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中國人機界面市場的發(fā)展現(xiàn)狀
中國是全球人機界面需求量最大的市場，但卻不是全球人機界面產(chǎn)品銷售額最高的市場，這說明，低端人機界面用戶在中國占有很大的份額。近些年來民族品牌的迅速發(fā)展，采取低價格等策略，正在大舉進(jìn)攻低端市場，在國內(nèi)已經(jīng)占據(jù)了低端市場的優(yōu)勢地位，贏得了廣大用戶的認(rèn)可。國際品牌也在逐漸研發(fā)其經(jīng)濟型產(chǎn)品，以搶占低端市場的份額。因此，由于在低端市場的穩(wěn)扎穩(wěn)打，國內(nèi)的人機界面廠商整體業(yè)績呈現(xiàn)出快速增長的狀態(tài)。
人機界面不再是單純的顯示和控制
國內(nèi)的自動化產(chǎn)業(yè)，一些原本不用人機界面的行業(yè)，也開始使用人機界面了，這說明人機界面已經(jīng)成為客戶體驗的不可缺少的一部分，人機界面的用戶界面能更好地反映出設(shè)備和流程的狀態(tài)，并通過視覺和觸摸的效果，帶給客戶更直觀的感受。
人機界面未來的發(fā)展趨勢
有些機械行業(yè)，比如說機床、紡織機械、電子設(shè)備等行業(yè)，在國內(nèi)已經(jīng)發(fā)展有幾十年的歷史了，相對來說屬于比較成熟的行業(yè)，從長遠(yuǎn)看，這些行業(yè)還存在著設(shè)備升級換代的需求。在這個升級換代的過程中，確實會有一些小的、一直使用比較低端產(chǎn)品的廠家被淘汰掉，但也有很多企業(yè)在設(shè)備更新過程中，將需求重新定位，去尋找那些能夠符合他們發(fā)展計劃，幫助他們提高自身生產(chǎn)力的設(shè)備供應(yīng)商。
鑒于這種需求，以后人機界面的改變，將在形狀上、觀念上、應(yīng)用場合等方面都有所改變，從而帶來工控機核心技術(shù)的一次次變革。總體來講，人機界面的未來發(fā)展趨勢是六個現(xiàn)代化：平臺嵌入化、品牌民族化、設(shè)備智能化、界面時尚化、通訊網(wǎng)絡(luò)化和節(jié)能環(huán)?；?。

今天人類的生活片刻也離不開機器。與機器的和平共處比任何時候都更顯重要。而要做到這一點，人與機器的交流必須通暢無阻。設(shè)計最精巧的人機界面裝置能夠讓人根本感覺不到是它賦予了人巨大的力量－此時人與機器的界線徹底消融，人與技術(shù)合為一體。以下是10種產(chǎn)品被專家們認(rèn)為是s世紀(jì)最偉大的人機界面裝置。

擴音器 折疊

擴音器的問世使得人們不僅在乘坐地鐵或去郊外遠(yuǎn)足時能夠欣賞自己喜愛的音樂和廣播節(jié)目，而且還能聆聽以電子手段保存下來的早已與世長辭的人的聲音以及大自然中根本不存在的種種奇妙聲音。在電影院里，擴音器所營造的聲的世界將觀眾們帶入一個想象的世界。擴音器亦是本世紀(jì)所有具有個性魅力的公眾人物與大眾溝通的重要工具。

擴音器是1915年發(fā)明的，從那以后一代又一代的技術(shù)人員為它的完善做出了不懈的努力。今天，隨著錄音設(shè)備和存儲技術(shù)的飛速發(fā)展，用美國著名擴音設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)Bose公司研究員威廉·R·舒特的話說，擴音器“反而成為家庭音響系統(tǒng)中最薄弱的一環(huán)”。他說：每當(dāng)我在家中欣賞音樂的時候，根本沒有辦法做到想象自己是坐在音樂廳里。擴音技術(shù)還做不到這一點，原因何在，尚不得而知。

