單片計算機電源設計技術(shù)

系統電源設計是單片機應用系統設計中的一項極其重要的工作，它對整個(gè)單片機系統是否正常運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用。電源設計時(shí)應該同時(shí)考慮功率、電平及抗干擾等問(wèn)題，電源功率必須能滿(mǎn)足全系統的需要。單片機系統的絕大多數器件以脈沖方式工作，對較小的系統，功率消耗的脈沖特性更為突出，而較大的系統由于器件功耗的分散性，使得系統整體的功率消耗比較平穩。因此，單片機系統的電源必須有足夠的耐沖擊性，這就要求電源設計時(shí)留有充分的余量，一般大系統按實(shí)際功率消耗的1.5倍～2倍設計，小系統按實(shí)際功率消耗的2倍～3倍設計。

電平設計指的是直流電壓幅度和電源在最不利（滿(mǎn)載）情況下的紋波電壓峰峰值設計。這兩項指標都關(guān)系到單片機系統能否實(shí)現正常運行。因此，必須按系統中對電平要求最高的器件條件進(jìn)行設計。

各種形式的干擾一般都是以脈沖的形式進(jìn)入單片機的，干擾竄入單片機系統的渠道主要有3條：空間干擾（場(chǎng)干擾），通過(guò)電磁波輻射竄入系統；過(guò)程通道干擾，通過(guò)與主機相連的前向通道、后向通道及其它與主機相互連接的通道進(jìn)入；供電系統干擾，通過(guò)供電線(xiàn)路竄入。對于上述3種干擾必須采用行之有效的措施和具體電路加以消除，確保單片機系統正常運行和工作。

4分布式電源設計技術(shù)

分布式電源設計技術(shù)是單片機應用系統和現代電子電路系統中最常使用的一種電源技術(shù)。所謂分布式電源是指單片機系統中不同部件的電源相對獨立，必要時(shí)還可采用完全電隔離技術(shù)。分布式電源使電源功率分散，這對降低電源成本、提高電源效率、減少紋波系數、提高電源穩定度都有利。

分布式供電電源系統的設計應遵循“三分離”原則：系統中大功率部分和小功率部分分離，高頻部分和低頻部分分離，精密電路和一般電路分離。

圖2是集中供電和分布式供電的電源連接示意圖，其中圖2（a）是集中供電方式，圖2（b）是分布式供電，電路1～電路4是同一系統中的4個(gè)部分。圖(a)中4個(gè)部分共用1個(gè)電源，而圖（b）中4個(gè)電路用了3個(gè)電源，其中Vcc1和Vcc3由系統電源提供，Vcc2是系統電源之外的單獨電源。

5便攜式和節能要求高的電源設計

單片機系統的一大特點(diǎn)是自身耗能低，因此被廣泛地用于便攜式電子設備中。便攜系統對電源的要求與其他系統不同之處在于：

（1）要求在允許的有效使用期間內輸出電壓、電流均能滿(mǎn)足系統正常工作的要求。

（2）電源種類(lèi)越少越好。

（3）更換容易或有充電功能。

解決這些問(wèn)題是便攜式單片機系統電源設計的主要任務(wù)。在實(shí)際設計系統電源時(shí)可采取以下措施保證系統電源正常工作：

（1）合理選擇系統電路，盡量降低系統功耗。

這是一個(gè)十分重要又不易引起注意的問(wèn)題。一般地說(shuō)，人們設計單片機應用系統時(shí)最容易忽視的一個(gè)問(wèn)題就是功率損耗設計。對一般系統來(lái)說(shuō)這并不算大問(wèn)題，但對大系統、特大系統（例如千門(mén)以上的程控交換機、大型建筑的保安控制系統）以及便攜式單片機系統來(lái)說(shuō)，能耗就是一個(gè)大問(wèn)題。因此在這種系統的設計中要始終考慮功率消耗問(wèn)題，設計中也應把功率消耗作為具體指標，特別是便攜式單片機系統，功率消耗對設計能否達到指標有著(zhù)決定性的意義。

（2）采用高能電池和低耗高效的高性能穩壓電路。

當系統功率消耗的指標確定之后，系統電源的指標（確切地說(shuō)是系統電池的安時(shí)數）也就確定了。對便攜式單片機系統有時(shí)是采用與此相反的做法，先確定電池，再根據電池的安時(shí)數設計系統電路。因此，選擇高能電池是系統電源設計的基本指標。目前多用鎘鎳電池或高能堿性電池作為便攜式單片機系統的電源。

為確保系統在規定的時(shí)間內電源電壓能滿(mǎn)足使用要求，除要求系統集成電路芯片能適應一定的電壓變化范圍外，一般還要求電源采取一定的穩壓措施，并有電源監視報警電路。

（3）選擇電源要求一致的芯片組成系統，以減少系統電源種類(lèi)。