一种基于低功耗单片机的抗干扰电源

2024-10-18 来源：威能网

・20・

石　油　仪　器

PETROLEUMINSTRUMENTS2005年02月　

・开发设计・

一种基于低功耗单片机的抗干扰电源

黄金平

(长江大学电子信息学院　湖北荆州)

摘　　要:根据低功耗单片机应用的特点,设计了以MAX638为中心的直流稳压电路和以TL7705AC为中心的抗干扰电路组成的低功耗单片机的电源电路。该电路具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、携带使用方便等特点,且适用于与

89C51/2单片机性能相近的低功耗应用系统。

关键词:低功耗单片机;电源;抗干扰

中图法分类号:TP368.1　　文献标识码:B　　文章编号:100429134(2005)01200202020　引　言

近年来,各种低功耗单片机在各类仪表中得到了广泛应用,特别是89C51/2单片机以其优良的性能、低廉的价格和标准的降低功耗特性以及片内存储器的快速可擦写性等赢得了广大用户。但各种测试仪表常常要求能方便地携带使用,因此仪表电源常采用专用电瓶。一般专用电瓶电压为12V(或12V串联组成),而

以89C51/2单片机组成的应用系统其电源电压Vcc要求在5×(1±0.1)V范围内,有些仪表使用环境常常较恶劣,干扰因素较多。因此,要使单片机系统可靠工作,一套抗干扰能力强的供电电路显得十分重要。

1　抗干扰电源电路设计与分析

抗干扰电源电路由两部分组成,如图1所示:以MAX638为中心组成直流降压电路,要求将12V直流

图1　抗干扰电源电路原理图

电压变为5V;以TL7705AC为中心组成抗干扰电路,

要求当电源发生瞬态欠压、瞬间脉冲干扰及电源掉电时,使单片机进入掉电模式下运行。

1.1　直流降压电路

MAX638是美国MAXIM公司生产的单片开关型DC-DC电压变换电路MAX系列中的降压型产品,本

　第一作者简介:黄金平,男,1965年生,副教授,1986年7月毕业于华中科技大学信息工程专业,现在长江大学电子信息学院从事电子与信息方向

的教学与研究。邮编:434023

　2005年　第19卷　第1期　　　　　黄金平等:一种基于低功耗单片机的抗干扰电源・21・

身的工作电流仅为0.135mA,其输出电压为5V,而输入电压可以是5V～16.5V[1]。由于MAX638内部含有一个峰值开关电流为375mA的MOS场效应管、一个+1.31V的基准电压源和一个65kHz的自激振荡器和误差比较器,因此在使用时只要外接储能电感L(本系统选用220μH)和输出电容C(本系统选用100μF)以及续流二极管就可组成一个降压型直流电源变换器。

MAX638还有一个低电源电压检测电路,通过电阻R1、R2对输入电源分压后提供一个检测电压。当输入电压低至Vmin时,MAX638的第2脚输出一个低电平欠压报警信号。改变R1的阻值以改变Vmin的大小。由于可接受的输入电压的范围较宽,因此当干扰造成输入电压不低于5V时,单片机应用系统照样能正常工作。1.2　抗干扰电路

89C51/2单片机有2种节电运行模式[2]:待机运行模式和掉电运行模式。89C51/2单片机进入掉电模式运行时,片内振荡器停止工作,各种活动立刻停止,只有片内RAM保持原有数据。利用这一特性,可方便实现电源抗干扰。如图1所示,二极管D2、D3及电池B实现主电源掉电时备用电源的切换。当主电源正常时,D2导通,D3截止,Vout经D2后供电;当主电源掉电时,D3导通,D2截止,单片机由电池B经D3后供电。TL7705AC为电压监视器,其检测标准值为4.55V,当主电源因故降至4.55V时,TL7705AC的第5脚输出低电平,向单片机请求中断,通过中断服务程序可使单片机进入掉电模式下运行。为了保证单片机有足够的时间处理电源干扰,TL7705AC的检测电压应稍大于4.55V,为此可在TL7705AC的电压检测端与主

Ω的电位器P,根据中断服务程电源间串入一个1.5k

序的长度确定适当的阻值,即可得到对应的检测电压。

TL7705AC的检测灵敏度较高,能在500ns内检

及按钮Ks组成。具体解决步骤如图2、图3所示,图2为电位干扰的处理流程图,图3为复位程序框图。

图2　电源干扰的处理

图3　复位程序框图

3　结束语

该电源是笔者在实践教学环节中为学生野外实习而设计的,反复实验表明,该电源达到了较理想的设计要求,且具有如下特点:

(1)工作可靠、体积小、结构简单、输出电压稳定(其精确度可达±0.001V)、转换效率高。

(2)抗干扰能力强,对较小的瞬态欠压、瞬态脉冲干扰可有效抑制;对较大的干扰,可使单片机进入掉电模式下运行。

(3)有一定的通用性,由于87C51、80C51与89C51/2性能相近,因此该电源也可适合于87C51、80C51等低功耗型单片机。

测出主电源异常压降[3],因此对微秒级的干扰脉冲或

欠压也可捕捉,完全能满足单片机抗干扰电源的要求。

参考文献

[1]　李华贵.单片开关型DC-DC电压变换电路MAX638及

2　电源干扰的处理

电源干扰易引起单片机系统的混乱,因此当发生

电源干扰时,其最佳解决方案是响应中断请求,使计算机系统转入掉电模式下运行,待干扰消除后,再恢复现场,转入正常模式下运行。

退出掉电模式有以下解决办法,即硬件复位或上电复位或手动复位。图1中,复位电路由R3、R4、C2

其应用[J].国外电子元器件,2000,6(2)

