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基于51单片机的倍压整流时钟设计

更新时间:2019-08-13 07:03:42 大小:665K 上传用户:杨义查看TA发布的资源 浏览次数:49 下载积分:1分 下载次数:0 次 标签:51单片机 出售积分赚钱 评价赚积分 ( 如何评价?) 收藏 评论(0) 举报

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文档为基于51单片机的倍压整流时钟设计总结文档,是一份不错的参考资料,感兴趣的可以下载看看,,,,,,,,,,,,,,

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基于51单片机的倍压整流时钟设计.pdf 665K

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DOI10.3969/j.issn.1001-8972.2011.20.062  
51 单片机的倍压整流时钟设计  
金一帆  
黑龙江大学  
P 0 口在对单片机外部扩充存储器  
时,可以作为数据总线(D0~D7)和地址总  
线(A0~A7)来使用。当单片机外部不扩  
充存储器时,P0 端口就可作为一般I/O  
口来使用,P0 端口内没有上拉电阻。所  
P 0 端口作为一I/ O 口输入或输出  
时,应在外接上拉电阻。  
3. 晶振接线端  
XTAL119 振荡器反相放大器  
及内时钟发生器的输入端。  
XTAL218 振荡器反相放大器  
的输出端。  
XTAL1 XTAL2 可接外部晶体振荡  
器,在单片机内部进行放大及振荡,从而  
产生时钟脉冲以供单片机内部使用。  
2 件部分的电路设计  
以构n 倍压整流电路。  
摘 要  
多倍压整流电路的原理和二倍压整流  
电路相同,其输出电压为电源电压峰值  
E2 n 倍,也就n E2,实现了升压  
的目的。在本次设计中,所用到的时钟显  
示器件辉光电子管需170V 的电压来驱  
动,所以选择五倍压整流电路。变压器选  
择的220V 24V 的变压器,经由五倍压  
整流电路的输出电压为:5*24* =170V,  
正符合辉光电子管的驱动要求。  
随着近年来科技的进步,单片机作为一种  
芯片级的计算机系统,也得到了很大的发  
展。51 片机作为单片机的一种主流产  
品,其内部所含有的振荡电路与外接晶体  
相连,可达到精准计时的效果。但单片机  
的正常工作电压仅5V右,单靠单片机  
的电压驱动,在时钟显示器件的取材上就  
有很大的局限性。倍压整流电路也是近年  
来电子仪器设备和各类家用电器中广泛使  
用的一种电路,通过整流和滤波元件的相  
结合,可获得几倍于变压器的次级输出电  
压峰值的电压,用于驱动时钟显示器件。  
将单片机的精准计时效果与倍压整流电路  
的电压放大功能相结合,就可以制作一款  
精美的时钟。  
2.2 时钟显示电路的设计  
为了配合倍压整流电路的使用,以及  
时钟美观的设计,本次设计选QS18-12  
型辉光电子管作为时钟显示的器件。  
QS18-12 型辉光电子管需170V 的电压  
来驱动, QS18-12 型辉光电子管是一种可  
以显示数0 9,显示内容为橙红色的电  
子管。高度大约40~50mm 左右。此电子  
管共12 个引脚,需要阳极电压170V,  
限流电阻20K Ω。  
由于受辉光电子管的年代、价格及使  
用寿命等影响,本次设计之显示时钟的  
时、分两部分。其中由辉光电子V1V2  
显示小时数部分。其中,V1 只需要显1  
2 两个数字,V2 将显0 9 十个数  
字。  
时钟的分钟部分由另两个辉光电子管  
V3 V4 显示。其V3 需要显0 5 六  
个数字,V4 则要显0 9 十个数字。  
3 软件部分的设计  
在单片机软件开发过程中,需要一个  
程序的编辑环境。本次设计中,使用的是  
Keil 编辑环境。  
2.1 驱动部分的电路设计  
关键词  
单片机;倍压整流;汇编语言  
在整个设计的电路中,既有弱电部分  
也有强电部分。在本次设计中,单片机部  
分需+5V 的电压驱动,可以使USB 接  
口电压,也可以用变压器来实现。不过,为  
了将弱电和强电部分集成在一块电路板上  
实现,本次设计中用到一220V 24V 的  
变压器。单片机需要的 + 5 V 压,用  
