多功能电压输出家用应急电源设计

摘要

本设计基于STC89C52单片机设计的多功能电压输出应急电源，以应急电源为研究对象，单片机设计为控制集成IC，ADC为模数转换控制模块，无源蜂鸣器作为报警电路。系统分为单片机设计最小系统，AD转换控制模块，电源电路，无源蜂鸣器报警电路，功能键输入电路。选择了无源蜂鸣器作为对接反电源电路的仿真，LCD1602被用作显示模块。系统实时收集电池的工作电压。当电池电量低时，控制电路将为电池充电。此外，它还会给我们提醒工作电压不足该智能控制系统设计主要从国内外发展状况，硬件控制部件选择，根据控制原理绘制硬件电路，控制系统软件程序设计开发等方面进行详细讲解。该控制系统使用AT89C52嵌入式开发系统、传感器信号采集电路、数据转换电路等组成智能应急电源系统。

关键词：应急电源；单片机; 实时显示; ADC0832; 电压检测

 

Abstract

This design is based on STC89C52 SCM design of emergency power supply, emergency power supply as the research object, SCM design for control integrated IC, ADC for analog-to-digital conversion control module, passive buzzer as alarm circuit. The system is divided into MCU design minimum system, AD conversion control module, power circuit, passive buzzer alarm circuit, function key input circuit. The passive buzzer is selected as the simulation of the docking reverse power circuit, and LCD1602 is used as the display module. The system collects the operating voltage of the battery in real time. When the battery power is low, the control circuit will charge the battery. In addition, it will give us a warning that the operating voltage is low..

Keywords: emergency power supply; Single chip microcomputer; real-time display; ADC0832; voltage detection

目录

摘要............................................................................................................................. I

Abstract.................................................................................................................... II

第一章 绪论............................................................................................................. 1

1.1研究目的与背景........................................................................................ 1

1.2应急电源的应用及研究现状................................................................... 2

1.3应急电源的研究意义................................................................................ 5

1.4课题研究内容及章节安排........................................................................ 6

第二章 应急电源的总体设计................................................................................ 8

2.1总体结构设计............................................................................................. 8

2.2主要思路..................................................................................................... 8

2.3应急电源的功能........................................................................................ 9

2.4应急电源的方案选择................................................................................ 9

2.4.1 智能芯片的选择............................................................................ 9

2.4.2 显示部分...................................................................................... 10

2.4.3 充电部分...................................................................................... 10

第三章 系统硬件整体结构框图及设计............................................................. 11

3.1系统硬件整体结构框图.......................................................................... 11

3.2主控制器设计.......................................................................................... 12

3.2.1芯片介绍....................................................................................... 12

3.2.2时钟电路设计............................................................................... 14

3.2.3复位电路设计............................................................................... 15

3.4充电控制电路.......................................................................................... 15

3.5显示电路设计......................................................................................... 16

3.5电压检测电路.......................................................................................... 18

3.6蜂鸣器模块电路...................................................................................... 18

第四章 系统软件部分设计.................................................................................. 19

4.1主程序流程图.......................................................................................... 19

4.2 电池电压检测程序设计........................................................................ 20

4.3 LCD显示程序......................................................................................... 22

第五章 系统仿真调试部分.................................................................................. 23

5.1  软件研发的背景................................................................................... 23

5.2  软件程序设计....................................................................................... 23

5.3  基于Proteus电路图绘制.................................................................... 24

第六章 结束语....................................................................................................... 26

参考文献................................................................................................................. 27

致谢.......................................................................................................................... 30

附件1....................................................................................................................... 32

附件2....................................................................................................................... 33

第一章 绪论

1.1研究目的与背景

基于信息的管理和世界产品智能化程度越高，对电力的依赖就越大。突然关闭电源会导致对社会发展，特别是生产和制造业以及日常生活中纪律的破坏。电源的停止将导致重大财产损失。众所周知，电力工程中的常见故障是突然发生的。即使电源设备出色，也不可避免地会发生意外突然关闭电源。在现阶段，大城市的供电和配电系统的安全预防措施通常使用并网发电或供电，以确保大城市的电力提供可靠的电源。但是，从公司，工业生产和工业建筑的角度来看，仅依靠公共电网是不够的。必须保留开关电源的储备。它的主要功能之一是确保在发生安全事故时显示紧急电力项目，从而合理地减少因关闭电源而造成的损害，从而确保所有人的生产和生命安全。

随着社会发展，越是信息化、现代化，就越依赖于电力。然而，电力故障具有突发性，即使电网设施再先进，意外的断电也在所难免。从企业及工业、民用建筑使用情况来看，仅仅靠公用电网还远远不够，必须具备应急供电系统（Emergency Power Supply，简称EPS）。其重要性是在事故发生的情况下确保提供所需的应急电力，以有效降低因为断电而造成的损失，为人们生产和生活安全提供保障。因此，EPS也被称为“城市生命线系统”的重要组成部分。一个性能可靠的应急电源系统主要由整流滤波器、充电器、蓄电池、逆变器、检测电路、控制电路、转换开关等组成。

1.2应急电源的应用及研究现状

随着高科技的不断发展趋势，许多建筑都需要更多考虑人们的现实需求，很多人都明确提出了更高的定居需求。此外，还明确提出了电力工程保障和安全防火的问题。但是，EPS的发展要晚于发电机组和UPS的发展，而且很多人对它们的了解还不够。因此，在许多应急电源场所，使用发电机组和UPS作为主要应急电源系统方法来实现EPS的功能。在应急电源系统的工作能力方面，这两种方法都显示出许多缺陷。

在此阶段，大多数工程项目都选择将柴油发电机用作EPS应急电源，这是最常见的应急备用电源。由于柴油发电机组体积较大，因此可以并联运行并具有长久的连续供电系统。因此，它具有悠久的历史。众所周知，无论发电机组的启动速度有多快，在切断电源后，发电机组都会接收到启动数据信号，直到发电机组的工作电压和频率稳定下来，并且可以切断电源系统。在此期间，所有耗电的机器和设备都会在几分钟内停止工作，这很可能导致很多机器和设备受到损坏或对人身安全产生很大的安全隐患。但是，EPS的运行通常不超过25ms，因此不容易危及机械设备正常工作。

柴油发电机组用于应急电源系统中，并且有许多缺点。主要是：

在多层建筑物中，通常将柴油机和柴油发电机放置在别墅的地下室中。设计方案困难，工程造价高。必须考虑空气，制冷，排烟系统，减震，降噪和其他设备的配置；

存在火灾安全隐患。它的储油罐就像是一个极具风险的“定时炸弹”。万一发生火灾，其不良影响是无法预料的；

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