按鍵式電話 折疊

按鍵式電話業(yè)務(wù)是美國電話電報公司在1963年11月正式開通的。幾乎所有初次接觸按鍵式電話的人都認(rèn)為它遠(yuǎn)勝于轉(zhuǎn)盤式電話。貝爾實驗室的研究人員為使這種新產(chǎn)品為人們所接納，真可謂絞盡腦汁。他們實驗了16種按鍵排列方式，交叉式的，圓盤式的，不一而足。他們還在電話機的大小、形狀、按鍵的間距、彈性甚至與手指尖接觸的部位的外形上作了大量的文章。

節(jié)省撥號時間只是按鍵式電話的設(shè)計初衷之一，實際上從一開始技術(shù)專家就抱著一個把新式電話機設(shè)計成一種遙控數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的目的。正是從這一設(shè)計思想出發(fā)，研究人員在1968年又在鍵盤上增加了“*”鍵和“#”鍵。雖然研究人員的部分設(shè)計思想－如通過電話機來控制家用電器的開關(guān)－迄今尚未實現(xiàn)，但是按鍵式電話畢竟開創(chuàng)了語音數(shù)據(jù)通信的新時代。

方向盤 折疊

最初的汽車是用舵來控制駕駛的。舵不能說不好，但是它會把汽車行駛中產(chǎn)生的劇烈振動傳導(dǎo)給駕駛者，增加其控制方向的難度。當(dāng)發(fā)動機被改為安裝在車頭部位之后，由于重量的增加，駕駛員根本沒有辦法再用車舵來駕駛汽車了。方向盤這種新設(shè)計便應(yīng)運而生，它在駕駛員與車輪之間引入的齒輪系統(tǒng)操作靈活，很好地隔絕了來自道路的劇烈振動。不僅如此，好的方向盤系統(tǒng)還能為駕駛者帶來一種與道路親密無間的感受。

但是最初設(shè)計方向盤的人沒有能夠預(yù)見到在汽車車速越來越快的今天，一旦發(fā)生車禍，方向盤卻成了造成駕駛員喪命的罪魁禍?zhǔn)住Ｎ迨甏?，不帶方向盤的概念型汽車相繼問世，可是消費者對這種汽車一點也不感興趣。畢竟，沒有方向盤的汽車根本就不成其為汽車。

磁卡 折疊

今天在許多場合我們都會用到磁卡，如在食堂就餐，在商場購物，乘公共汽車，打電話，進(jìn)入管制區(qū)域等等，不一而足。在西方，人們遺失了錢包之后，往往擔(dān)心的不是錢包里的現(xiàn)金，而是各種用途的磁卡。

70年代早期，帶有磁條的信用卡在美國問世，極大的提高了信用卡購物時的驗證效率，一下子便受到零售商的青睞。美國的信用卡行業(yè)因此進(jìn)入一個高速增長期。有人問，目前陸陸續(xù)續(xù)問世的各種“智能卡”會不會取代磁卡呢？專家認(rèn)為暫時是不會的。他們指出，芯片型的智能卡只適用于某些特定的領(lǐng)域，與磁卡并不發(fā)生沖突，更何況取代磁卡的終端設(shè)備投放代價高昂，誰也不會愿意這么做的。

交通指揮燈 折疊

交通指揮燈是非裔美國人加萊特·摩根在1923年發(fā)明的。此前，鐵路交通已經(jīng)使用自動轉(zhuǎn)換的燈光信號有一段時間了。但是由于火車是按固定的時刻表以單列方式運行的，而且火車要停下來不是很容易，因此鐵路上使用的信號只有一種命令：通行。公路交通的紅綠燈則不一樣，它的職責(zé)在很大程度上是要告訴汽車司機把車輛停下來。

