng)教學(xué)的培養(yǎng)模式中，缺乏工程意識(shí)，思維有局限性。同時(shí)也反映了平時(shí)我們的課程教學(xué)也存在脫離工程實(shí)際的缺陷。

3、教學(xué)工作中缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)

在培訓(xùn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生不太習(xí)慣計(jì)算元件參數(shù)的值，而采取實(shí)驗(yàn)匹配的辦法來選擇使用的元件，而大多數(shù)同學(xué)不習(xí)慣使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之后也不能正確總結(jié)歸納數(shù)據(jù)的規(guī)律，電路調(diào)試和故障排查的能力比較差。這些現(xiàn)象側(cè)面反映了我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)過多，綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)過少，沒有培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。

4、教學(xué)中缺少編程思想方面的培養(yǎng)

電路仿真比賽中的題目是必須使用單片機(jī)的，采用的語言是 C語言，我們學(xué)校開設(shè)了很多和單片機(jī)編程有關(guān)的課程，比如《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《單片機(jī)原理與技術(shù)》以及《 C語言程序設(shè)計(jì)》等，但是這些課程的教學(xué)過于注重語言、語法的解釋，而沒有很好地加強(qiáng)學(xué)生編程思想的培養(yǎng)。導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)編程，影響了比賽的成績。

二、電路仿真設(shè)計(jì)比賽培訓(xùn)方法的創(chuàng)新

如何提高學(xué)生在電路仿真設(shè)計(jì)比賽中的成績，針對(duì)培訓(xùn)中出現(xiàn)的各類問題和歷屆本校電路仿真設(shè)計(jì)比賽成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn)，本文提出一些列培訓(xùn)方法的創(chuàng)新。

1、重視實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)

構(gòu)建電路仿真設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立的實(shí)踐培訓(xùn)體系，首先要求培訓(xùn)教師拋棄傳統(tǒng)教學(xué)觀念，從以教師為核心的傳統(tǒng)授課模式變成以學(xué)生為主老師為輔的培訓(xùn)模式；從單一的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證培訓(xùn)體系轉(zhuǎn)換成層次型、綜合性性項(xiàng)目、案例式培養(yǎng)體系。

培訓(xùn)過程中，同一個(gè)電路或者模塊讓學(xué)生自己整理多個(gè)方案，并獨(dú)立完成對(duì)方案的評(píng)價(jià)和論證，讓學(xué)生自己選擇不同型號(hào)的芯片實(shí)現(xiàn)同一功能，并總結(jié)對(duì)比其優(yōu)劣，不同的芯片使用過程中電路如何修改？為什么改變。為了配合這一環(huán)節(jié)有效進(jìn)行，要求學(xué)生參閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，多上圖書館和相關(guān)網(wǎng)站積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并以論文、讀書筆記以及產(chǎn)品制作的方式提交培訓(xùn)作業(yè)，由老師仔細(xì)批改，認(rèn)真點(diǎn)評(píng)。

2、采取項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的培養(yǎng)模式

改變傳統(tǒng)的先講理論，在根據(jù)理論進(jìn)行實(shí)踐論證的授課方式，每次培訓(xùn)內(nèi)容都以項(xiàng)目案例為素材，一次課解決一個(gè)工程實(shí)際問題。對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)的培訓(xùn)，我們選用若干個(gè)典型的單片機(jī)產(chǎn)品，結(jié)合一些工程小案例或者項(xiàng)目，把單片機(jī)中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行通信、 I/0口等理論知識(shí)融合在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手過程中深刻體會(huì)到什么是端口？什么是中斷？為什么要中斷？等理論問題，變抽象理論為具體形態(tài)，讓學(xué)生在真實(shí)的模型下建立其中斷、端口和定時(shí)計(jì)數(shù)等概念，為以后的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3、聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室教學(xué)部門，實(shí)行全開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我們和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了溝通，實(shí)行全開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。充分發(fā)揮開放實(shí)驗(yàn)室的作用，制定了開放式實(shí)驗(yàn)室的管理辦法以及開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，充分保障開放實(shí)驗(yàn)室工作的有序進(jìn)行。開放性實(shí)驗(yàn)室是分層次面對(duì)不同學(xué)生開放的，一定時(shí)期內(nèi)，每一個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)室對(duì)應(yīng)一個(gè)開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，配備指導(dǎo)教師，由指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)推行對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目教學(xué)工作。

開放式實(shí)驗(yàn)室的推行，大大提升了學(xué)生動(dòng)手能力，是一個(gè)對(duì)電路仿真賽培訓(xùn)起著重要作用的側(cè)面措施，負(fù)責(zé)開放式實(shí)驗(yàn)室的教師都是電路仿真設(shè)計(jì)賽的指導(dǎo)老師，這樣的方式給學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)帶來了好處，同時(shí)也重構(gòu)了師生關(guān)系，讓之后的系統(tǒng)培訓(xùn)工作變得順利。

4、加強(qiáng)課外電子活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

我校組建了電子設(shè)計(jì)興趣小組，開展了各種不同形式的第二課堂活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計(jì)者必須具備的獨(dú)立思考、綜合分析和解決問題的能力，充分利用學(xué)校機(jī)房和實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)生活動(dòng)的場地，配備專門的老師進(jìn)行指導(dǎo)和協(xié)助，成立電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新指導(dǎo)中心，對(duì)選拔后的學(xué)員進(jìn)行指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制，幾乎是一對(duì)一的輔導(dǎo)形式，讓這些拔尖的學(xué)生可以參與老師的科研項(xiàng)目，獨(dú)立承擔(dān)科研課題中的小型項(xiàng)目設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手，多參加這樣的科技活動(dòng)。

三、結(jié)語

大學(xué)生電路仿真賽是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的比賽，其培訓(xùn)過程是一個(gè)細(xì)致而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，如何變理論為實(shí)際，是這個(gè)培訓(xùn)工作的中心，我們給出了很多輔助培訓(xùn)的項(xiàng)目，也研發(fā)了很多案例進(jìn)行課程培訓(xùn)，基本上滿足了受訓(xùn)學(xué)生具有電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。經(jīng)過近幾年的不斷探索與實(shí)踐，我們的培訓(xùn)和比賽工作都取得了一定成績，從 2102年開始每年比賽我們學(xué)校都有學(xué)生獲獎(jiǎng)，累計(jì)獲得一等獎(jiǎng) 3人次，二等獎(jiǎng) 3人次，三等獎(jiǎng)若干。實(shí)踐證明，這些培訓(xùn)的措施取得了較好的培訓(xùn)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭志俊.論電子類競賽在專業(yè)課程改革中的作用 [J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào)， 2011，2（6）：82―84.

[2]李天真，崔立軍.競賽引領(lǐng)下的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程體系重構(gòu) [J].湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2010，10（3）：21-23.

[3]曹健樹.單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)室建設(shè) [J].實(shí)驗(yàn)室研究 -9探索. 2005。 16（9）：4-6.