学文网摘要：本课题是基于STC12C5A60S2单片机所设计的电源管理系统。以STC12C5A60S2单片机为基础设计的电源管理系统是以数据采集为核心，在测量过程中需要经历模数转换，模数转换能够将需要测量的模拟电压转换为数值的形式，最后，我们需要将得到数据成功在液晶显示器上显示。
前言
电源管理系统属于智能家居系统的一部分，在进行智能家居系统研究时无法绕开对于电源管系统的研究。智能家居系统最早被美国人提出，之后迅速被欧洲、韩国等发达国家所接受并进行了长期的研究。在国内，虽然在国内提出智能家居的概念只有不到20年的时间，但是发展速度惊人，效果显著。
1整体设计
1.1电源管理系统设计要求。需要将市电整流为直流电压，测量范围要求为0-100V，精度为小数点后2位，因此需要经过减压系统之后才能输入单片机，在单片机经过模数转换之后得到模拟量的数字信号，该数据需要在液晶显示器上按要求显示，使用者能够方便的管整流器输出的点压。1.2电源管理系统的设计思路。利用桥式全波整流电路，将接入的交流电压整流为直流，由于整流后的直流电压数值为交流电压的0.9倍，需要在输出时，将输出值计算之后输出，同时，由于单片机STC12C5A60S2的测量范围为1-5V，但是设计的要求为1-100V，因此，还需要在输入电流的端口将整流之后的电流缩小为初始值的1/20，这样才能确保单片机STC12C5A60S2及相关器件不会因输入电压过高而损害。当单片机得到计算后的电压数值之后，将得到的数值放大22.2倍进行输出，这时输出的电压数值需要通过液晶显示模块进行实时显示。系统结构***如***1所示：
2系统硬件电路设计
2.1电源管理模块。电源管理系统由电源管理模块、单片机系统模块、模数转换模块、液晶显示模块构成，其中电源模块由降压、整流、和滤波组成。(1)降压模块，它能将需要使用到的交流点压转换为适合使用的交流电压并输入给整流电路，降压的力度取决于电阻的选择。(2)整流模块，这里使用到的原理为桥式整流电路，利用二极管的单向导通性进行整流处理。(3)滤波电路，由于在整流过程主要是将双波型的电流转换为单波型的电流，还保持着波的相关特性，因此需要一个滤波电路对电路中交流特性滤除，从而得到一段比较纯净的电流。2.2单片机系统模块。单片机在使用过程中需要注意，一个单片机至少包含复位部分、晶振部分和电源部分，在仿真过程中不需要电源电路。2.3模数转换模块。A/D转换采用逐次逼近方法，在STC12C5A60S2中，P1口为A/D转换口，该转换口由8路10位高速A/D转换器组成，可用于温度测量、频谱扫描和电压测量等，适用范围广。在工作时，需要先将P1口设定为弱上拉型I/O口，这样才能切换为A/D转换口，这里只使用到P10口，同时还需要使用到转换结果寄存器、逐次比较寄存器、比较器、多路开关选择器等器件。2.4总体电路设计。经过以上的了解，可以设计出电源管理系统硬件电路原理***，如***2所示：电源管理系统电路***的硬件电路已经设计完成，正确选取相对应的芯片及元器件，对应电路***，认真仔细焊接，反复检查即可，当硬件部分做好之后，还需要相符合的软件进行配合才能工作，以达到预期效果，硬件电路实物***如***3所示：
3总结
基于单片机的数字电压表使用性强、测量范围广、工作稳定，成本低、精度高，在现实使用过程中测量结果准确。本设计能达到预期的功能和指标，同时电压表的可延展性得到提高，价格也比较便宜，经过不断的修改，能够增加更多的附属功能。
参考文献
[1]胡健.单片机原理及接口技术[M].北京：机械工业出版社，2004.
[2]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京:高等教育出版社，2005.
[3]胡代洲,廖长荣.新型交直流电压表设计[J].重庆:重庆文理学院学报,2012（2）:1-3.
[4]赵新民.智能仪器原理及设计[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995：1—2
作者：韩建 单位：成都理工大学信息科学与技术学院
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