河南理工大学毕业设计（论文）说明书
3.7掉电检测电路
掉电检测电路由比较器（运放LM393）、电压基准LM336（2.5V）、R31、R32、R33、R34、R35、R36和二极管VD7组成，电路如图3-19所示。
图3-19 掉电检测电路
电源电压正常时，V-﹤V+，比较器输出高电平；当电源掉电时，V-跟随电源电压下降，而VZ在一定时间内保持2.5V不变。当下降到V-＞V+时，比较器输出低电平，使微处理器产生外中断，做掉电处理（将剩余电能存入EEPROM中）。
3.8电源电路设计
本设计采用对市电220V电压进行变压、整流、滤波、稳压的方法获得系统所需的电源。输出电压为+5V。电源分为两路，一路为IC卡供电，另一路为电量检测电路和微控制器电路供电。
市电经变压、整流、滤波后送到7805的输入端。7805的输出经滤波后作为系统工作电压Vcc，另外7805的输出经三极管Q3后为IC卡提供工作电压Vcc(IC )。IC卡读写电流很小，一般为几个mA，当IC卡插入卡槽并且单片机获得INT1中断后，单片机会在PD4端输出一个低电平，Q3导通，从而IC卡卡槽获得电压，同时发光二极管D6亮，起读写指示作用。每次对IC卡读写完成后，应及时下电，以减少插拔时带电的可能性。当对IC卡操作完毕后，单片机在PD4端输出一个高电平，Q3截止，发光二极管D6
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熄灭，停止对IC卡卡槽供电，此时可以安全的将IC卡拔出。
电源电路由变压器、整流桥、三端稳压集成电路7805以及滤波环节组成，其原理图参见图3-20所示。
图3-20电源电路
各部分功能：
（1）电源变压器部分：
将交流电网220V的电压变成所需要的电压值。 （2）整流电路部分：
整流电路的任务是将交流电变成直流电。采用的是桥式整流。桥式整流电路与其它形式的整流电路相比的优点是：在相同的输入电压下，具有较高的整流输出电压，波动系数较小，电源变压器在正、负半周都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。由于以上优点，桥式整流电路在集成稳压电源中得到了广泛的应用。
（3）滤波电路部分：
滤波电路主要用于滤除整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成。在本题目中选用电容滤波电路，由于电容在电路中具有储能作用，电容器在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电量释放出来，即电容C具有平波作用。
稳压电路部分：
电路设计采用的是集成稳压器W7800系列的7805
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7805的输入端都直接与整流滤波输出相连，输出端接负载，3脚为接地端，故又称为三端式稳压器。
7805都具有很多的优点：有启动电路，使输入电压变化不再直接对基准电压源及偏置电路发生影响。带基准电压源电路结构，具有低噪声、低温漂的特点，温漂大约为0.6mV/℃。还采用了比较完善的保护措施，如过热保护、过压保护及过流护，从而使调整管工作安全可靠。
3.9单片机最小系统设计
3.9.1 Atmega16单片机介绍
ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
ATmega16 AVR 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。
ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。
工作于空闲模式时CPU 停止工作，而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态； ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I/O 模块的工作，以降低ADC
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转换时的开关噪声； Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。
本芯片是以Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash 允许程序存储器通过ISP 串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR 内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(ApplicationFlash Memory)。在更新应用Flash存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW 操作。 通过将8 位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内， ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。ATmega16 具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C 语言 编译器、宏汇编、 程序调试器/ 软件仿真器、仿真器及评估板。
3.9.2最小系统电路
最小系统有复位电路，时钟电路，烧录端口，atmega16单片机等组成如图 3-21
图 3-21 单片机最小系统电路
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