開車的人誰也不愿意看到停車信號。美國夏威夷大學(xué)心理學(xué)家詹姆斯指出，人有一種將剎車和油門與自尊相互聯(lián)系的傾向。他說：駕車者看到黃燈亮?xí)r，心里便暗暗作好加速的準(zhǔn)備。如果此時紅燈亮了，馬上就會產(chǎn)生一種失望的感覺。他把交叉路口稱作“心理動力區(qū)”。如果他的理論成立的話，這個區(qū)域在佛羅伊德心理學(xué)理論中應(yīng)該是屬于超我（supere go）而非本能（id）的范疇。

新式的紅綠燈能將闖紅燈的人拍照下來。犯事的司機不久就會收到罰款單。有的紅綠燈還具備監(jiān)測車輛行駛速度的功能。

遙控器 折疊

據(jù)說，遙控器的開發(fā)源于人們對于電視商業(yè)廣告的反感。美國頂峰公司（Zenith）的總裁尤其痛恨電視節(jié)目頻頻被廣告打斷的現(xiàn)象。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，頂峰公司在1950年開發(fā)出了世界上第一個遙控器。這個遙控器是有線的。頂峰公司再接再厲，在1955年又研制了世界上第一個使用光學(xué)傳感器的無線遙控器，后來又發(fā)明了超聲波遙控器。紅外線遙控器則是到了八十年代初才問世。這時遙控器的價格變得非常低廉，誰都能買得起。今天遙控器已經(jīng)成為家電產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置，市場上銷售的99%的電視機和100%的錄像機都配置有它。對了伴著遙控器長大的一代人來說，手持遙控器從一個頻道換到另一個頻道正是電視給他們帶來的歡樂之一。

陰極射線管 折疊

陰極射線管（CRT）是德國物理學(xué)家布勞恩（Kari Ferdinand Braun）發(fā)明的，1897年被用于一臺示波器中首次與世人見面。但CRT得到廣泛應(yīng)用則是在電視機出現(xiàn)以后。電視出現(xiàn)于本世紀(jì)20年代，到了50年代在西方得到全面普及，如今電視更是無所不在。據(jù)統(tǒng)計，美國人平均每天要觀看7個小時的電視。

當(dāng)然，看電視是一種被動接受。但是當(dāng)CRT顯示器上顯示出的是一幅計算機的操作界面，情況就大不相同了。我們可以與之互動、交流，此時顯示器便成為我們可以加以利用的一種手段。隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃興起，許多人患上了“上網(wǎng)成癮癥”，這種社會現(xiàn)象從一個側(cè)面充分反映出今天越來越多的人寧愿坐在CRT的面前，而不愿意做其他任何事情。

液晶顯示器 折疊

電視機和計算機屏幕可向人們展示容量龐大的可視信息。然而它們擁有一個共同的缺點：體積太大。因為它們都需要一個陰極射線管作顯示器。液晶顯示器的發(fā)明使得人們可以將顯示器攜帶在身邊。

雖然液晶早在1888年就已經(jīng)被奧地利植物學(xué)家Frederich Reinitzer所發(fā)現(xiàn)，但是人們直到1977年才將其用作顯示用途。當(dāng)時Hoffmann-La Roche發(fā)明了“螺旋向列液晶顯示器”并申請了專利。這種顯示器現(xiàn)在被普遍用于計算器和電子手表。80年代，每個像素都由一個晶體管控制的有源矩陣液晶顯示器研制成功，有力地推動了筆記本電腦、微型電視機和便攜式DVD播放機的發(fā)展。

雖然液晶顯示器還存在顯示速度慢和視角受限等技術(shù)缺陷，但是技術(shù)專家指出，以薄、平著稱的液晶顯示器5年內(nèi)必將淘汰目前普遍使用的又笨又重又占位置的CRT顯示器。

鼠標(biāo)/圖形用戶界面 折疊

道格拉斯·恩格爾巴特在60年代發(fā)明了鼠標(biāo)和圖形用戶界面。他曾這樣說過：“我當(dāng)初發(fā)明鼠標(biāo)的時候，幾乎誰也不相信人們會愿意坐在計算機顯示器跟前進(jìn)行在線操作。”

