一种数据采集和控制系统的电池供电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种数据采集和控制系统的电池供电电路，该电路主要包括6V变换到5V电压变换芯片LP2951，5V变换到3.3V电压变换芯片ASM1117，与非门Y-1、Y-2组成的RS触发器，电感L1和电容C3、C4组成的π型滤波器，电感L2与电容C5、C6组成的π型滤波器；该电池供电电路连接简便，易于理解，有效提高了系统的可靠性。
【专利说明】一种数据采集和控制系统的电池供电电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池供电电路；尤其是一种数据采集和控制系统的电池供电电路。
【背景技术】
[0002]数据采集系统的供电电源是保证系统正常工作的必备条件，是数据采集系统组成的模块之一。设计一个数据采集系统，必须首先考虑工作环境、电源的可维护性、可靠性和稳定性，例如用于月球探测的小车，沙漠或湖泊区域环境的测量，220V交流电源供电方式只能用于电网能够延伸到的区域，对于远离电网的区域只能通过能源转换的办法将其他形式的能量转换为电能存储于蓄电池，再通过蓄电池对系统供电，例如太阳能转换为电能等;
[0003]数据采集和控制系统的电池供电问题早已引起技术人员的关注，技术人员设计了各种电池供电电路。系统采用电池供电，要求系统的电路功耗低，系统需要采用节能型芯片设计，微处理器常工作于休眠方式，通过中断方式唤醒；采用段式IXD作为系统的显示器件；降低传感器的功耗；电源的智能管理技术近年来有较快发展，已经在使用32位及更高位数处理器设计的系统中成功应用，例如手机、笔记本电脑等，但一般使用8位处理器设计的系统应用不多，例如数据采集和控制系统、消费类电子等产品，使用8位处理器设计的系统出现干扰信号或电量不足时，电源不具备自启动和自关闭功能，容易导致系统运行出现错误或死机，例如数据采集和控制系统，用采集到的错误数据去控制目标，必然导致控制目标的失误，这种失误在航天、航海等领域损失重大。
【发明内容】
[0004]为了解决现有的数据采集和控制系统电池供电电路存在的不足，本项实用新型提供一种电池供电电路，有干扰信号时，电路自动提取干扰信号关闭电源并复位微处理器，电池电量不足时，自动关闭电源电路，电池电量补充到供电要求时，自动开启电源电路,避免了对后续电路的影响，电路连接简便，有效提高了系统的可靠性。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:电路包括电压变换芯片LP2951,将6V变换为5V电压，管理电源电路；电压变换芯片ASM1117，将5V变换为3.3V电压；与非门Υ-1、Υ-2组成的RS触发器，实现对微处理器STC12CXXXX复位引脚和LP2951关闭电压输出引脚的控制；电感LI和电容C3、C4组成π型滤波器，对中高频干扰信号滤波，电感L2与电容C5、C6组成Ji型滤波器，对干扰信号宽带滤波；
[0006]在图1中，电源E的正极与电阻R1、R2的一端连接，Rl的另一端与电容C2的+端、与非门Y-2的8脚连接，电容C2的-端接地，C2是I μ F/16V的电容，电阻R2另一端接与非门Y-1的5脚；Ε的正极通过电感LI与LP2951的8脚连接，E的负极接地；电容C3与电感LI的一端连接，C3的另一端接地，电感LI的另一端与电容C4的+端连接，C4的-端接地，L1、C3和C4组成一个型中高频滤波器，电容C4是I μ F/16V的电容，电容C3的型号是 104 ；
[0007]与非门Y-1的4脚、与非门Y-2的9脚、与非门Y-5的15脚连接，Y-1的6脚、Y-2的10脚连接，Y-1和Y-2连接成RS触发器，在无干扰信号时调节Rl使Y-2的8脚为高电平，调节R2使Y-1的5脚为低电平，使Y-1和Y-2组成的RS触发器处于稳定状态；
[0008]Y-3的I脚和2脚连接后再与Y-2的10脚连接，与非门Y_4的12和13脚连接后再与Υ-3的3脚连接，Υ-4的11脚与微处理器STC12CXXXX的RESET引脚连接，干扰信号经过R1、C2在Y-2的8脚出现低电平，经过Y-3、Y-4在Y-4的11脚形成高电平，控制微处理器STC12CXXXX复位，STC12CXXXX是数据采集、对象控制和人机交互的核心芯片；
[0009]Υ-5的14脚与LP2951的5脚连接，Υ-5的15脚与Y-1的4脚连接，Υ-5的16脚与LP2951的3脚连接，LP2951的5脚输出低电平时，Υ_5的16脚必为高电平，LP2951的5脚输出高电平时，Υ-5的16脚输出电平的高低由Y-1的4脚输出决定，用LP2951的5脚输出低电平通过Υ-5的16脚送给LP2951的3脚高电平控制LP2951关闭I脚电压的输出；LP2951的8脚是6V电池输入端，I脚是5V电压输出端；
