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常用電源電路設計范文1
【關鍵詞】電熱風暖；用電安全；關機保護
1前言
工業、家用電風暖設備擁有量較大，由于使用方便、清潔、低噪聲、發熱輻射可控等優點越來越受到人們的歡迎，同樣存在的安全隱患也很大。因此，在使用這類設備時一般會注重和強調“人防”，即注意用電安全及設備的管理。但是“百密一疏”類似事故總是防不勝防，因此要能夠防止和減少此類事故，必須還要結合“技防”。針對設備中較高的危險溫度，本設計具有關閉設備電源電后自動強制散熱保護功能：當關閉電熱風暖設備時，電路中的風扇不會立即停止，經過一段時間的延時工作，可將設備中的余熱散發出去，經過一段時間（可設定）或由溫度傳感器檢測后控制風扇停止，整機電路恢復初始狀態，起到保護作用。
2電路功能圖
本電路由開關切換電路及延時控制電路兩部分構成。如圖1所示。2.1開關切換電路由電源開關S1以及各繼電器的觸點構成。主要功能是開機時接通加熱器及風扇，保證設備的正常工作，并且在關閉設備電源時能夠切換到延時電路工作狀態。整個電路的設計重點是通過各種觸點的連接，完成電路的邏輯功能。2.2延時控制電路此部分電路為輔助電路，在正常開機時電路處于失電狀態不工作。其作用為：當關閉電源時，此電路開始工作，并保持風扇的正常工作，直到設置時間結束時，停止風扇的工作。
3電路控制流程設計
電路控制流程如圖2所示。其中，S1為電源開關，是一種雙刀雙擲開關。加熱器由S1-2開關直接控制，風扇和電源指示燈由S1-1（ac）和自鎖觸點1控制。當開機時：S1-1(ac)和S1-2(ac)處于接通狀態；而S1-1(ab)處于斷開狀態。關機時：S1-1(ac)和S1-2(ac)處于斷開狀態；而S1-1(ab)處于接通狀態。而自鎖觸點1和自鎖觸點2的通斷由延時電路控制。3.1開機控制流程在正常開機時，打開電源開關S13.2關機控制流程關閉電源開關S1，3.3關機保護的實現當電源開關關斷時，加熱電路立即停止工作，此時降溫風扇并不會立即停止，經過一段時間的延時工作，可將設備中的余熱散發出去，經過幾十秒的時間（可調）或由傳感器檢測控制風扇停止，整機電路恢復初始狀態，起到保護作用。
4電路設計
在整個電路中，切換電路是重要的一個環節，是實現電路功能的主要部分。應此，就切換電路的設計進行詳細的介紹。4.1切換電路設計4.1.1電路的構成4.1.2電路的工作原理開機時，打開電源開關S1，S1-2(ac)接通，KA1線圈通過KA2-1的常閉觸點得電吸合，KA1-1常開點吸合，完成自鎖，風扇得電工作，加熱器通過S1-2(ac)得電工作。同時KA1-2也吸合，為電路功能轉換預備。關機時，關閉電源開關S1,S1-1(ab)和S1-2(ab)接通。由上圖3所示，可見加熱器RJ斷電，停止工作。但是由于KA1-1自鎖，使得風扇繼續工作。由于S1-1（ab）接通，通過吸合的KA1-2觸點將電源送到延時控制電路，當延時電路達到設置時間點時，延時電路繼電器KA2吸合，KA2-1斷開，KA1線圈釋放，KA1-1觸點斷開，則風扇和指示電路停止，KA1-2觸點同時斷開，電路失電復位，從而完成一個工作周期。4.2延時電路設計延時電路經典的有555時基電路，或直接使用時間繼電器，考慮到本電路采用PCB安裝，所以采用555時基電路比較適合。555電路與KA2組成了一個時間可調的定時器，用以滿足關機后的風扇延時工作的要求。由于此電路比較常用，因此無需贅述。
5小結
常用電源電路設計范文2
【關鍵詞】硬件電路;原理圖設計;PCB設計;設計需求
Abstract：Hardware is an important part of the circuit system.The rationality of the hardware circuit design will influence the performance of the system.This paper elaborates the processes and methods of hardware circuit design starting from anglicizing the Design process of hardware circuit，and points out the problems and solutions in the design process.It has the practical significance for hardware circuit design.
