市电频率实时监测器的设计与实现
电压虽然是直流电压,但还是随输入电网的波动而变化,是一种电压值不稳定的直流电压,而且纹波系数比较大,所以必须加入稳压电路才能输出稳定的直流电压。本系统采用简单的稳压电路,用LM7800固定+5 V电压输出。具体的直流电源电路如图2所示。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/172981.htm
2.2 检测信号电路
将电网电压转换到9 V之后,还需将9 V的正弦交流电压转化成5 V方波检测信号并且输送到单片机的端口,以供单片机完成方波频率检测,其电路如图3所示。
本部分的核心器件是施密特触发器和稳压二极管。施密特触发器的主要功能是防抖动和抗干扰输入。稳压管也是一种晶体二极管,是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的,在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。通常把这种类型的二极管称为稳压管,以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若电源电压发生波动,或其他原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。本电路中采用稳压管1N4733,其主要特性如下:硅平面功率稳压管(齐纳二极管);1 W的耗散功率,用在稳压或钳位电路;输入上升沿和下降沿无时间限制。用该稳压二极管稳压成5.1 V的直流电压,再用两个HEF40106BF反相器将输入信号相位取反,同时还具有提升带负载能力的作用。R2是限流电阻,用来限制稳压管中的最大电流。
2.3 单片机及其复往电路
单片机采用AT89C2051,AT89C2051是一种带2 KB闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。其复位电路主要利用CPU正常工作时,定时复位计数器,使得计数器的值不超过某一值;当CPU不能正常工作时,由于计数器不能被复位,因此其计数会超过某一值,从而产生复位脉冲,使得CPU恢复正常工作状态。具体在该系统中,采用MAX813L来完成复位电路。MAX813L实时接收来自AT89C2051的WDI信号,并自动判断两次WDI信号的间隔时间。当时间间隔小于1.6 s时,其RST输出端保持低电平;当时间间隔大于1.6 s时,其RST输出端输出高电平,AT89C2051被复位。具体电路如图4所示。
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