[0010]LP2951的6脚和7脚与电容C7的一端连接，C7的另一端连接滤波后的5V输出端，C7的型号是104，LP2951的I脚和2脚连接作为5V输出，LP2951的4脚接地，电感L2的一端、电容C5的+端连接，C5的-端接地，L2的另一端、电容C6的一端连接，C6的另一端接地，L2、C5和C6组成一个型宽带滤波器，作为5V输出滤波电路，电容C5是10yF/16V的电容，电容C6的型号是104，；
[0011]ASMl117的3脚通过电感L2连接LP2951的I脚输入5V电压，ASM1117的2脚与电容C8的一端、C9的+端连接后作为+3.3V输出端，ASMl117的I脚接地，C8的另一端和C9的-端接地；电容C9用于低频滤波，型号是I μ F/16V ；电容C8用于高频滤波，型号是104 ；
[0012]微处理器STC12CXXXX与键盘模块Α6、显示模块Α7、传感器阵列Α4、被控制对像Α5通过总线连接。
[0013]无低频交流信号时，Y-1的5脚为低电平0，Υ-2的8脚为高电平1，Y-1的4脚为高电平1，Υ-2的10脚为低电平0，Υ-3的3脚为高电平1，Υ-4的11脚为低电平0，对微处理器STC12CXXXX的RESET引脚高电平复位无影响；
[0014]有低频交流信号时，C2导通，Y-2的8脚为低电平0，Y-1的5脚为高电平1，Y-1的4脚为低电平0，Y-2的10脚为高电平1，Y-3的3脚为低电平0，Y-4的11脚为高电平I，微处理器STC12CXXXX的RESET引脚加高电平复位；
[0015]无低频交流信号时，Y-1的5脚为低电平0，Y-2的8脚为高电平1，Y-1的4脚为高电平1，Y-1的4脚输出对Y-5的16脚输出无影响；
[0016]有低频交流信号时，C2导通，Y-2的8脚为低电平0，Y-1的5脚为高电平1，Y-1的4脚为低电平0，Y-1的4脚输出使Y-5的16脚输出1，加在LP2951的3脚高电平，关闭LP2951的I脚输出，使系统和电源复位；
[0017]电池BAT提供LP2951输入电压，LP2951的8脚输入降到5V或5V以下时，LP2951的I脚输出电压降低到4.75V以下，LP2951的5脚输出低电平0，使Y-5的16脚输出1，加在LP2951的3脚高电平，关闭LP2951的I脚输出，使系统和电源复位，反之，LP2951的8脚输入高于5V时，LP2951的I脚输出电压高于4.75V，LP2951的5脚输出高电平1，使Y-5的16脚输出低电平并加载在LP2951的3脚，对LP2951的I脚输出无影响。
[0018]4.
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；
[0020]图1是本实用新型的电路连接图；
[0021]5.
【具体实施方式】
[0022]在图1中，电源E的正极与电阻R1、R2的一端连接，Rl的另一端与电容C2的+端、与非门Y-2的8脚连接，电容C2的-端接地，C2是I μ F/16V的电容，电阻R2另一端接与非门Y-1的5脚；Ε的正极通过电感LI与LP2951的8脚连接，E的负极接地；电容C3与电感LI的一端连接，C3的另一端接地，电感LI的另一端与电容C4的+端连接，C4的-端接地；L1、C3和C4组成一个型中高频滤波器，电容C4是I μ F/16V的电容，电容C3的型号是 104 ；
[0023]与非门Y-1的4脚、与非门Υ-2的9脚、与非门Υ-5的15脚连接，Υ-1的6脚、Υ-2的10脚连接，Y-1和Υ-2连接成RS触发器；在无干扰信号时调节Rl使Υ-2的8脚为高电平，调节R2使Y-1的5脚为低电平，使Y-1和Υ-2组成的RS触发器处于稳定状态；
[0024]Υ-3的I脚和2脚连接后再与Υ-2的10脚连接，与非门Υ_4的12和13脚连接后再与Υ-3的3脚连接，Υ-4的11脚与微处理器STC12CXXX的RESET引脚连接，干扰信号经过R1、C2在Y-2的8脚出现低电平，经过Y-3、Y-4在Y-4的11脚形成高电平，控制微处理器STC12CXXXX复位，STC12CXXXX是数据采集、对象控制和人机交互的核心芯片；
[0025]Υ-5的14脚与LP2951的5脚连接，Υ-5的15脚与Υ-1的4脚连接，Υ-5的16脚与LP2951的3脚连接，LP2951的5脚输出低电平时，Υ_5的16脚必为高电平，LP2951的5脚输出高电平时，Υ-5的16脚输出电平的高低由Y-1的4脚输出决定，用LP2951的5脚输出低电平通过Υ-5的16脚送给LP2951的3脚高电平控制LP2951关闭I脚电压的输出；LP2951的8脚是6V电池输入端，I脚是5V电压输出端；