Keywords：Hardware circuit;Schematic design;PCB design;The design requirements
前言
隨著集成電路設計與制造技術的不斷發展，電路系統的功能越來越強大，組成卻越來越簡單，軟件設計的重要性逐漸提高，但硬件電路設計的重要性不容忽視。軟件設計得再完美，若硬件電路設計不合理，系統的性能將大打折扣，嚴重時甚至不能正常工作。
硬件電路的設計一般分為設計需求分析、原理圖設計、PCB設計、工藝文件處理等幾個階段，本文主要闡述各階段的設計流程與方法。
1.設計需求分析
硬件電路的設計需求是基于項目或控制平臺的系統需求，設計需求的合理分析是選用電路核心元器件及其典型電路的關鍵。硬件電路的通用設計需求有應用環境、面積/體積限制、電源、功耗等，此外功能不同電路需求也不同。以某控制平臺典型電路為例，設計前必須關注的需求如表1所示。
表1 某控制平臺典型電路的設計需求
典型電路 設計需求
主控制電路 I/O口數量、數據寬度、通訊方式、電源等
數字量輸入電路 輸入點數、額定輸入電壓、輸入電流、噪聲容限、是否隔離、隔離電壓等
數字量輸出電路 輸出點數、額定負載電壓、輸出類型、輸出節點容量等
模擬量輸入電路 輸入類型與等級、精度要求、頻率等級、輸出類型等
模擬量輸出電路 輸入位數、精度要求、輸出類型、驅動能力等
光纖輸入電路 傳輸帶寬、頻率、輸出接口類型、邏輯關系等
光纖輸出電路 輸入接口類型、頻率、傳輸帶寬、輸出接口類型、邏輯關系等
脈沖功率放大電路 邏輯關系、驅動電源、驅動能力等
通訊電路 通訊接口、通訊協議、傳輸速率、ESD能力等
2.原理圖設計
原理圖設計是硬件電路設計的核心，合適的器件選型、必要的計算分析以進行參數搭配、仿真工具的運用與驗證等是其常用工作流程，最終通過繪制原理圖將這些技術用圖形化語言表達出來。
2.1 元器件選型
元器件的選型是原理圖設計過程中的一個重要環節。元器件是否合理、優質選用，將直接影響整個硬件電路的性能和可靠性，也關系到產品后期的使用與維護。
在選用元器件時，應根據電路功能要求確定元器件的關鍵參數，表2中給出了常用元器件選型時需要關注的參數，此外還應考慮元器件工作的可靠性、成本、供貨周期等因素。
表2 常用元器件的關鍵參數
常用元器件 關注的參數
電阻 阻值、功率、誤差、裕量等
電容 容量、耐壓值、工作頻率、裕量等
發光二極管 正向電流、光體顏色、正向壓降等
穩壓二極管 穩壓值、穩定電流、精度、功率等
AD芯片 位數、采樣速率、單/雙極性、帶寬、管腳定義、電源、串/并行、封裝、典型電路等
晶振 頻率范圍、電源電壓、工作電壓、封裝等
電源模塊 輸入/輸出類型、輸出功率、穩壓系數等
數字IC 電源電壓、邏輯關系、噪聲容限等
傳感器 輸入/輸出類型、精度、線性度等
存儲器 電源電壓、存儲容量、最大時鐘頻率、訪問速度、擦寫次數、接口電路等
CPLD 電源電壓、邏輯單元數、管腳數、最大時鐘頻率、接口電路等
MCU或DSP I/O口數量、片內ROM和RAM類型及大小、片上外設類型及數量、體積、功耗等
2.2 繪制原理圖
在確定好元器件型號后，就可使用EDA工具軟件繪制電路原理圖。在繪制過程中應該注意以下問題：
（1）對于初次使用的元器件，一定要查看元器件手冊，弄清楚其關鍵參數、封裝、推薦電路等。
（2）盡量使用或借鑒成熟電路，對于不成熟電路要多測試。
（3）按照信號流向繪制原理圖。對于復雜電路，可根據功能模塊分多張sheet繪制，并給出必要的文字說明。
（4）網絡名稱的命名盡量遵循信號的含義，以增加原理圖的可讀性。
（5）綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇電路加工流程。因為少一個工藝流程，可以有效縮短硬件電路的加工時間。加工工藝的優選順序為：元器件面單面貼裝元器件面貼、插混裝雙面貼裝元器件面貼插混裝、焊接面貼裝。