但是，鼠標(biāo)和圖形用戶界面在70年代在施樂公司的帕羅奧爾托研究中心（PARC）的努力下得到了進(jìn)一步的完善，80年代在蘋果公司的努力下，它終于完成了走向大眾的進(jìn)程。至此，顯示在計算機屏幕上的內(nèi)容在可視性方面大大改善，人們再也不用象從前一樣需要記憶計算機文件的名稱和路徑。由于圖形用戶界面減輕電腦操作者的記憶負(fù)擔(dān)以及提供了一個良好的視覺空間環(huán)境，計算機終于發(fā)展成為一種工作場所。美國學(xué)者史迪文·約翰遜在《界面設(shè)計》一書中盛贊恩格爾巴特的發(fā)明“為普及數(shù)字化革命所作出的巨大貢獻(xiàn)是其他任何在軟件上所取得的進(jìn)步所不能比擬的?！?br />
條形碼掃描器 折疊

1992年2月，美國前總統(tǒng)喬治·布什獲贈一個用于超級市場的條形碼掃描器。據(jù)說，布什當(dāng)時說了句：“ 這東西真是奇特！”但是請注意，令布什感到驚嘆不已的并不是這種早在1974年就已經(jīng)問世的掃描技術(shù)。他感嘆的是當(dāng)時他手中拿的那種新式掃描器居然能夠掃描被撕成7張碎片的條形碼。

條碼掃描器第一次實際應(yīng)用是在美國俄亥俄州特洛伊市的馬什超級市場，掃描的是10小包一袋的口香糖。此前，條碼掃描器經(jīng)過了一個漫長的開發(fā)過程。掃描器對商家最初的吸引力是它的掃描結(jié)果非常準(zhǔn)確。但是激光能夠讀取大量信息，包括所售商品的類型、時間和組合。如今，零售商存儲的數(shù)據(jù)量以兆兆位計，對每筆交易都要進(jìn)行記錄，這些信息都將返回給分銷商。條形碼大大提高了供應(yīng)鏈的通信效率，以至于有些商店要在商品銷售以后才付款。

西門子PLC的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器介紹

利用西門子提供的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器可以把多個設(shè)備很容易的連到網(wǎng)絡(luò)中。兩種連接器都有兩組螺釘端子，可以連接網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出。一種連接器僅提供連接到CPU的接口，而另一種連接器增加了一個編程接口。兩種網(wǎng)絡(luò)連接器還有網(wǎng)絡(luò)偏置和終端偏置的選擇開關(guān)，該開關(guān)在ON位置時的內(nèi)部接線圖，在OFF位置時未接終端電阻。接在網(wǎng)絡(luò)端部的連接器上的開關(guān)應(yīng)放在ON位置。如下圖所示：

圖1網(wǎng)絡(luò)連接器

帶有編程器接口的連接器可以把SIMATIC編程器或操作員面板接到網(wǎng)絡(luò)中，而不用改動現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接。編程器接口的連接器把CPU來的信號傳到編程器接口。                            

