基于单片机的漏电保护装置设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的漏电保护装置设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

式不变， RL 阻值固定为 5Ω。 当直流输入电压在 ~7V变化时，要求输出电压为 5177。 （ 3）连接方式不变，直流输入电压固定在 7V，当直流稳压电源输出电流由 1A减小到 时，要求负载调整率 SL≤1%。 （ 4）制作一个功率测量与显示电路，实时显示稳压电源的输出功率。 发挥部分 设计一个动作电流为 30mA 的漏电保护装置（使用基本要求部分制作的直流稳压电源供电，不得使用其他电源）。 （ 1）转换开关 S 接 2 端，将 RL 接到漏电保护装置的输出端，阻值固定为 20Ω，R和电流表 A组成模拟漏电支路（见图 1）。 调节 R，将漏电动作电流设定为 30mA。 将漏电保护装置动作后， RL 两端电压为 0V 并保持自锁。 排除漏电故障后，按下 K 恢复输出。 要求漏电保护装置没有动作时，输出电压 ≥。 （ 2）要求漏电保护装置动作电流误差的绝对值 ≤5%。 （ 3）尽量减少漏电保护装置的接入功耗。 （ 4）其他。 总体方案设计 系统框图如下图所示。 其中主控部分由 STC89C58RD 及相关电路组成，它是整个系统的核心。 电源部分由及相关电路组成，为整个系统正常稳定地工作提供稳定的电压。 电压检测和引脚判定有康铜丝和 ADC0804 组成，完成 AD 采样和芯片引脚个数的判定。 待测芯片部分的所有管脚都受 MCU 的控制， MCU 能够读取它的所有信息。 显示部分由 1602 液晶组成，方便显示相关信息。 2 图 1 系统设计框架 总体电路图设计 7V~2 5V电压B u c k B o o s t电路拓补5V额定输出采集功率与显示漏电保护电路报警系统键盘控制 图 2 电路框图 当直流输入电压在 7~25V变化时，通过一个 BuckBoost 电路拓补结构让其稳定输出 5V的电压，再使用康铜丝链接一个放大电路，通过 ADC0804 采样获得是是实时的电流、电压值并在 1602 上显示，当检测电路电流超过 30mA 时，漏电保护电路启动，断开电路并进行报警。 最后可以通过键盘控制电路复位。 方案论证与比较 主控芯片单片机（ MCU）的设计方案论证与选择 方案 一：采用 Atmel 公司的 AT89S52。 AT89S52 单片机是一种低功耗、高性能 3 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 此芯片价格比较便宜，但抗干扰能力差。 方案二：采用 STC89C58RD+。 它也是基于 80C51 内核，管脚与 89S52 完全兼容。 不需要外围电路，硬件和软件的开支比较小，更重要的是他的抗干扰能力比较强，但它的价格要比 AT89S52 要高。 综合比较后，选择方案二。 稳压电源的设计 方案一：用固定式三端集成稳压电路 7805 设计制作连续可调直流稳压的实 际电路中两个电阻主要用来调整输出电压最高输出电压受稳压器最大输入电压及最小输入输出压差的限制，该固定式三端集成稳压集成电路 7805 最大输入电压为35V，输入输出差要保持 2V 以上，因此该电路中由于稳压器的直流输入电压为7~25V，所以该电路的输出最大值为 5~23V。 优点：在稳压器的稳压范围内，其稳压精度可达 177。 缺点：在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器 （当然小功率的条件下不用）。 当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。 方案二：将 Buck 与 Boost 两种形式的变换器结合起来， 产生一种新的变换器，叫做 BUCKBOOST 变换器，也叫升降压式变换器。 既然我们不能直接把 7~25V的输入电压变为固定的 5V输出，那我们就先把 7~25V降压，然后再升压，从而达到题目要求的固定输出 5V、 1A的要求。 优点：效率高、电路简单、电压变比可由零到 无穷大 ，即可升压又可降压。 缺点：开关 晶体管 发射极不接地，使 驱动电路 复杂化、成本高。 方案三： LDO 基本工作原理是：系统加电，如果使能 脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值，此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，保证了输出电压稳定在规定值上，同理如果输入电压变化或输出电流变化，这个闭环回路将使输出电压保持不变，即： Vout=(R1+R2)／ R2 Vref。 优点：压差小、静态电流小、外接元件小。 缺点：效率不高。 方案四：先将电路的电压由 ~25V通过降压变为 4V,再通过升压变为 ，最后再通过一个 LDO 直流稳压电路，具有较低的静态电流和压差，主要用于压差较小的场合，可固定输出电压 5V。 如果输入电压和输出电压不是很接近， LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在 LDO 上能量太大，效。