（6）原理圖繪制完成后要編譯。這樣可以檢查出很多問題，如缺少網絡標號、信號源屬性錯誤等。
（7）在原理圖編譯通過后，需要生成網絡表。這是原理圖到PCB的一個必要環節，如果原理圖存在錯誤，網絡表是無法成功導入PCB中的。
3.PCB設計
PCB設計是以電路原理圖為依據實現硬件電路的功能，此外還應滿足可生產性、可測試性、安規、EMC、EMI等技術規范要求，以構建產品的工藝、技術、質量和成本優勢。
3.1 制作物理邊框
封閉的物理邊框是PCB設計的基本平臺，對后續的自動布局和布線起著約束作用。繪制物理邊框時一定要精確，以免出現安裝問題。使用圓弧邊框可以減少應力導致PCB板斷裂的現象，也能避免尖腳劃傷人員。
3.2 引入元器件和網絡
引入元器件和網絡是將原理圖中的元器件和網絡等信息引入到物理邊框內，為布局和布線做準備。在更新PCB之前，應確認原理圖中與PCB關聯的所有元器件的封裝庫均可用。
3.3 元器件布局
元器件的布局與布線對產品的壽命、穩定性、電磁兼容等都有很大的影響。布局常用的規則有：
（1）元器件的放置順序。先放置與電路結構有關的需固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關、連接件等，最好將其位置鎖定，以免被誤移動;再放置電路中的特殊元器件，如發熱元件、大體積元件、IC等;最后放置小元件。
（2）元器件的安放位置。首先應考慮特殊元器件的安放位置，例如發熱元件要盡量靠邊放置以便散熱，且不宜集中放置，并遠離電解電容;去耦電容要盡量靠近IC的電源管腳，并力求與電源和地之間形成的回路最短。其次應考慮信號的隔離問題，例如高電壓、大電流的強信號與低電壓、小電流的弱信號應完全分開;模擬信號與數字信號分開;高頻信號與低頻信號分開等。非特殊元器件的布局應使總的連線盡可能短，關鍵信號線最短。結構相同的電路可采用對稱式設計以提高設計效率、減小出錯率，并節省調試時電路的辨識時間。布局應留有足夠的工藝邊，以免干涉PCB板的正常傳送。
（3）元器件的放置方向。在設計許可的條件下，同類元器件應按相同方向排列，相同封裝的元器件等距離放置，以便元件貼裝、焊接、測試和返修。
3.4 電路板布線
合理的布線可以有效減少外部環境對信號的干擾以及各種內部信號之間的相互干擾，提高設備運行的可靠性，同時也便于查找故障原因和維護工作，提高產品的可用性。布線常用的規則有：
（1）布線的位置。布線應盡量走在焊接面;模擬部分和數字部分的地和電源應分開布線;大電流、高電壓信號與小信號之間應注意隔離;盡量少用過孔、跳線;布線也應留有足夠的工藝邊。
（2）布線的寬度與長度。除地線外，在同一塊PCB板上導線的寬度應盡可能均勻一致，避免突然變粗或變細。電源線和地線的寬度要求可以根據1mm的線寬最大對應1A 的電流來計算，電源和地構成的環路應盡量小;由于：
b：線寬，d：厚度，l：長度，因此在可能的條件下電路的連線應盡量短，這樣有利于降低線路阻抗，也可減弱由于連線引起的各種干擾效應。
（3）布線的角度。布線時應避免銳角、直角，宜采用135°或圓角布線。
3.5 工藝文件處理
布線完成后，需要對個別元器件、布線和文字的位置和大小等進行調整完善，以便進行生產、調試和維修。然后進行覆銅，推薦采用接地覆銅方式。其次核對網絡是否與原理圖一致，最后還可使用軟件仿真功能對電路進行調試。
4.結論
總之，硬件電路設計過程中的每一個細節都可能成為導致設計成功與失敗的關鍵。作為電路設計的硬件工程師，必須努力積累經驗，不斷創新，才能設計出具有推動性的產品。
參考文獻
[1]朱銘鋯.DSP系統硬件設計（二）――DSP系統硬件原理圖、PCB設計和系統調試技巧[J].今日電子，2003（09）.
