基于单片机的电源管理系统设计

基于单片机的电源管理系统设计内容摘要：

相一致。 对于 74161 而言， 当 CLOCK 由低至高跳变或跳变前，如果计数控制端 ENP、 ENT 位高电平，则 LOAD 应避免由低电平至高电平的跳变，而74LS161 则无此限制。 161 的计数是同步的，靠 CLOCK 同时加在四个触 发器上而实现的。 当 ENP、 ENT 均为基于单片机的电源管理系统设计 10 高电平时，在 CLOCK 上升沿作用下 Q0— Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。 对于 74LS161，只有当 CLOCK 为高电平时， ENP、 ENT 跳变与 CLOCK 无关。 161 有超前进位功能。 当计数溢出时，进位输出端（ RCO）输出一个高电平脉冲，其宽度位 QA的高电平部分。 对于 74LS161，在 CLOCK 出现前，即使 ENP、 ENT、 CLEAR 发生变化，电路的功能也不受影响。 74LS161 芯片各引脚功能说明 如表 2 所示： PCO 进位输出端 CLOCK 时钟输入端（上升沿有效） CLEAR 异步清除输入端（低电平有效） ENP 计数控制端 ENT 计数控制端 ABCD 并行数据输入端 LOAD 同步并行置入控制端（低电平有效） Q0— D3 输出端 表 2 74LS161 芯片各引脚功能说明 分频器电路设计 74LS161 同步四位二进制计数器 ， 其电路设计如图 8所示： 图 8 分频器电路 看门狗电路设计 应用系统受到干扰后，都要进行复位，而一般的电路往往不能保证系统的安全可靠工作，因此便出现了看门狗。 看看门狗就是监控定时器的 简称，它是用来检测微处理器是否正常工作，如果工作不正常，程序就会跑飞或者死机，看门狗电路的输入端没有被基于单片机的电源管理系统设计 11 及时触发，那么看门狗就会产生一个复位脉冲，能有效的使系统复位使系统恢复正常运转。 所谓看门狗电路，就是一个能发出“复位”信号的计数器或定时器电路， MAX813L芯片就是这么一种芯片。 该芯片具有监控电路，如图 9 所示。 图 9中提到的 MAX813 芯片是看门狗电路，是具有监控电路的微处理芯片，它具有 4个功能： （ 1）具有独立的看门狗计时器，如果看门狗输入在 内无变化，就会产生看门狗输出； （ 2）掉电或电源电压 低于 时，产生掉电输出； （ 3）上电时能自动产生 200ms 宽的复位脉冲； （ 4）具有人工复位功能，当人工复位端输入低电平时，产生复位信号输出。 MAX813 芯片各引脚功能如下： MR(1 脚 ):手动复位端。 当该端输入低电平保持 240ma 以上， MAX813 就能产生复位信号，该复位信号脉宽为 200ms（见 7脚）。 Ccc(2 脚 )：工作电源接 +5V。 GND(3 脚 )：电源接地端。 PFI(4 脚 )：电源故障输入端。 当该端输入电压低于 时， MAX813 使电源故障输出端产生的信号由高电平变为低电平（见 5 脚 ）。 PFO(5 脚 )：电源故障输出端。 电源正常时，保持高电平；电源电压变低或掉电时，输出由高电平变为低电平。 WDI(6 脚 )：看门狗信号输入端（喂狗信号）。 程序正常运行时，必须每隔 之内向该端送一次信号；若超过 ， MAX813 接受不到喂狗信号，则产生看门狗输出（见 8脚）。 RESET(7 脚 )：复位信号输出端。 上电时，自动产生 200ms 的复位脉冲；手动复位端输入低电平时，该端也产生复位信号输出。 WDO(8 脚 )：看门狗信号输出端。 正常工作时输出保持高电平；看门狗输出时，该端输出信号由高电平变为低电 平。 看门狗电路 本电路的工作原理是：单片机 作为 看门狗的“喂狗”信号定时给出一个脉冲，当程序正常运行时，单片机每隔一段时间输出一个脉冲给 WDI 触发 MAX831L 电路，使RESET 始终为低电平；若单片机程序一旦出现异常，不能在 内送出“喂狗”脉冲，MAX813L 的 RESET 将产生一个正脉冲到单片机的 RESET 口，使单片机系统复位，使其能重新正常运行。 看门狗电路如图 9所示： 基于单片机的电源管理系统设计 12 图 9 看门狗电路 显示模块设计和译码电路设计 74HC245 芯片功能及管脚介绍 74HC245 是 总线驱动器，典型的 TTL 型三态缓冲门电路。 由于单片机等 CPU 的数据 /地址 /控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。 74LS245 芯片的各管脚 定义： 第 1脚 DIR，为输入输出端口转换用， DIR=“ 1” 高电平时信号由 “A” 端输入 “B”端输出， DIR=“0” 低电平时信号由 “B” 端输入 “A” 端输出。 第 29 脚 “A” 信号输入输出端， A1=B、 A8=B8， A1 与 B1 是 一组，如果DIR=“1”OE=“0” 则 A1输入 B1输出，其它类同。 如果 DIR=“0”OE=“0” 则 B1输入 ,A1输出，其它类同。 第 1118脚 “B” 信号输入输出端，功能与 “A” 端一样。 第 19 脚 OE，使能端，若该脚为 “1”A/B 端的信号将不导通，只有为 “0” 时 A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。 第 10脚 GND，电源地。 第 20脚 VCC，电源正极。 74LS138 芯片介绍 74LS138 为 3 线 8线译码器，共有 54/74S138 和 54/74LS138 两种线路结构型式，其 74LS138 的工作原理如下： 当一个选通端（ G1）为高电平，另两个选通端（ /(G2A)和 /(G2B)）为低电平时，可基于单片机的电源管理系统设计 13 将地址端（ A、 B、 C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 74LS138 功能 是 利用 G /(G2A)和 /(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时， 74LS138还可作数据分配器。 显示模块及译码电路分析 本次毕业设计显示是采用 7 个八段共阴数码管，第一个数码管显示的是标志位，显示当前输出的 电压是什么状态。 总共有 3 个状态，分别是： 1表示当前输出的是 12V， 2表示当前输出的是 9V， 3表示当前输出的是 — 12V 的连续可调电压。 后面的三个数码管显示的是输出的电压的大小，前两个是电压的整数部分，后一个是电压的小数部分；最后三个数码管显示的是当前输出的电流大小，前一个是电流的整数部分，后两个显示的是电流的小数部分。 每个数码管 都有 8 跟数据线和一根公共线，公共线接正，表示数码管为共阳，公共线接地，表示数码管为共阴，每一根线对应一根发光二极管。 图 10为显示电路和 38译码电路。 图中通过单片机的 P0 端口 向数码管送显示的数据，通过 、 、 三根地址线经过 38译码器选择显示的位置。 其中最后一个 Y7 可以作为 P0 端口送数据到数码管还是从 AD0809 读取数据的选择信号。 图 10 显示电路和 38译码电路 辅助电路设计 辅助电路虽然比较简单，但却是每个系统中必不可缺的部分。 有些时候，系统的稳定性就取决于这些看似不起眼的辅助电路上。 晶振电路设计 基于单片机的电源管理系统设计 14 图 11 为晶振电路，是单片机工作的必须的部件。 它 是正弦波震荡电路，供其他数字电路整形后作时钟源。 图 11 晶振电路 逻辑电路设计 图 12为逻辑电路的电路图，经过逻辑变化，实现单片机控制 ADC0809，使其正常工作。 图 12 逻辑电路。