1、河南机电高等专科学校电子产品实习报告系 部：电子通信工程系专 业：应用电子技术 班 级：应 电 041 姓 名：崔 文 峰 学 号：0 4 4 2 1 05 2007年 1月 14日1电子产品实习任务书1.实习日期：2006.12.18-2007.1.52.实习单位：河南机电高等专科学校3.实习目的：通过对数显稳压电源的设计制作，掌握电子产品的基本设计思想和基本流程。4.实习任务：自制数显稳压源，电源电路部分采用的是 LM317集成稳压电路，用单片机 AT89S51与 ADC0809设计的一个数字电压表，能够测量05V 之间的直流电压值，四位数码显示。输出前经过 ADC0809作为模数转换器件
2、，89S51 提供四位七段集成数码管的驱动。ADC0809是 MOS型 A/D转换器 可实现 8路模拟信号的分时采集，片内有 8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁用译码电路，其转换时间约为 100us。LM317 集成稳压器输出电流为 2.2A，输出电压范围为 1.2537V。其 1，2 脚之间为 1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能，R1 应小于 240欧姆。改变 R2阻值即可调整稳压电压值，D1，D2 用于保护 LM317。Uo=(1+R2/R1)*1.25 该线路可调电压 1.25V-20V,输出电流 1.5A，需要加装足够面积的散热片。LM317内部有过压保护、过热保护、短路保
3、护等，线路设计还增加反向电动势抑制功能，完全适应 DC模型机车及其它小功率用电器使用，调节平滑，制作和使用都很方便。2实习报告前言：“电源”包括电子电源和化学物理电源。 “电子电源”位于电网（市电与负载之间。对由电网获取的电能进行变换和控制，向负载提供优质电能的供电设备。它涉及的范围有多大，业内人士说法不一，本文重点介绍中小功率的电源设备。为了叙述方便，以下简称电源。由于电源产品应用的广泛性，电源市场的统计比较困难。国外有的利用功率器件的生产情况推算电源的产量，在中国销售的功率器件以及电源产品相当一部分从国外进口，而且销售渠道很多，因此国内电源市场的统计更加困难。中国电源产业的发展现状：近 1
4、0 年来，中国电源产业无论是电源技术还是产业的规模，都发展到前所未有的阶段，成为社会各界关注的行业.中国电源产业发展的推动力：电源是各种电设备的动力装置，是电子工业的基础产品，经济建设和社会生活各个方面的发展都会促进电源产业的发展，特别是以下几方面更是起到了推动作用。信息产业的发展：近十年来中国的信息产业以其它行业三倍的速度发展， “九五”期间，中国对电子工业的投资比重由过去五年的 2.2，提高到 5.4，投资规模达到 4293亿元，比过去五年增长近 12倍，因此成为电源产业发展的强大推动力。近几年移动通信的发展很快，各种信息网络大发展，如国际互联网、通信网、广播电视网、金融信息网，就连铁路、
5、民航售票也形成网络，被人们称为网络时代，各种网络的正常运行，必须要有可靠的电源系统作保障。传统工业的改造：国民经济经过 20 多年的 迅速发展，许多传统工业系统要进行改造，设备需要更新换代，大量先进的电子技术和设备被采用，这不仅对供电质量提出了更高的要求，而且要求电源产品小型化、智能化、高效率、高可靠、无人值守等，一些老的配套电源设备已经不符合要求，将逐渐被淘汰。节约能源：随着经济的发展和科学技术的进步，节约能源、保护环境已经被社会各界所重视。电源是节约能源的重要环节，经过电力电子 和电源技术处理之后的电力供应，节能效果明显。例如家用电器的待机损耗，人们往往不重视，耗电相当大。据美国统计，这种
6、损耗每年有 3554 亿美元，德国环保机构调查，在德国这种损耗每年有 23 亿美元，超过柏林全年的用电总和。采用新的节能芯片之后，可把（510）w 的待机损耗降低到（12）w,甚至更低。节约电力：就减少了不可再生的一次资源（如煤炭、石油）的消耗，而且减少了大气污染。电源产品的小型化还可以节约大量的铜、铁等原材料。所以，电力电子技术的发展是一个国家技术进步的重要标志。有的专家预言：人类未来的福祉将经由能源电子技术的突破而实现。3中国电源产业的规模：中国电源企业主要分布在三个区域，一是珠江三角洲，主要是深圳、东莞、广州、佛山等地，二是长江三角洲，主要是上海、苏南、浙江的杭州和温州一带，三是北京及周