常用電源電路設計范文3
【關鍵詞】RCC變換；調Q；高壓脈沖；寬溫度范圍
1.引言
Q開關是一種廣泛應用于產生巨脈沖功率激光的運轉方式[1]，在固體激光器中，電光Q開關是非常重要的單元器件，利用晶體的一次電光效應制作的電光Q開關具有開關速度快、時間可控等優點。電光調Q利用電光晶體的電光效應實現激光腔的Q值突變，目的是產生高峰值功率、窄脈沖寬度的激光。
電光Q開關驅動電路是一個高壓快速放電裝置，過去常用真空管、閘流管及可控硅等做為高壓放電驅動元件，今年來利用晶體管的雪崩特性或其他方式設計出了更快速的調Q電源，然而有其天生的缺點：電路設計復雜，元器件篩選周期長，成品率低，對于寬溫度范圍工作的條件下很難做到一致性輸出。
2.高壓負脈沖設計
2.1 RCC自激振蕩電路設計
反激式自激振蕩變換器就是通常所指的RCC（Ringing Choke Converter）電路，采用和PWM型變換器相對的一種驅動方式，開關的導通和關斷不需要專門的觸發電路，完全靠電路內部來完成。在結構上是單極點系統，容易得到快速穩定的響應。直流電壓28V輸入后，如圖1所示，將直流電壓由變壓器T1的輸入線圈和隔離反饋網絡形成自激振蕩，其中U1為光耦，U1為TL431。變壓器T1的輸出脈沖交流高壓經D4整流和C5濾波儲能后形成500V直流高壓源，作為高壓脈沖的輸入源。直流高壓的幅值大小可由電位器R13調節。直流高壓經限流電阻器R11后，對電容器C9充電，此次快速驅動信號未驅動開關器件Q2，當設定好的快速驅動脈沖信號QDriv打開Q2的瞬間，電容器C9經Q2迅速放電，形成快速下降沿的負高壓脈沖。其中，Q2的型號為STP5NB90，經實驗測試，負脈沖下降沿時間可達到18ns。
2.2 RCC變壓器設計
3.脈沖磁放大電路設計
輸入至脈沖磁放大電路的負高壓脈沖信號，經過兩級磁放大脈沖變壓器后，輸出高壓經過快速整流二極管后輸出高壓快速正脈沖，如圖2所示。
負高壓脈沖經過變壓器T2后完成一級升壓，C10除隔整流分量，將信號進行耦合，與變壓器T3的初級線圈形成LC振蕩。同時，T3完成二級放大，經D6和D7整流后，防止輸出電壓反沖，對輸出脈沖進行限幅和整形。輸出如圖所示的高壓脈沖，上升沿可到20ns以內，電壓隨繞制匝數比增加，本電路的匝數比設計為5：25～5：30之間的調整范圍。其中，變壓器T2和T3的設計采用了不同材料的鐵氧體磁芯，充分考慮了溫度對磁芯材料的磁導率影響，繞制導線的處理和繞制工藝充分考慮抗飽和因素，實現了在寬溫度范圍內輸出不會有較大變化，滿足激光輸出Q調制需求。最終輸出的高壓脈沖幅值可由RCC電路的反饋電路調制，也可由變壓器T2和T3的匝數比進行微小調整實現。
本調Q電源在寬溫范圍內實現了由2kV至6kV的大范圍調節，輸出波形如圖2中示意，正常工作的溫度范圍達到了-55℃～+70℃，最高工作頻率5kHz。在多個激光器上進行實驗，輸出激光脈沖寬度到5ns～6ns。
4.仿真分析
5.結語
本文設計的寬溫范圍加壓式調Q電源，采用RCC自激振蕩電路和脈沖磁放大電路，實現了由2kV至6kV的大范圍調節，最高工作頻率達到5kHz。其中，脈沖磁放大電路采用不同磁芯材料繞制脈沖變壓器，充分考慮了磁性材料對溫度條件的敏感性，使得電路對-55℃至+70℃的寬溫度范圍內均可滿足使用要求，提高了加壓調Q電源的環境適應性和可靠性。并在多個激光器行進行了實驗，輸出激光脈沖寬度到5ns至6ns。
參考文獻
[1]W.克希耐爾.固體激光工程.科學出版社，2002：410-415.
常用電源電路設計范文4
隨著電力電子技術的發展，用電設備對電源的要求不斷提高，開關電源正逐步向著高效率、大功率密度、高可靠性、低電磁抗干擾、無噪聲、維修方便等方向發展。瞬時同步整流技術由于實現簡單，響應速度快和具有自然限流等優點而得到廣泛地應用。
本文在分析DC-DC技術發展的基礎之上，用Buck電路，運用MAX767系列芯片研究一條簡潔的途徑實現DC-DC直流變換，即應用同步整流技術控制方法，來實現變換器高效工作。該變換器主電路結構簡單可靠，可以實現輸入：DC4.5～5.5V，輸出DC5V/3.3A的設計。
分析其系統工作原理的過程，為該變換方法和應用提供了理論基礎，通過同步整流技術的方法和應用MOSFET管的設計，較理想的實現了DC-DC變換器的設計要求。
最后，運用這些設計成功的設計出DC-DC直流變換器。
本文主要介紹Buck電路和MAX767系列DC設計，工作原理和主要參數的設計，并對系統的外特性和穩定性作了分析。
關鍵詞：DC-DC直流變換;同步整流技術;MOSFET管
Abstract
Withthedevelopmentoftheelectronictechnology,thehigherrequirementofPowerSupplyareraisedincludinghighefficiency,highpowerdensity,lowEMI,andrapiddynamicresponse.Ahysterics-bandinstantaneouscurrentcontrolPWMTechniqueispopularlyusedbecauseofitssimplicityofimplementation,fastcurrentcontrolresponse,andinherentpeakcurrentlimitingcapability.