[0026]LP2951的6脚和7脚与电容C7的一端连接，C7的另一端连接滤波后的5V输出端，C7的型号是104，LP2951的I脚和2脚连接作为5V输出，LP2951的4脚接地，电感L2的一端、电容C5的+端连接，C5的-端接地，L2的另一端、电容C6的一端连接，C6的另一端接地，L2、C5和C6组成一个型宽带滤波器，作为5V输出滤波电路，电容C5是10yF/16V的电容，电容C6的型号是104，；
[0027]ASMl 117的3脚通过电感L2连接LP2951的I脚输入5V电压，ASMl 117的2脚与电容C8的一端、C9的+端连接后作为+3.3V输出端，ASMl117的I脚接地，C8的另一端和C9的-端接地；电容C9用于低频滤波，型号是I μ F/16V ；电容C8用于高频滤波，型号是104 ；
[0028]微处理器STC12CXXXX与键盘模块Α6、显示模块Α7、传感器阵列Α4、被控制对像Α5通过总线连接。
[0029]无低频交流信号时，Y-1的5脚为低电平0，Υ-2的8脚为高电平1，Y-1的4脚为高电平1，Υ-2的10脚为低电平0，Υ-3的3脚为高电平1，Υ-4的11脚为低电平0，对微处理器STC12CXXXX的RESET引脚高电平复位无影响；
[0030]有低频交流信号时，C2导通，Y-2的8脚为低电平0，Y-1的5脚为高电平1，Y-1的4脚为低电平0，Y-2的10脚为高电平1，Y-3的3脚为低电平0，Y-4的11脚为高电平I，微处理器STC12CXXXX的RESET引脚加高电平复位；
[0031]无低频交流信号时，Y-1的5脚为低电平0，Y-2的8脚为高电平1，Y-1的4脚为高电平1，Y-1的4脚输出对Y-5的16脚输出无影响；
[0032]有低频交流信号时，C2导通，Y-2的8脚为低电平0，Y-1的5脚为高电平1，Y-1的4脚为低电平0，Y-1的4脚输出使Y-5的16脚输出1，加在LP2951的3脚高电平，关闭LP2951的I脚输出，使系统和电源复位；
[0033]电池BAT提供LP2951输入电压，LP2951的8脚输入降到5V或5V以下时，LP2951的I脚输出电压降低到4.75V以下，LP2951的5脚输出低电平0，使Y-5的16脚输出1，加在LP2951的3脚高电平，关闭LP2951的I脚输出，使系统和电源复位，反之，LP2951的8脚输入高于5V时，LP2951的I脚输出电压高于4.75V，LP2951的5脚输出高电平1，使Y-5的16脚输出低电平并加载在LP2951的3脚，对LP2951的I脚输出无影响。
[0034]本实用新型的有益效益是:电路连接简单，易于理解，电池输入电压降低到5V时，电路关闭电源输出；当电路出现干扰信号时，电路提取干扰信号，控制微处理器复位；避免对后续电路的干扰，有效提1? 了系统的可罪性。
【权利要求】
1.一种数据采集和控制系统的电池供电电路，该电路包括芯片LP2951，芯片ASMl117，与非门Y-1、Y-2组成的RS触发器，电感LI与电容C3、C4组成的Ji型滤波器，电感L2与电容C5、C6组成的Ji型滤波器；其特征是: 电源E的正极与电阻Rl、R2的一端连接，Rl的另一端与电容C2的+端、与非门Y_2的8脚连接，电容C2的-端接地，C2是I μ F/16V的电容，电阻R2另一端接与非门Y_1的5脚；E的正极通过电感LI与LP2951的8脚连接，E的负极接地；电容C3与电感LI的一端连接，C3的另一端接地，电感LI的另一端与电容C4的+端连接，C4的-端接地，L1、C3和C4组成一个JI型中高频滤波器； 与非门Y-1的4脚、与非门Y-2的9脚、与非门Y-5的15脚连接，Y-1的6脚、Y-2的10脚连接，Y-1和Y-2连接成RS触发器； Y-3的I脚和2脚连接后再与Y-2的10脚连接，与非门Y-4的12和13脚连接后再与Y-3的3脚连接，Y-4的11脚与微处理器STC12CXXXX的RESET引脚连接； Y-5的14脚与LP2951的5脚连接，Y_5的15脚与Y-1的4脚连接，Υ_5的16脚与LP2951的3脚连接； LP2951的6脚和7脚与电容C7的一端连接，C7的另一端连接滤波后的5V输出端；LP2951的I脚和2脚连接作为5V输出，LP2951的4脚接地，电感L2的一端、电容C5的+端连接，C5的-端接地，L2的另一端、电容C6的一端连接，C6的另一端接地； ASMl117的3脚通过电感L2连接LP2951的I脚输入5V电压，ASMl117的2脚与电容C8的一端、C9的+端连接后作为+3.3V输出端，ASMl117的I脚接地，C8的另一端和C9的-端接地。
【文档编号】H02J7/00GK204103568SQ201420600075
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】吕俊怀, 赵向军, 郝国生 申请人:江苏师范大学