基于单片机的汽车倒车雷达系统设计 成都工业学院2013届毕业设计（论文）
在工作温度范围内的频率稳定度：± 30 ppm, or specify 负载电容：Series, 16 pF, 20 pF, 30 pF, 32 pF, or specify
3.3.4 单片机的电源电路
（1）直流稳压电源的工作原理
查阅资料可知IntelMCS-51系列单片机的工作电压范围是：+3.3V～+5.5V,一般用+5V的电源，所以本设计设计+5V的电压源为系统单片机工作。
+5V的稳压电路很多种方法可以得到，比如LM336-5.0的5V电源芯片，还有现在市面上的做好的+5V输出稳压电源，直接变压器输出就是可调的直流稳压电源，在这里我采用最原始的电桥变压加上LM7805整流5V稳压电源。直流稳压电源的工作流程如图3-6所示：
图3-6 直流稳压电源的工作流程
直流稳压电源的工作原理： 1） 电源变压器
降压变压器将电网220V交流电，变换成符合需要的交流电压，并送给整流 电路，变压器的变比由变压器的副边电压决定。 2） 整流电路
利用单向导电元件，把50HZ的正弦交流电变换成脉冲的直流电压。常用的整流电路有全波整流、桥式整流等。本设计采用单相桥式整流电路，与全波整流一样，在一个周期内的正负半周都有电流流过负载，而且始终是同一方向。其整流电路图如图3-7中（a）(b)所示：
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图3-7 整流电路及电压、电流波形
设变压器二次电压U2= 2U2sinωt，当U2的正半周时，a端电位高于b端电位，V1、V3承受正向电压而导通，V2、V4因反偏而截止，电流路径为a→V1→RL→V3→b，自上而下流过RL，在RL上得到上正下负的电压。当U2的负半周时，a端电位低于b端电位，V2、V4承受正向电压而导通，V1、V3因反偏而截止，电流路径为,b→V2→RL→V4→a, 自上而下流过RL，在RL上得到上正下负的电压。这样在U2的整个周期内，都有单向脉冲的电压输出。其输出波形图如图3-7中（C）所示。 3）滤波电路：
虽然整流电路的输出电压包含一定的直流成分，但脉动较大，为了获得平滑的直流电压，在整流电路的后面需加一个滤波电路，滤波电路可以将整流电路输出的电压的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。其电路图图3-8（a）所示为单相桥式整流电容滤波电路，它由电容C和负载RL并联组成
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设电容两端初始电压为零，并假定t=0时接通电路，U2为正半周，当U2由零上升时，V1、V3导 通，C被充电，同时电流经V1、V3向负载电阻供电。忽略二极管正向压降和变压器内阻，电容充电时间常数近似为零，因此Uo=Uc≈U2，在U2达到最大值时，Uc也达到最大值，然后U2下降，此时，Uc> U2，V1、V3截止，电容C向负载电阻RL放电，由于放电时间常数τ=RLC一般较大，电容电压Uc按 指数规律缓慢下降，当下降到| U2|>Uc时，V2、V4导通，电容C再次被充电，输出电压增大，以后重复上述充放电 过程。其输出电压波形近似为一锯齿波直流电压，如图3-8（b）所示。 3） 稳压电路
为了使输出的直流电压稳定，不随交流电压网电压和负载的变化而变化。整流输出的电压仍旧有较大幅度的波动对于电路中的芯片直接供电可能对芯片有所损害，使芯片不能正常的工作。避免这种不利的可能的发生,在滤波电路的后面再接一个稳压电路（如图3-9），使输出的直流电压稳定，不随交流电压网电压和负载的变化而变化，再用一个LED作为电源指示灯。
图3-9稳压电路
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4） 单片机的电源电路
图3-10单片机的电源电路及仿真
单片机的电源电路如图3-10所示，由于大容量电解电容由一定的绕制电感分布电感，易引起自激振荡，形成高频干扰，因此对于市电引入的各种高频干扰的抑制能力很差。为了解决这个问题， 在电容C旁并联一只瓷介质小容量电容C5、C7用来抵消电感效应，抑制高频干扰。另外，稳压器在开环增益较高、负载较重的状态下时，由于分布参数的影响，有可能产生自激，C5、C7则兼有抑制高频振荡的作用。输出端接入电容器C4、C6，也是为了改善瞬态负载响应特性和减小高频输出阻抗。 （2）电源电路中主要元件的选择 1）三端稳压集成电路的选择
电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78 ×× 系列和负电压输出的lm79××系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。
用lm78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的lm78或lm79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如lm7806表示输出电压为正6V，lm7909表示输出电压为负9V。
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。
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当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并联起来，使其最大输出电流为N个1.5A，但应用时需注意：并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。
在lm78 ** 、lm79 ** 系列三端稳压器中最常应用的是TO-220 和TO-202 两种封装。这两种封装的图形以及引脚序号、引脚功能如图3-11所示。
图中的引脚号标注方法是按照引脚电位从
高到底的顺序标注的。这样标注便于记忆。引脚①为最高电位，③脚为最低电位，②脚居中。从图中可以看出，不论正压还是负压，②脚均为输出端。对于lm78**正压系列，输入是最高电位，自然是①脚，地端为最低电位，即③脚。对与lm79**负压系列，输入为最低电位，自然是③脚，而地端为最高电位，即①脚。
2011年11月28日更正：7805引脚正确的顺序：1脚接输入，2脚接地，3脚接输出。
本设计采用LM7805的三端稳压集成电路，其主要参数如表3-2所示：
表3-2 LM7805的三端稳压集成电路参数
参数 输出电压 符号 Vo 测试条件 Tj=25℃ 最小值 典型值 最大值 4.8 5.0 5.00 5.2 5.25 单位 V V 5.0mA<1o<1.0A,Po<15W 4.75 Vi=7.5v to 20v 线性调整率 负载调整率 静态电流 △Vo △Vo IQ Tj=25℃,Vi=7.5V to 25V Tj=25℃,Vi=8V to 12V Tj=25℃,lo=5.0mA to 1.5A Tj=25℃,lo=250mA to 750mA Tj=25℃ lo=5mA to 1.0A Vi=8V to 25V 4.0 1.6 9 4 5.0 0.03 0.3 0.8 100 50 100 50 8 0.5 0.8 mV mV mV mV mA mA mA mV/ ℃ 静态电流变化率 △IQ 输出电压温漂 △Vo/△T lo=5mA 输出噪音电压 纹波抑制比 VN RR f=10Hz to 100KHz,Ta=25℃ f=120Hz,Vi=8V to 18V lo=1.0A,Tj=25℃ 62 42 73 2 μV dB V 输入输出电压差 Vo
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