1.6 系統(tǒng)電源電路

　　系統(tǒng)直接采用220V市電供電，輸入首先經(jīng)過一個(gè)100mA/250V的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，確保內(nèi)部發(fā)生意外短路故障時(shí)能快速有效地保護(hù)系統(tǒng)。再通過L1共模電感和C1安規(guī)電容構(gòu)成的EMI電路，提高系統(tǒng)受外部電網(wǎng)波動(dòng)或電源噪聲等EMI干擾^[6]。再使用15V/5W的工頻變壓器將電壓降到15V，并通過整流、濾波轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出。系統(tǒng)需要較多種類電源電壓，首先通過高效率的降壓型DC-DC芯片LM2576-ADJ將電壓穩(wěn)壓到5V供PWM電路和切換信號(hào)輸出通道的繼電器使用;MCU及其外圍電路工作需要的3.3V電源則由一片LDO芯片LD1117-3.3將5V進(jìn)一步穩(wěn)壓到3.3V得到。另外通過使用一片LDO芯片HT7550對(duì)地串聯(lián)一個(gè)6.8V穩(wěn)壓管可直接將15V電源穩(wěn)壓到12V，來為LIN通信電路提供工作電源。圖6為系統(tǒng)電源電路。

　　電路中還設(shè)計(jì)了一個(gè)掉電檢測(cè)電路，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生斷電情況時(shí)可迅速通知MCU將用戶當(dāng)前的操作設(shè)定存入EEPROM中，下次開機(jī)上電時(shí)再將數(shù)據(jù)讀取出來使用。將15V電源經(jīng)30kΩ和10kΩ電阻分壓后接到比較器LM311的同相端，反相端接到由LM385BZ-2.5基準(zhǔn)電路輸出的2.5V參考電壓上。當(dāng)斷電瞬間電源電壓從15V跌到10V時(shí)比較器迅速反轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)下降沿輸出，觸發(fā)MCU的外部中斷，通知其進(jìn)行掉電保護(hù)操作。

2 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件采用C語言編寫，主程序包含了DC輸出及校準(zhǔn)、PWM輸出、LIN通信幀編碼及輸出、顯示及按鍵掃描、掉電保護(hù)等幾個(gè)功能函數(shù)。

　　系統(tǒng)校準(zhǔn)是廠家出廠前使用的校準(zhǔn)程序，用于信號(hào)發(fā)生器首次上電開機(jī)時(shí)，DC通道的輸出值校準(zhǔn)，校準(zhǔn)采用上/下限兩點(diǎn)式線性校準(zhǔn)方式，分別校準(zhǔn)1V和10V輸出點(diǎn)，校準(zhǔn)公式為y=x*(y2-y1)/(x2-x1)+y1。只需校準(zhǔn)一次，校準(zhǔn)值存入EEPROM，斷電不丟失。

　　系統(tǒng)使用MCU內(nèi)部鎖相環(huán)將系統(tǒng)8M外部主時(shí)鐘倍頻到72MHz，保證在PWM輸出時(shí)可通過分檔改變TIME1的時(shí)鐘預(yù)分頻系數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率1Hz～1kHz，占空比0%～100%范圍內(nèi)1%的分辨率和準(zhǔn)確度。DC輸出時(shí)則需要根據(jù)輸出設(shè)定值，結(jié)合兩點(diǎn)式線性校準(zhǔn)公式調(diào)整輸出PWM的占空比，從而改變輸出的電壓值。

　　LIN通信則按照LIN 2.0總線標(biāo)準(zhǔn)，使MCU的USART工作在LIN模式下，并編寫了一個(gè)LIN數(shù)據(jù)幀編碼及發(fā)送函數(shù)，波特率為9600，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗(yàn)位。報(bào)文幀由報(bào)文頭和響應(yīng)內(nèi)容組成，見圖7：報(bào)文頭包括13位長度的同步間隔，同步域0x55，標(biāo)識(shí)符場(chǎng)0x61;響應(yīng)內(nèi)容為5個(gè)字節(jié)，包括data1(給定速度0～255間任意值)、data2、data3、data4分別為固定值0x02、0x20、0x00。校驗(yàn)和域是數(shù)據(jù)域所有字節(jié)的和的反碼。

　　系統(tǒng)采用一個(gè)外部中斷用于掉電檢測(cè)，當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)，立即將用戶當(dāng)前設(shè)定的參數(shù)寫入EEPROM。等待下次開機(jī)時(shí)再從EEPROM中讀取方便用戶繼續(xù)使用上次設(shè)定。存儲(chǔ)的主要參數(shù)有當(dāng)前信號(hào)類型、DC輸出值、PWM輸出頻率和占空比、LIN模塊型號(hào)和檔位、測(cè)試/老化模式等。測(cè)試模式下，用戶可手工設(shè)置當(dāng)前輸出具體值，并作出任意調(diào)整。老化模式下，用戶則只需選擇信號(hào)類型和模塊型號(hào)，信號(hào)發(fā)生器將定時(shí)每間隔5分鐘自動(dòng)每次按滿量程的10%步進(jìn)循環(huán)輸出。

3 結(jié)論

　　采用本方法設(shè)計(jì)的汽車空調(diào)調(diào)速模塊信號(hào)發(fā)生器已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并已形成產(chǎn)品在汽車空調(diào)調(diào)速模塊產(chǎn)品的測(cè)試、老化等生產(chǎn)檢測(cè)環(huán)節(jié)中使用，并取得了良好的使用效果。

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