Thedesignofthefoundationofupper，withbuckcircuit，handlemax767serieschiplookintoaslipofcompactavenuerealizedc-dcdirectcurrenttransform，namelyapplicationsynchronousrectificationtechnicalcontrolmeans，camerealizeconvectorhighlyactivewroughtofthetextatanalysesdc-dctechnologicaldevelopment.beone''''sturnconvectortrunkfeederstructuresimplicitycredibility，couldrealizeimport：DC4.5～5.5v，outputdc5V/3.3A
Boththatofanalyseshissystemprincipleofoperationcourse，forbeone''''sturntransformmethodandapplicationsupplyknowclearlyrationale，throughthemediumofsynchronousrectificationtechnicalmeansandapplicationMOSFETtabledesign，compareidealrealizeknowclearlydc-dcconvector''''designrequirement.
Atthelast，handlethesebedesignedforwrought''''thoughtoutdc-dcdcconverterto.
Thedesign，combineversussystemicexternalcharacteristicandstabilitydidknowclearlyanalysesofthebothtextmostlyintroducebuckcircuitandmax767seriesDCdesign，principleofoperationandmajorparameter.
keyword：dc-dcdirectcurrenttransformsynchronousrectificationtechnologymosfettube。
主電路的設計
電力電子技術是以電力為對象的電子技術，它在主要任務是對電能進行控制和交換?，F在電力電子技術已成為信息產業和傳統產業之間的重要接口、弱電與被控強電之間的橋梁。
從SCR、IGBT、SITH；從相控整流電路及周波變換電路到脈寬調制和高頻斬波電路，現代電力電子技術正逐漸向集成化、高頻化、全控化、電路弱電化、控制數字化和多功能化發展，本文所討論的充電機系統就是現代電子技術的產物。
2.1整流濾波電路
整流電路由三相整流橋、充電電阻R、短路開關S和濾波電容C1構成。
當電路加電時，開關S處于斷開狀態，電網通過整流橋和充電電阻R向電容C1充電。電阻限流作用，防止加電時產生沖擊電流。
當電容充電結束后，開關S閉合，將限流電阻R短路，電路進入正常工作狀態。開關S的動作是由控制電路中的軟啟動電路實現的。
由于整流濾波電路所使用的是不控制元件，對電網影響較少，同時，以軟啟動過程所實現可防止潮涌電流的產生。
2.2主電路的選型
開關電源的電路拓撲結構眾多，其中正激式、反激式和半橋型適合小功率電源使用，全橋型適合大功率電源使用，其中正激電路又可以分單管正激和雙管正激等多種。電路形式的最終確定，需要根據設計任務書和實際應用場合的具體情況來確定。
一般來說，功率很小的電源（1-100W），采用電路簡單、成本低的反激型電路較好；當電源功率在100W以上且工作環境干擾很大、輸入電壓質量惡劣、輸出短路頻繁時，則應采用正激型電路；對于功率大于500W、工作條件較好的電源，則應采用半橋或全橋電路較合理；如果對成本要求比較嚴，可以采用半橋電路；如果功率很大，則應采用全橋電路；推挽電路通常用于輸入電壓比較低、功率較大的場合。充電機的核心部分是DC/DC功率變換電路。DC/DC變換器一般可分為自激式和他激式兩種。自激式變換電路輸出功率較小，頻率不易控制，只用于較小故在此只介紹他激式變換電路，在他激式變換電路中，開關管的控制信號是由可調頻率的震蕩器給出的。下面對它激式變換電路的組成部分分別加以說明。
目錄
摘要I
AbstractII
第一章緒論1
1.1PWM技術歷史和現狀1
1.2高頻軟開關逆變式充電機2
第二章主電路的設計3
2.1整流濾波電路3
2.2主電路的選型4
2.3軟開關技術的基本概念6
2.4軟開關技術的提出與發展7
2.5工作過程分析9
2.6全橋型電路的主電路元氣件參數的確定12
2.7輸出濾波電路的設計16
第三章濾波電路和主電路的計算18
3.1濾波電感18
3.2濾波電容19
3.3開關器件的設計20
3.4主電路設計的具體計算22
3.5驅動電路的設計27
第四章控制電路的設計及保護電路的實現31
4.1控制方案的確定31
4.2PWM信號的產生33