[2]　徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].北京:北

京航空航天大学出版社.1996

[3]　平　静.CHMOS型单片机抗干扰电源的设计[J].电子

技术应用,1992,31(5)

(收稿日期:2004-09-19　编辑:俞顺金)

・Ⅱ・　　　　　　　　　　　　　　　PETROLEUM　INSTRUMENTS　　　　　　　　　　Feb.2005

LiangXuejin,ZhengMingjunandGuYong.Methodforpressrueadjustingbasedonvariablefrequencycon2troltechnology.PI,2005,19(1):17～19

Stepmotorsarealwaysusedtoadjusttheparameterssuchaspressure,temperatureandthelevelofliquid.Thisar2ticleputsforwardamethodusingtransducertocontrolthepressureadjuster.Ithastheadvantagesofsimpleness,highprecisionandlowprice.ThemethodusesRS485busbetweenthePCandthetransducer,programsthecomputertochangetheoutputofthetransducertocontroltheopenandcloseoftheelectricadjuster.KeyWords:transducer,autocontrol,pressrueadjuster,RS485bus

HuangJinping.Ananti2jammingpowersourcebasedonalowpowerlosssingle2chipmicrocontroller.PI,2005,19(1):20～21

Accordingtotheapplicationoflowpowerlosssingle2chipmicrocontrollers,apowercircuitisdesigned.ThecircuitiscomposedofaDCstep2downcircuitbasedonMAX638unitandananti2jammingcircuitbasedonTL7705ACunit.Thecircuitischaracterizedbysmallvolume,lowpowerloss,highanti2jammingandportability.Itcanbeusedinalowpowerlosssystemsimilarto89C51/2single2chipunit.

KeyWords:lowpowerlosssingle2chipmicrocontroller,powersource,anti2jammingTongMaosong,LiLi,JiangYizhong,ZhangJiaju,WangWeinanandWangRong.Experimentalstudyofcomplexresistivityofpatial2watersaturatedshalysandsunderreservoircondition.PI,2005,19(1):22～24

Thecomplexresistivityofpatial2watersaturatedshalysandshasbeeninvestigatedunderreservoircondition.Whenthewatersaturationincreases,thedifferencebetweenthemodulesofthecomplexresistivityatlowandhighfrequenciesdecreasesexponentially,theratioofthemoduleatlowfrequencytothatathighfrequency,andthepercentfrequencyef2fectincreaseslinearly.Therelationsbetweenthewatersaturationandthelatertwoparametersaredifferenttothetradi2tionalresults.

KeyWords:shalysands,complexresistivity,frequencydispersion,watersaturation

FaLin,SunJianandMaZhe.Amethodofformingsourcewaveletbyusingapairoftrapezoidfrequencyspectrum.PI,2005,19(1):25～26,30

Oneimportantaspectofmodelingandinterpretationistheknowledgeofthesourcewaveletthatbestfitstheseismicdata.Oneapproachtotheissueofunderstandingthewaveletisaninteractiveprogramforwaveletdesign.Admittedly,thismaysoundlikesomethingthatisalreadyincludedinmostsoftwareforsyntheticseismograms.However,therearejustafewsoftwarepackagesonthemarketthatcanimplementthetypeofwaveletdesignideaswediscussinthispaper.Specificallythephaseandaspectsoffrequency2dependentphaseareconsideredinthispaper.KeyWords:seismicexploration,wavelet,amplitudespectrum

HuangGuidan,YanFeng,QiuJianxia,LiangYonghaiandZhangYouxing.Applicationofpre2stackdepthmigrationinJizhongarea.PI,2005,19(1):27～30

Withtherequirmentofpreciseseismicinterpretationandthoroughgoingexploration,theconventionalpost2stackmi2grationrevealsitslimitations.Inordertosolvetheseproblems,thepre2stackdepthmigrationisappliedinseismicpro2cessing.Thispapersumsuptheprincipleandtechnologicalprocessofpre2stackdepthmigrationandgivesseveralappli2cationexamplesinJizhongarea.

KeyWords:oilexploration,seismicprocessing,pre2stackdepthmigration,velocitymodeling,migratedimagingShenYannaandWangYanli.ProcessingmethodoftheexperimentdataofadipmeterthroughBPneuralnet2work.PI,2005,19(1):31～33

Thispaperintroducestheprincipleofcorrectinglinearerrorsofthesensorsofdipmetersbyneuralnetwork.Themethodofbackpropagationneuralnetwork(BPNN)isgiventocorrectlinearerrorsofthesensorsofdipmeter.Theex2perimentalresultsshowthatthenetworklearningspeedcanbeincreasedandthenonlinearerrorsofthesensorscanbereducedbyusingBPNN.

KeyWords:dipmeter,errorcorrection,neuralnetworkmethod

Huizhuoxiong.DistinguishinglithologiesofthesmallcoresamplesthroughmeasuringtheirGRvaluesontheground.PI,2005,19(1):34～36

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文

全部栏目

一种基于低功耗单片机的抗干扰电源