7、边地区，武汉、西安、成都等地也有一定分布。中国电源产业的特点产业分散：由于电源产品的广泛性和产品的多样性，就形成了电源产业布局的分散性，各个部门、各个领域几乎都进行电源产品的开发生产。也因此，各个档次的电源产品都有一定的生存空间，而且电源技术的门槛比较低，投资相对比较小，所以大量的民营的中小企业几乎遍布全国。缺乏统一的管理和协调：目前国家还没有一个部门管理协调整个电源行业，故整个行业缺乏协调和规划。再加上产业布局的分散性，就容易产生重复建设、恶性竞争，影响产业整体素质的提高。电源产品的标准和质量也很分散，不同的行业有不同的要求，不同的标准，某一个企业或产品若要进入，电信、铁路、军工等系统，要经
8、过不同机构的监测和认证。中国已经形成一批龙头电源企业。经过几年的发展，中国已经形成一批超亿元，甚至 10 亿以上的电源行业， ，如华为电气股份公司、武汉洲际通信电源集团公司、中兴通讯股份公司、烟台东方电子信息集团等，他们有比较强的技术力量和开发能力，有些产品已经进入国际市场，这些企业，是带动中国电源产业发展和参与 国际竞争的中坚力量。大量的国外产品进入国内：中国日益扩大的电源市场不仅孕育了几千家十亿以上的电源企业，而且吸引了大批境外公司和产品进入国内，同时，随着海峡两岸交流的发展，台湾、香港的企业移居内地，使得国内的电源产业进一步发展。对中国电源产业发展的几点看法中国电源市场仍处于初期发展阶段
9、，从以下几方面分析：中国电源产业发展的历史较短：中国电源产业发展虽然已有几十年的历史，但真正的发展壮大、形成规模还是最近十多年的事情。一些初具规模的电源企业，大多数都是最近几年发展起来的，国外公司也大部分是八十年代后期进入国内市场的。中国电源企业状况：由于企业众多和市场竞争激烈电源企业的升降、起伏变化强烈，中国电源协会的成员在不断的更换，新企业不断出现，有些老企业逐渐消失。中国电源市场特点：经过二十多年的对外开放和经济的快速发展，综合国力加强，一批国家级的工程项目陆续开工，特别是西部大开发战略的实施，必将带动电源市场的发展。一些传统产业的改造，有的正在进行，有的刚刚开始，即使计算机和通信行业，
10、也不断形成诸如网络信息和移动通信这样带动电源产业发展的热点。中国的电源市场具有巨大的发展潜力和空间，世界各发达国家都在关注中国电源市场的发展。4加入 WTO 后对中国电源产业的影响：中国电源市场竞争和发展的结果必然促使产业内部的分化和重组，形成一批实力强大的企业主导市场，不适应得 企业将被淘汰。中国加入 WTO 之后，国内市场国际化，将促进电源市场的规模化，今后市场的竞争是质量的竞争、技术的竞争、人才的竞争。企业必须坚持高起点、高标准，和国际接轨。服务已是电源市场竞争的焦点，电源产品的门槛较低，制造技术上的公开性和各种原材料采购商的向似性，使场商在质量及技术上的差异逐渐缩小，服务已是市场竞争的
11、焦点，是一个企业综合实力的重要组成部分，加入 WTO 后，企业必须重视这一点。增强中国电源产业的综合竞争力：中国的电源技术和产品，经过几十年的发展，已有很大的进步，同国外的产品相比虽然还有一定差距，但价格上有优势，在东南亚、非洲以及发展中国家有相当的竞争实力，加入 WTO 后，不仅国内市场国际化，国内产品也要国际化，国内生产企业不仅要重视国内市场的开放，也要重视国际市场的开发。目前已有许多国外公司和产品进入国内电源市场，并占有相当份额，加如 WTO 之后，中国的电源界将面临国际市场的严峻挑战。一批具有实力的国内电源企业，应当担负起发展民族电源工业的重任，国家也应采取扶持政策，形成国际竞争 能力
12、，进军国际电源市场。1. 方案论证：这个自制的数字显示稳压电源，用模数转换的方法将直流稳压源的输出电压以数字的形式显示出来。它主要由三大部分组成：直流稳压电源部分、A/D 转换部分，因为基本上全采用集成电路，使用元器件相对较少，其中输出电源部分采用的是集成稳压器 LM317,能够输出 1.2537V。内部有过压保护、过热保护、短路保护等。数字显示电压表由模数转换器件 ADC0809、单片机 AT89S51、四位七段数码管构成，其中数码管的驱动电压由集成稳压块 7805 输出的正五伏电压提供。 2.原理分析：电源输出部分：电源部分采用 LM317 集成稳压电路，这是一种输出电压连续可调的集成稳压