4.3移相及互鎖電路36
4.4開關信號的產生38
4.5恒流控制電路的設計39
4.6調節器電路的設計41
4.7保護電路設計42
常用電源電路設計范文5
【關鍵詞】gsm遠程控制；單片機；gps定位；跟蹤儀；車輛防盜
1.引言
gsm網絡的不斷發展使我們生活交往拉近了距離。gps定位系統使我們知道了我們的精確地立足點。于是兩者的結合形成了一套系統讓我們實現了傳說中的“千里眼、順風耳”概念。為了進一步了解該系統，本課題基于gsm、gps技術結合單片機總控管理來實現遠程跟蹤的目的。
2.系統總體結構設計
該系統主要有電源部分、mcu單片機控制部分、gps定位數據實時采集部分、gsm數據傳輸部分、外部信號檢測部分、振鈴提示以及對外控制部分組成。
圖1 系統總體結構
3.電路模塊設計
3.1 系統電源電路設計
該設備采用12v供電，經lm7805降壓，將電壓穩到5v從而供單片機、定位模塊的部分供電；5v電壓再經過二極管1n4007，由于二極管導通會有0.7v的壓降，于是可以得到4.3v的電壓，由于gsm模塊的電壓使用范圍是3.4-4.5v，所以4.3v可以是gsm模塊穩定工作。
3.2 mcu單片機總控電路設計
該設備需要實時采集gps信號、gsm短信指令，需要處理的數據比較多，一般51單片機很難處理。再者單片機與各模塊靠串口連接而普通單片機只有一個串口。所以控制起來更是不易。于是綜合考慮選擇ram比較大的并且有兩個以上串口的單片機stc11f32xe。
3.3 gsm模塊電路設計
sim300d是小體積即插即用模組中完善的三頻/四頻，gsm/gprs解決方案。使用工業標準界面，使得具備gsm/gprs 900/1800/1900mhz功能的sim300c以小尺寸和低功耗實現語音、sms、數據和傳真信息的高速傳輸。三頻/四頻gsm/gprs模塊，外形尺寸40x33x2.85mm支持用戶定制的mmi和鍵盤/lcd內嵌強大的tcp/ip協議棧。
3.4 gps模塊電路設計
該系統采用臺灣產royaltek鼎天rgm-3600高性能srif 3 gps模塊。該模塊采用當今最新的srif3技術具有20通道可以同時追蹤20顆衛星，定位速度快、精度高、功耗小等優點。該模塊的rx、tx分別與單片機的tx2、rx2相連單片機通過串口來向模塊傳送指令。該模塊通信協議為nmea-0183標準格式協議。
3.5 外部輸入輸出電路設計
該部分主要包括振鈴提示電路，繼電器控制電路，以及一路模擬傳感器的按鍵電路組成。振鈴電路和繼電器控制電路都是利用單片機io口來控制三極管導通截止來實現蜂鳴器和繼電器動作。該電路中按鍵只是模擬傳感器信號，用來表示機動車緊急情況時相應傳感器采集到信息傳給該設備，經過處理將信息發送給遠程終端。
4.軟件設計
該系統主要程序包括：gsm驅動、gsm數據處理、gps數據接收處理、外部按鍵檢測、數據儲存以及振鈴和繼電器驅動程序等。
gsm驅動主要是通過單片機串口1向gsm模塊發送at指令來控制該模塊以及查詢短信情況。同時stc11f32xe具有雙串口，串口2可以很好的與gps模塊連接實時檢測定位信息。這給程序編寫以及硬件設計帶來了很大方便。
該設備是一遠程監控設備所以有許多數據例如，密碼、手機號碼等需要永久儲存（掉電不丟失）并且需要方便修改，由于本設備采用的單片機內置epprom所以該部分程序與外部硬件無關。程序編寫比以往外置儲存器方便。
5.結語
經過一段時間的研究學習本設計已經可以實現實時檢測設備的定位信息，并且可以利用遠程手機控制該設備查詢當前的定位信息。該系統可以將此信息以短信的方式返到遠程控制手機上。并且該系統設有遠程監聽功能，用戶可以隨時通過手機向系統發送相應指令進行監聽。
參考文獻
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常用電源電路設計范文6
關鍵詞：單片機、可靠性、電磁兼容性
隨著半導體技術的飛速發展，單片機本身的設計中不斷采用了一些新的抗干擾技術，使單片機的可靠性不斷提高。除選擇抗干擾能力強的單片機外，單片機系統中其它輔助元器件的可靠性也至關重要，一些抑制干擾的元器件的使用有助于提高系統的可靠性。此外，單片機系統在電路設計、印制電路板的設計、布線與制造工藝、系統安裝時有無良好的接地等，都直接影響應用系統的可靠性。
單片機自身的抗干擾措施
為提高單片機本身的可靠性。近年來單片機的制造商在單片機設計上采取了一系列措施以期提高可靠性。這些技術主要體現在以下幾方面。
1.降低外時鐘頻率
外時鐘是高頻的噪聲源，除能引起對本應用系統的干擾之外，還可能產生對外界的干擾，使電磁兼容檢測不能達標。在對系統可靠性要求很高的應用系統中，選用頻率低的單片機是降低系統噪聲的原則之一。以8051單片機為例，最短指令周期1μs時，外時鐘是12MHz。而同樣速度的Motorola單片機系統時鐘只需4MHz，更適合用于工控系統。近年來，一些生產8051兼容單片機的廠商也采用了一些新技術，在不犧牲運算速度的前提下將對外時鐘的需求降至原來的1/3。而Motorola單片機在新推出的68HC08系列以及其16/32位單片機中普遍采用了內部瑣相環技術，將外部時鐘頻率降至32KHz，而內部總線速度卻提高到8MHz乃至更高。