LM7805 稳压电路实现。而在时钟显示部  
分的驱动电路,则使用倍压整流电路。  
(一) LM7805 稳压电路设计  
LM7805 稳压器是一种电压变换集成  
电路,具有优良的稳压性能。LM7805 有三  
个引脚,分别为:输入端、接地端和输出  
端,属于三端稳压集成电路。  
使LM7805 稳压器来输+5V 的电  
压,需要在输入端和输出端加入滤波电  
容。由于输入电压是由变压器而来24V  
电压,在输入端和变压器之间还应加入一  
个整流二极管。在本次设计中选用的整流  
二极管1N4007 整流二极管,具有低的反  
向漏电流,和较强的正向浪涌承受能力。  
(二) 倍压整流电路电路设计  
1 51 单片机概述  
51 系列单片机是对目前能够兼Intel  
8031 指令系统的所有单片机的统称。该系  
列单片机的起源来自Intel 8031 单片  
机。后来随着闪存技术的发展,兼Intel  
8031 指令系统的单片机也取得了巨大的发  
展,成为现8 位单片机中应用最广泛的  
一种,也是现在市场上主流的单片机。  
51 单片机作为一种微控制器,在其内  
部集成了功能非常强大的中央处理器。51  
系列单片机共40 个引脚,引脚分布如图  
1-1 所示。  
3.1 Keil μVision 软件使用  
在运Keil μVision 编写程序的时候,  
要首先建立工程,工程是由源文件、编程  
说明和开发工具选项三部分构成的。通过  
菜单栏里Project 之中New Project 建  
立。然后选择所需要的单片机型号。通过  
菜单栏里File New 建立源程序文件  
进行编程。程序写好后,经过存储、调用、  
编译、调试等阶段,最后生Hex 文件。  
Hex 文件是由一行行的符Intel HEX 格  
式的文本所构成ASCII 文本文件,由十  
六进制记录组成。生成后Hex 文件内是  
能够被单片机直接识别的机器码,可以直  
接写入单片机中,由单片机执行其功能。  
3.2 单片机程序设计流程  
在本次时钟设计中,强电部分的驱动  
需要比较高的电压,这就用到了倍压整流  
电路。倍压整流电路是近年来广泛使用的  
一种升压电路,可以将较低的电流电压,  
通过电容和整流二极管,得到一个较高的  
直流电压。倍压整流电路的输出电压是输  
入电压的几倍,一般可分为多少倍压整流  
电路。  
1). 二倍压整流电路  
二倍压整流电路由一个变压器、两个  
本次设计中,采用51 系列单片机,  
利用其时钟电路达到精准计时的目的。其  
内部定时T0 高电平工作50ms 产  
生一次中断,也就是说一秒钟T0 20  
次。在秒钟单元达60 之后向分钟进位,  
使分钟单元加一,秒钟单元清零。而分钟  
单元60 后则向小时单元进位,使小时单  
元加一,分钟单元清零。在本次设计中,共  
有主程序、计时程序、时钟调整程序、显  
示程序、开关程序、加一程序等众多模块。  
下面详细说明一下每部分的具体程序思路  
及流程。  
电容和两个整流二极管构成。  
当电源电e2 处于正半周时,整流二  
D1 导通,D2 处于截止状态。此时,  
电流通D1 对电C1 进行充电,使C1 中  
的电压达到接e2 峰值 E2e2 处于负  
半周时,整流二极D2 导通,Dl 处于截  
止状态。Cl 中的电Uc1 E2,再与  
e2 的电压串联相加,当电流经D2 C2  
充电时,充电电Uc2 e2 的峰值加1.  
2 E2,也就是约2 E2 了。经过反复  
充电,它的输出电压基本为变压器电极电  
压的两倍,因此称之为二倍压整流电路。  
2). 多倍压整流电路  
1 - 1 5 1 片机引脚图  
51 单片机的引脚数目有限,有些  
引脚可以具有多种功能。  
1). 电源接线端  
VCC40 +5V。  
GND20 接地。  
2). I/O 接口  
51 单片机上共有四I/O 接口,分别  
P0P1P2P3,这四I/O 口都是双  
8 位端口。在程序的控制下,它们可  
以按字节或按位进行输入或输出。  
(一) 主程序的设计  
主程序初始化将时间、显示、中断等  
都分别赋予初值。使总中断开发,然后允  
T0 中断,开T0 定时器对时间进行判  
在二倍压整流电路的基础上,再n-  
2 个整流二极管以n-2 个滤波电容,就可  
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