13、电源，输出电压在 1.2537V 之间连续可调，输出最大电流可达 1.5A。电路简单，很适宜电子爱好者自制，可用于各种小电器供电。LM317 输出电流为 1.5A，输出电压可在 1.2537V 之间连续调节，其输出电压由两只外接电阻 R1、RP1 决定，输出端和调整端之间的电压差为1.25V，这个电压将产生几毫安的电流，经 R1、RP1 到地，在 RP1 上分得的电压加到调整端，通过改变 RP1 就能改变输出电压。注意，为了得到稳定的输出电压，流经 R1 的电流小于 3.5mA。LM317 在不加散热器时最大功耗为 2W，加上 2002004mm3 散热板时其最大功耗可达 15W。VD1 为保
14、护二极管，防止稳压器输出端短路而损坏 IC，VD2 用于防止输入短路而损坏集成电路。电容 C2 应靠近 IC 的输入端， C3 应靠近 IC 的输出端，这样能更好地抑制纹波。Uo=(1+R2/R1)*1.25 。原理图框图如下：5LM317管脚示意图如下：数字电压表部分：利用单片机 AT89S51与 ADC0809组成一个数字电压表，能够测量 05V 之间的直流电压值，四位数码显示。其中 ADC0809应用方法如下：ADC0809是带有 8位 A/D转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的 CMOS组件。它是逐次逼近式 A/D转换器，可以和单片机直接接口。 （1）ADC0809 的内
15、部逻辑结构 6由上图可知，ADC0809 由一个 8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通 8个模拟通道，允许 8路模拟量分时输入，共用 A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存 A/D转换完的数字量，当 OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 （2） 引脚结构 IN0IN7：8 条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是 05V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4 条 ALE为地址锁存允
16、许输入线，高电平有效。当 ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将 A，B，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B 和 C为地址输入线，用于选通 IN0IN7 上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。C B A 选择的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7数字量输出及控制线：11 条 7ST为转换启动信号。当 ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行 A/D转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当 EO
17、C为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行 A/D转换。OE 为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE1，输出转换得到的数据；OE0，输出数据线呈高阻状态。D7D0 为数字量输出线。 CLK为时钟输入信号线。因 ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为 500KHZ， VREF（），VREF（）为参考电压输入。 2 ADC0809 应用说明 （1） ADC0809 内部带有输出锁存器，可以与 AT89S51单片机直接相连。 （2） 初始化时，使 ST和 OE信号全为低电平。 （3） 送要转换的哪一通道的地址到 A，B，C 端