     在其通訊模式中還有自由端口通訊、工業(yè)以太網(wǎng)通訊、調(diào)制解調(diào)器通訊、無線以太網(wǎng)通訊，

·西門子變頻器分布式的智能化使產(chǎn)品更靈活
    由于把所有的部件都集成到數(shù)字環(huán)境中， 從而使得配置和服務(wù)變得更加簡單，而且工程費用業(yè)大大減少。對于SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制而言，最新的模塊化以及具有分布式智能化的部件都能達(dá)到這一目的，而且更具靈活性。
    為了滿足這些特殊功能的要求，我們還提供了各種附加模板。 這些模板不僅可以完成與電機相關(guān)的控制功能，而且可以完成特殊部分式過程控制。如T300/T400 模塊提供了多種工藝控制功能。如卷曲，張力，同步，定位，多電機等。在箔材機械，造紙機，紡織機，印刷機以及拉絲機等有廣泛的應(yīng)用。于PROFIBUS－DP的CBP模板和用于CAN的CBC模塊可以保證SIMOVERT MASTERDRIVES 實現(xiàn)通用的開放式的通訊。SIMOVIS是基于INDOWS平臺的調(diào)試診斷軟件，SIMOVERT MASTERDRIVES的所有參數(shù)都具有圖形化提示。可以更新處理，及打印參數(shù)設(shè)置。 并可處理過程數(shù)據(jù)，及進(jìn)行診斷操作，也可以實現(xiàn)離線或在線操作。這些也可以在通訊條件下進(jìn)行。AFE（Active Front End）整流/回饋單元的功能。從結(jié)構(gòu)上看，由于采用了 IGBT 功率元件， 所以它相當(dāng)于一個逆變器，不同的是其輸入為交流輸出為直流，因為它位于電源進(jìn)線側(cè)， 所以被稱為前端。企主動的含義在于，與傳統(tǒng)的二級管或可控制硅整流技術(shù)相比，主動前端不再是被動地將交流轉(zhuǎn)變成直流，而是具備了很多主動的控制功能。它不僅能消除高次諧波，提高功率因數(shù)， 而且不受電網(wǎng)波動的影響， 具有卓越的動態(tài)特性。
    主動前端（AFE〕整流單元的工作原理可簡述為：AFE整流單元從電網(wǎng)汲取正弦波交流，經(jīng)整流后輸出直流電壓，并保持所要求的電壓值。各次諧波由濾波電路刪除。
    ·AFE 整流/ 回饋單元的應(yīng)用范圍：
傳輸鏈系統(tǒng)、起重設(shè)備、直橫剪紙機、太陽能光電應(yīng)用技術(shù)、制糖離心機、榨糖機、機車測試床、風(fēng)力發(fā)電。
    ·AFE 整流/ 回饋單元的優(yōu)點：
    無諧波污染 
    保持cosα=1 
    電流管理功能 (LCM) 
    無換相失敗 
    即使在電網(wǎng)極不穩(wěn)定的情況下，電壓控制器仍能維持恒定的直流環(huán)節(jié)電壓 
    可選的 RFI 抗無線干擾濾波器 
    卓越的動態(tài)性能

西門子SIMATIC S7-200系列PLC的特點、產(chǎn)品類型及編程軟件

1．S7-200系列PLC的特點：

是SIEMENS公司推出的一種小型PLC

（1）它結(jié)構(gòu)緊湊

（2）擴展性良好

（3）指令功能強大

（4）價格低廉

成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。

2．S7-200PLC的產(chǎn)品：

（1）集成一定數(shù)字I/O點的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM

（2）擴展模塊：主要有

數(shù)字量擴展模塊：EM221、EM222、EM223

模擬量擴展模塊：EM231、EM 232、EM 235

通訊模塊：EM277、EM241等

其它模塊：特殊功能模塊

可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c到幾百點。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。

3．S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷?？梢哉f，S7-200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。

SIMATIC S7-1200小型可編程控制器簡介

2009年5月18日，西門子在西門子北京中心舉辦了全新小型可編程控制器系列S7-1200發(fā)布儀式，自此，這款全球銷售的小型可編程控制器系列正式在中國發(fā)售。這款SIMATIC家族的新成員集成

PROFINET接口，具有卓越的靈活性和可擴展性，同時集成高級功能，如高速計數(shù)、脈沖輸出、運動控制等。至此，編程軟件STEP 7 Basic V10.5與其完美整合的小型可編程控制器和KTP精簡系列形成統(tǒng)一工程系統(tǒng)，為小型自動化領(lǐng)域緊湊、復(fù)雜的自動化任務(wù)提供了整體解決方案。SIMATIC 系列控制器誕生于1958年，歷經(jīng)50余年錘煉，她已成為全球冶金、交通、環(huán)保、市政等各領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用的自動化控制器產(chǎn)品。