2.低噪聲系列單片機
傳統的集成電路設計中，在電源、地的引出上通常將其安排在對稱的兩邊。如左下角是地，右下角是電源。這使得電源噪聲穿過整個硅片。改進的技術將電源、地安排在兩個相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過整個硅片的電流，一方面使外部去耦電容在PCB設計上更容易安排，以降低系統噪聲。另一個在集成電路設計上降低噪聲的例子是驅動電路的設計。一些單片機提供若干個大電流的輸出引腳，從幾十毫安到數百毫安。這些大功率的驅動電路集成到單片機內部無疑增加了噪聲源。而跳變沿的軟化技術可消除這方面的影響，辦法是將一個大功率管做成若干個小管子的并聯，再為每個管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。以降低di/dt。
3.時鐘監測電路、看門狗技術與低電壓復位
監測系統時鐘，當發現系統時鐘停振時產生系統復位信號以恢復系統時鐘，是單片機提高系統可靠性的措施之一。而時鐘監控有效與省電指令STOP是一對矛盾。只能使用其中之一。
看門狗技術是監測應用程序中的一段定時中斷服務程序的運行狀況，當這段程序不工作時判斷為系統故障，從而產生系統復位。
低電壓復位技術是監測單片機電源電壓，當電壓低于某一值時產生復位信號。由于單片機技術的發展，單片機本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。電源電壓從當初的5V降至3.3V并繼續下降到2.7V、2.2V、1.8V。在是否使用低電壓復位功能時應根據具體應用情況權衡一下。
4.EFT技術
新近推出的MotorolaM68HC08系列單片機采用EFT(ElectricalFastTransient)技術進一步提高了單片機的抗干擾能力。當振蕩電路的正弦波信號受到外界干擾時，其波形上會疊加一些毛刺。以施密特電路對其整形時，這種毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鐘信號。交替使用施密特電路和RC濾波可以使這類毛刺不起作用，這就是EFT技術。隨著VLSI技術的不斷發展，電路內部的抗干擾技術也在不斷發展之中。
5.軟件方面的措施
單片機本身在指令設計上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復位或非法指令中斷是當運行程序時遇到非法指令或非法尋址空間能產生復位或中斷。單片機應用系統程序是事先寫好的，不可能有非法指令或尋址。一定是系統受到干擾，CPU讀指令時出錯了。
以上提到的是當前廣泛使用的單片機應該具有的內部抗干擾措施。在選用單片機時，要檢查一下這些性能是否都有，以求設計出可靠性高的系統。
在應用軟件設計方面，設計者都有各自的經驗。這里要提醒的是最后對不用的ROM要做處理。原則是萬一程序落到這里可以自恢復。
用于單片機系統的干擾抑制元件
1.去耦電容
每個集成電路的電源、地之間應配置一個去耦電容，它可以濾掉來自電源的高頻噪聲。作為儲能元件，它吸收或提供該集成電路內部三極管導通、截止引起的電流變化(di/dt)，從而降低系統噪聲。要選高頻特性好的獨石電容或瓷片電容作去耦電容。每塊印制電路板電源引入的地方要安放一只大容量的儲能電容。由于電解電容的纏繞式結構，其分布電感較大，對濾除高頻干擾信號幾乎不起作用。使用時要與去耦電容成對使用。鉭電容則比電解電容效果更好。
2.抑制高頻的電感
用粗漆包線穿入軸向有幾個孔的鐵氧體芯，就構成了高頻扼制器件。將其串入電源線或地線中可阻止高頻信號從電源/地線引入。這種元件特別適用于隔開一塊印制電路板上的模擬電路區、數字電路區、以及大功率驅動區的供電。應該注意的是它必須放在該區儲能電容與電源之間而不能放在儲能電容與用電器件之間。
3.自恢復保險絲
這是用一種新型高分子聚合材料制成的器件，當電流低于其額定值時，它的直流電阻只有零點幾歐。而電流大到一定程度，它的阻值迅速升高，引起發熱，而越熱電阻越大，從而阻斷電源電流。當溫度降下來以后能自動恢復正常。這種器件可防止CMOS器件在遇到強沖擊型干擾時引起所謂“可控硅觸發”現象。這種現象指集成電路硅片的基體變得導通，從而引起電流增大，導致CMOS集成電路發熱乃至燒毀。室外使用的單片機系統或電源線、信號線從室外架空引入室內的，要考慮系統的防雷擊問題。常用的防雷擊器件有：氣體放電管，TVS(TransientVoltageSupervention)等，氣體放電管是當電源電壓大于某一值時，通常為數十伏或數百伏，氣體擊穿放電，將電源線上強沖擊脈沖導入大地，TVS可以看成兩個并聯且方向相反的齊納二極管，當電兩端電壓高于某一額定值時導通。其特點是可以瞬態通過數百乃至上千安培的電流。這類元器件要和抗共模和抗差模干擾的電感配合使用以提高抗干擾效果。
提高單片機系統抗干擾能力的主要手段
1.接地