18、口上。 （4） 在 ST端给出一个至少有 100ns宽的正脉冲信号。 （5） 是否转换完毕，我们根据 EOC信号来判断。 （6） 当 EOC变为高电平时，这时给 OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。 其硬件连线部分如下：a) 把“单片机系统”区域中的 P1.0P1.7 与“动态数码显示”区域中的 ABCDEFGH端口用 8芯排线连接。 b) 把“单片机系统”区域中的 P2.0P2.7 与“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端口用 8芯排线连接。c) 把“单片机系统”区域中的 P3.0与“模数转换模块”区域中的 ST端子用导线相连接。 d) 把“单片机系统”区域中的 P
19、3.1与“模数转换模块”区域中的 OE端子用导线相连接。 e) 把“单片机系统”区域中的 P3.2与“模数转换模块”区域中的 EOC端子用导线相连接。 f) 把“单片机系统”区域中的 P3.3与“模数转换模块”区域中的 CLK端子用导线相连接。 8g) 把“模数转换模块”区域中的 A2A1A0端子用导线连接到“电源模块”区域中的GND端子上。 h) 把“模数转换模块”区域中的 IN0端子用导线连接到“三路可调电压模块”区域中的 VR1端子上。 i) 把“单片机系统”区域中的 P0.0P0.7 用 8芯排线连接到“模数转换模块”区域中的 D0D1D2D3D4D5D6D7端子上。 其程序设计内容如
20、下：i. 由于 ADC0809在进行 A/D转换时需要有 CLK信号，而此时的 ADC0809的 CLK是接在AT89S51单片机的 P3.3端口上，也就是要求从 P3.3输出 CLK信号供 ADC0809使用。因此产生 CLK信号的方法就得用软件来产生了。 ii. 由于 ADC0809的参考电压 VREFVCC，所以转换之后的数据要经过数据处理，在数码管上显示出电压值。实际显示的电压值 (D/256*VREF) 数码管驱动部分：7805 它是 3 端稳压块，将有字母的面对自己，右边脚为输出.左边为输入, 中间为接地,输入 输出前后都要加电容一般加 1000u 小电容放电周期短，起到的滤波作用
21、相对不是很高 如果你要求工作电压相对稳定的话，50V220UF 的足够了本身他的输出波动就小，排除有其他信号的干扰。左边为输入，中间为输出，输入 输出都要加电容，做简单的 5V 电压用可用 100u 的电容。刚通电时输入给电解电容充电，三极管瞬间导通，7805 有输出稳压管急穿维持导通。当输出短路三极管截止，保护。电容是上正下负输入输出的电容对降低纹波干扰大有益处，不过注意，布线时滤波电容应尽量靠近三短子的地端。三端稳压电路 7805 输入电压应高于输出电压 4V-7V,（压差较大稳定, 但功耗也大,7805 应加大散热片）输出电压才稳定. 三端稳压电路 7805 是串联稳压电路，因此有电压降
22、。一般输入电压应在 7-12V，太高了损耗太大要加大散热片。太低了输出电压将达不到 5V。 7805 的输出电压为 5V，输入电压一般高于输出电压就可以，但不要高于它的耐压值40V，输入电压越高输出就越稳定，但实际变化不大，高电压会使 7805 过量发热的，根据自己的需求定电压吧 540V 之间 。其电路如下：93.制作过程：（1）原理分析：通过对数字显示稳压电源各个模块的分析，进而掌握其整体工作原理为下一步的制作提供比较正确德理论基础。（2）画图制板：在 Protel 中进行原理图的绘制和 PCB 板的生成。在制作 PCB 时，需要自己亲手根据元器件的尺寸制作封装，从而确保焊装及调试的顺利进行。其原理图如下：（详见附录）PCB 图如下：（详见附录）（3）焊装调试：在装配的过程中，应该注意确认各个元器件的值。同时，对于分别极性的元器件，还要注意极性的判别，避免因为不认真而造成的错误。（4）程序调试：在完成硬件电路的设计制作后，程序的调试同样大费周章，因为详尽的参考程序不容易找到，其调试工作比较困难，在老师和同学的帮助下，最终解决了软件问题，产品设计制作完工。( 程序详见附录)4.实习心得：