SIMATIC S7-1200 小型可編程控制器充分滿足于中小型自動化的系統(tǒng)需求。在研發(fā)過程中充分考慮了系統(tǒng)、控制器、人機界面和軟件的無縫整合和高效協(xié)調(diào)的需求。SIMATIC S7-1200 集成了PROFINET接口，使得編程、調(diào)試過程以及控制器和人機界面的通信可以全面地使用PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，并對現(xiàn)有的PROFIBUS系統(tǒng)的升級提供了很好的支持。

同時，SIMATIC S7-1200 小型控制器的設(shè)計具備可擴展性和靈活性，使其能夠精確完成自動化任務(wù)對控制器的復(fù)雜要求。CPU本體可以通過嵌入輸入/輸出信號板完成靈活擴展。“信號板” 是S7-1200的一大亮點，信號板嵌入在CPU模塊的前端，可以提供兩個數(shù)字量輸入/數(shù)字量輸出接口或者一個模擬量輸出。這一特點使得系統(tǒng)設(shè)計緊湊，配置靈活。同時通過獨立的RS-232 或 RS-485通信模塊可實現(xiàn)S7-1200通信靈活擴展。

SIMATIC S7-1200 系列的問世，標(biāo)志著西門子在原有產(chǎn)品系列基礎(chǔ)上拓展了產(chǎn)品版圖，代表了未來小型可編程控制器的發(fā)展方向，西門子也將一如既往開拓創(chuàng)新，引領(lǐng)自動化潮流。

Functions

6ES7 307-1BA01-0AA0 步進(jìn)可調(diào)的穩(wěn)壓開關(guān)電源
{開關(guān)電源行業(yè)門戶網(wǎng)}：開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。由于擁有較高的效率和較高的功率密度，開關(guān)電源在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的使用越來越普及。開關(guān)電源高頻化、模塊化和智能化是其發(fā)展方向。其中，步進(jìn)可調(diào)、實時顯示是開關(guān)電源智能化研究方向之一?，F(xiàn)設(shè)計開關(guān)電源，技術(shù)指標(biāo)為：輸出電壓30V至36V可調(diào)，最大輸出電流2A，有過流保護(hù)功能，能對輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整、步進(jìn)值1V，并能實時顯示輸出電壓和電流的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
 
1 總體設(shè)計方案
    采用AT89S52單片機為控制核心，對普通的開關(guān)電源控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并通過軟件編程實現(xiàn)了對開關(guān)電源的智能控制。設(shè)計中采用隔離變壓器將市電變壓后通過整流濾波送至DC-DC升壓變換器，經(jīng)過一系列的控制整合電路之后可實現(xiàn)設(shè)計要求。系統(tǒng)總體框圖如圖1．1所示。

1．1 DC-DC主回路拓?fù)?br />     采用UC3842和MAX4080構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換電路。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路，內(nèi)包含誤差放大器、電流檢測比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，外接元器件少、控制靈活、成本低，輸出功率容易做到100W以上。當(dāng)然，DC-DC轉(zhuǎn)換電路也可以采用成品模塊，若用PI公司生產(chǎn)的DPA-Switch設(shè)計開關(guān)電源具有集成度高、外圍電路簡單、發(fā)熱量少、性能指標(biāo)優(yōu)良。
   
    由UC3842設(shè)計的DC-DC升壓電路直接用誤差信號控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度，達(dá)到控制輸出端電壓的目的。開關(guān)管以UC3842設(shè)定的頻率周期開閉，使電感L儲存能量并釋放能量。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，電感充電，把能量儲存在L中。當(dāng)開關(guān)截止時，L產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，通過二極管把儲存的電能釋放到輸出電容器中。輸出電壓由傳遞的能量多少來控制，而傳遞能量的多少由通過電感電流的峰值來控制。具體設(shè)計電路如圖1.2所示。

1．2 保護(hù)電路
    在大電流的情況下容易損壞芯片，所以需要對大電流的情況給予電路保護(hù)。設(shè)計中采用單片機控制繼電器的通斷來控制電路中的電流，對輸出電路電流采樣，采樣值與額定值比較，反饋比較電路如圖1．3所示，當(dāng)電流大于2．5A時，則產(chǎn)生信號使單片機進(jìn)入中斷處理程序，使繼電器起動，實現(xiàn)DC-DC電路的斷電，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。單片機控制電路如圖1．4所示。該方案中單片機控制繼電器的吸合時間短，而且易于實現(xiàn)。


