基于DBPL编码信号的信号源系统设计
dbpl（differential bi-phase level）编码是一种超越传统数字传输极限的编码方式。dbpl编码被广泛应用于以太网、工程测井仪器和铁路应答器等工程应用中。在铁路应答器中，通过dbpl编码传输信号给列车车载处理器，实现对列车运行的控制。
本文设计了一种基于at89lv51单片机控制的dbpl编码信号的信号源系统，能够产生dbpl编码信号；同时设计了系统的电源管理模块，保证系统的正常供电。
1 信号源系统的设计 该信号源由时钟复位模块、dbpl信号产生电路、dc-dc转换电路、充电管理电路和a／d转换电路组成。单片机at89lv51控制编码模块产生dbpl信号；充电管理电路对系统所用电池进行充电管理，保证电池的充分充电；dc-dc转换电路为单片机以及编码逻辑产生稳定电压的供电；a／d转换电路采集电池电量信息，并告知单片机处理。信号源系统设计框图如图1所示。
1．1 dbpl信号产生电路
本设计中，dbpl信号由作为能量载波的正弦波与脉冲编码信号合成。脉冲编码信号采用dbpl编码，平均传输速率为564．48 kb／s；能量载波为正弦波，信号频率为8．82 khz。该模块的输入为8位待编码的并行二进制数据，与at89lv51单片机的p1．0～p1．7相接，由单片机控制提供输入。dbpl信号产生电路原理图如图2所示。
其中，并行转串行电路采用一片8位并串转换移位寄存器74166和一片计数器74163，计数器74163采用模8计数。当计数器计满8个数时，清零计数器，重新开始计数；计数期间，8位并行数据按照时钟节拍输出。2分频及64分频采用计数器74163实现。微分电路采用d触发器及门电路实现。并串转换输出 q1经过非门与微分电路取得的上升沿q2相与，得出 q3，经过d触发器实现2分频输出q4，最后q0与q4异或求得编码输出。输出8．82khz的方波和564．48 khz的脉冲波，再分别进行滤波、放大调理，然后合成为最终所要得到的dbpl信号。假设单片机输入并行数据为11010011，则图2中各点的波形如图3所示。
1．2 充电管理电路
出于对系统便携式的考虑，本系统采用可充电电池（6节镍氢电池）对系统供电，每节电池的电压为1．2 v；同时，采用maxim公司的电池管理芯片max713cpe对镍氢电池进行管理，确保电池安全且完全充电，且由单片机对电源模块进行控制和检测。
max713cpe是一种用于镍氢和镍镉电池的快速充电管理芯片，它具有以下特点：
◆电池数量、充电时间以及电流大小可调；
◆零点电压斜率检测，对电池进行快速、涓流充电；
◆电池不充电时，芯片消耗最大电流仅为5μa；
◆所需外围电路少，仅需一个pnp引脚便可实现基本的充电管理。
充电管理电路如图4所示。vlim引脚用于设定最大的电池电压，它与电池电压和电池节数存在如下关系：
（batt+-batt-）≤（vlimit×n）
其中，（battc+-batt-）为电池两端电压，n为电池节数，一般情况下将vlimit连接到ref引脚即可。pgm0和pgm1引脚用来设定被充电电池的节数（1～16节）：根据需要将pgm0、pgm1有选择地连接到v+、ref、batt-中的任何一引脚或者悬空，本设计中充电电池设定为6节。pgm2和pgm3引脚用来设定最大快速充电时间，按照与设置pgm0和pgm1引脚相同的方法，可按需求设定最大快速充电时间（33～264 min），本设计中设为120min。
本系统还实现电池电量的检测，在图4中通过放大器op07ep检测电池电压并送入到a／d转换电路，最后交给单片机进行处理。
电池电压输出为7．2 v，充满状态下可达到7．4～7．6 v。单片机所用电压为3．3 v，dbpl信号产生电路所需的电压为5 v，这就需要dc-dc转换电路将7．2 v的额定电压转换为5 v和3．3 v。采用两级转换：第一级将7．2 v电压转换产生5 v电压供给dbpl信号产生电路，第二级将5 v电压转换为3．3 v供给单片机。系统采用spx1117（spx1117-5和spx1117-3．3）作为dc-dc转换电路中的稳压芯片。该芯片的特点是低压差，0．8a时压差仅为1．1v，且电压可选（为5 v及3．3v）。dc-dc转换电路如图5所示。
2 测试结果 该系统设计完成之后，对其进行了详细的测试实验。测试结果表明，输入信号能够通过单片机编程得到很好的控制，信号源输出的正弦波幅度和脉冲波幅度均达到应用要求，可以广泛应用于仿真测试、项目实验领域。如果需要进一步放大，须外接放大电路和外部电源。dbpl编码信号传输速率为指定的564．48 kb／s。电源管理电路能够有效地对电池进行管理，充电时间大致保持在120～140min，电池充满后进入到涓流充电。在使用过程中，单片机可以通过a／d转换电路实时监测电池的电量并告警。dc-dc转换电路输出的电压稳定，且功耗低。