這里的接地指接大地，也稱作保護地。為單片機系統提供良好的地線，對提高系統的抗干擾能力極為有益。特別是對有防雷擊要求的系統，良好的接地至關重要。上面提到的一系列抗干擾元件，意在將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統不接地，或雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發揮作用。為單片機供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的地的關系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應用場合而定。不能把地線隨便接在暖氣管子上。絕對不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線混淆。
2.隔離與屏蔽
典型的信號隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單片機的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號不得進入單片機系統，另一方面單片機系統本身的噪聲也不會以傳導的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的，對噪聲特別大的部件，如開關電源，用金屬盒罩起來，可減少噪聲源對單片機系統的干擾。對特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正的地。
3.濾波
濾波指各類信號按頻率特性分類并控制它們的方向。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。低通濾波器用在接入的交流電源線上，旨在讓50周的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導入大地。低通濾波器的配置指標是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會導致“漏電”，影響系統的人身安全性。高通、帶通濾波器則應根據系統中對信號的處理要求選擇使用。
印制電路板的布線與工藝
印制電路板的設計對單片機系統能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設計印制電路板和布線。當你設計單片機用印制電路板時，不仿對照下面的條條檢查一下。
·印制電路板要合理區分，單片機系統通常可分三區，即模擬電路區(怕干擾)，數字電路區(即怕干擾、又產生干擾)，功率驅動區（干擾源）。
·印刷板按單點接電源、單點接地原則送電。三個區域的電源線、地線由該點分三路引出。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠一些。
·時鐘振蕩電路、特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來。讓周圍電場趨近于零。
·I/O驅動器件、功率放大器件盡量靠近印刷板的邊，靠近引出接插件。
·能用低速的就不用高速的,高速器件只用在關鍵的地方。
·使用滿足系統要求的最低頻率的時鐘，時鐘產生器要盡量靠近用到該時鐘的器件。
·石英晶體振蕩器外殼要接地，時鐘線要盡量短，且不要引得到處都是。
·使用450的折線布線，不要使用900折線,以減小高頻信號的發射。
·單面板、雙面板，電源線、地線要盡量的粗。信號線的過孔要盡量少。
·4層板比雙面板噪聲低20dB。6層板比4層板噪聲低10dB。經濟條件允許時盡量用多層板。
·關鍵的線盡量短并要盡量粗，并在兩邊加上保護地。將敏感信號和噪聲場帶信號通過一條扁帶電纜引出的話，要用地線-信號-地線......的方式引出。
·石英振蕩器下面、噪聲敏感器件下面要加大地的面積而不應該走其它信號線。
·任何信號線都不要形成環路，如不可避免，環路應盡量小。
·時鐘線垂直于I/O線比平行于I/O線干擾小，時鐘線要遠離I/O線。
·對A/D類器件，數字部分與模擬部分寧可繞一下也不要交叉。噪聲敏感線不要與高速線、大電流線平行。
·單片機及其它IC電路，如有多個電源、地端的話，每端都要加一個去耦電容。
·單片機不用的I/O端口要定義成輸出。
·每個集成電路要加一個去耦電容，要選高頻信號好的獨石電容式瓷片電容作去耦電容。去耦電容焊在印制電路板上時，引腳要盡量短。
·從高噪聲區來的信號要加濾波。繼電器線圈處要加放電二極管。可以用串一個電阻的辦法來軟化I/O線的跳變沿或提供一定的阻尼。
·用大容量的鉭電容或聚脂電容而不用電解電容作電路充電的儲能電容。因為電解電容分布電感較大，對高頻無效。使用電解電容時要與高特性好的去耦電容成對使用。
·需要時，電源線、地線上可加用銅線繞制鐵氧體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪聲的傳導。
·弱信號引出線、高頻、大功率引出電纜要加屏蔽。引出線與地線要絞起來。