1．3 數(shù)字設(shè)定及顯示電路
    采用AT89S52單片機和集成芯片CD4051實現(xiàn)程控和步進(jìn)，用單片機控制鍵盤實現(xiàn)輸出電壓的初始設(shè)定，可以實現(xiàn)電壓的步進(jìn)1V，步減1V。使用液晶顯示輸出電壓和電流，可撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇顯示電壓／電流模式。
1．4 程序設(shè)計
    在設(shè)計好相關(guān)電路的基礎(chǔ)上，通過編程由單片機對開關(guān)電源進(jìn)行智能控制。系統(tǒng)由單片機AT89S52控制，電源系統(tǒng)具有"＋‰"和"－"步進(jìn)功能，步進(jìn)幅度為1V。同時AT89S52結(jié)合繼電器等電路實現(xiàn)了電路過流保護(hù)功能，并且能實時顯示開關(guān)電源的輸出電壓和電流。程序總流程圖和中斷流程圖如圖1(5，6)所示。

2 提高效率
    如何提高開關(guān)電源的效率顯得尤為重要。在提高開關(guān)電源的效率上采取了如下措施。
2．1 DC-DC轉(zhuǎn)換電路中電感在很大程度上影響系統(tǒng)的效率。市場上很難買到符合要求的電感，在繞制時對電感磁芯和漆包線的要求非常高，應(yīng)將輸出電壓紋波降到最小。
2．2 DC-DC轉(zhuǎn)換電路中開關(guān)管采用MOS管取代雙極性晶體管，串聯(lián)柵極電阻將衰減由MOS輸入電容、柵一源電路引線電感所產(chǎn)生的高頻寄生振蕩。可有效提高轉(zhuǎn)換效率，若選用幾個MOS管IRF530并聯(lián)，可進(jìn)一步提高效率。
2．3續(xù)流二極管選擇肖特基二極管，其開啟時間短、管壓降小，可使電感存儲能量大，有利于提高電源轉(zhuǎn)換效率。
2．4二極管、電感和MOS管的柵極最好盡可能地靠近焊接，這樣可以減少損耗，有利于提高系統(tǒng)的效率。
 
3 測試數(shù)據(jù)和分析
3．1 電壓調(diào)整率SU
    電壓調(diào)整率SU指U2在指定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓U0的變化率。用自耦調(diào)壓器調(diào)節(jié)U2從15V到21V之間變化，在輸出電流為2A時候，測量出輸出電壓，從而得到電壓調(diào)整率SU。

 
3．2 負(fù)載調(diào)整率SI
    負(fù)載調(diào)整率SI指I0在指定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓U0的變化率。改變負(fù)載電阻，使輸出電流在0～2A以內(nèi)變化時，得到負(fù)載調(diào)整率數(shù)據(jù)如下。

3．3 DC-DC變換器效率
    效率η=P0／PIN，其中P0=U0I0，PIN=UINIIN。用毫伏表在DC-DC模塊端口直接讀出輸入和輸出電壓電流各值，可得變換器效率。

3．4 紋波電流
    在開關(guān)電源設(shè)計中，MOS管源極接上1kΩ的電阻，電源濾波處加無極性電容，濾除高頻紋波。電流紋波實測數(shù)據(jù)如下

 
    基于AT89S52的開關(guān)穩(wěn)壓電源具有良好智能控制和步進(jìn)功能，測試數(shù)據(jù)表明電源系統(tǒng)具有較高的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，并具有很高的效率，電源在最大輸出功率下能連續(xù)安全工作足夠長的時間。當(dāng)然可通過對MOS管及相關(guān)元器件選擇、電路優(yōu)化設(shè)計，或選擇DC-DC成品模塊可進(jìn)一步提高電源性能。