工字电感的作用你确定知道吗gujing
年产10万吨电池正极材料项目签约！
A/D的转换原理
肖特基二极管的元件符号_肖特基二极管的优缺点
半导体行业之晶圆制造与封装概述（一）
基于DBPL编码信号的信号源系统设计
晶体管IGBT基础知识阐述，对称栅极IGBT电路设计与分析
盘点那些我国还未掌握的核心技术
为什么8-12英寸产能爆满？
大规模网络芯片设计项目团队转用硬件加速器
5G是什么，总说5G要来了，来了以后能给我们带来什么
栾恩杰：我国未来将研制100吨级的重型运载火箭
全方面解读新凯美瑞混动版
自适应平台产生背景_自适应平台功能概述
借助传感器的宠物照护无人机给宠物和饲主带来了福音
SPI总线的数据传输步骤
LiFePO4电池用作军用电源的优势分析
智能路灯智慧灯杆有哪些核心设备？
风火轮X86主板youyeetoo X1：部署MQTT Broker
欧盟将增加人工智能（AI）投资额，约15亿欧元
本文设计了一种基于at89lv51单片机控制的dbpl编码信号的信号源系统，能够产生dbpl编码信号；同时设计了系统的电源管理模块，保证系统的正常供电。
1 信号源系统的设计 该信号源由时钟复位模块、dbpl信号产生电路、dc-dc转换电路、充电管理电路和a／d转换电路组成。单片机at89lv51控制编码模块产生dbpl信号；充电管理电路对系统所用电池进行充电管理，保证电池的充分充电；dc-dc转换电路为单片机以及编码逻辑产生稳定电压的供电；a／d转换电路采集电池电量信息，并告知单片机处理。信号源系统设计框图如图1所示。
1．1 dbpl信号产生电路
本设计中，dbpl信号由作为能量载波的正弦波与脉冲编码信号合成。脉冲编码信号采用dbpl编码，平均传输速率为564．48 kb／s；能量载波为正弦波，信号频率为8．82 khz。该模块的输入为8位待编码的并行二进制数据，与at89lv51单片机的p1．0～p1．7相接，由单片机控制提供输入。dbpl信号产生电路原理图如图2所示。
其中，并行转串行电路采用一片8位并串转换移位寄存器74166和一片计数器74163，计数器74163采用模8计数。当计数器计满8个数时，清零计数器，重新开始计数；计数期间，8位并行数据按照时钟节拍输出。2分频及64分频采用计数器74163实现。微分电路采用d触发器及门电路实现。并串转换输出 q1经过非门与微分电路取得的上升沿q2相与，得出 q3，经过d触发器实现2分频输出q4，最后q0与q4异或求得编码输出。输出8．82khz的方波和564．48 khz的脉冲波，再分别进行滤波、放大调理，然后合成为最终所要得到的dbpl信号。假设单片机输入并行数据为11010011，则图2中各点的波形如图3所示。
1．2 充电管理电路
出于对系统便携式的考虑，本系统采用可充电电池（6节镍氢电池）对系统供电，每节电池的电压为1．2 v；同时，采用maxim公司的电池管理芯片max713cpe对镍氢电池进行管理，确保电池安全且完全充电，且由单片机对电源模块进行控制和检测。
max713cpe是一种用于镍氢和镍镉电池的快速充电管理芯片，它具有以下特点：
◆电池数量、充电时间以及电流大小可调；
◆零点电压斜率检测，对电池进行快速、涓流充电；
◆电池不充电时，芯片消耗最大电流仅为5μa；
◆所需外围电路少，仅需一个pnp引脚便可实现基本的充电管理。
充电管理电路如图4所示。vlim引脚用于设定最大的电池电压，它与电池电压和电池节数存在如下关系：
（batt+-batt-）≤（vlimit×n）
其中，（battc+-batt-）为电池两端电压，n为电池节数，一般情况下将vlimit连接到ref引脚即可。pgm0和pgm1引脚用来设定被充电电池的节数（1～16节）：根据需要将pgm0、pgm1有选择地连接到v+、ref、batt-中的任何一引脚或者悬空，本设计中充电电池设定为6节。pgm2和pgm3引脚用来设定最大快速充电时间，按照与设置pgm0和pgm1引脚相同的方法，可按需求设定最大快速充电时间（33～264 min），本设计中设为120min。
本系统还实现电池电量的检测，在图4中通过放大器op07ep检测电池电压并送入到a／d转换电路，最后交给单片机进行处理。
电池电压输出为7．2 v，充满状态下可达到7．4～7．6 v。单片机所用电压为3．3 v，dbpl信号产生电路所需的电压为5 v，这就需要dc-dc转换电路将7．2 v的额定电压转换为5 v和3．3 v。采用两级转换：第一级将7．2 v电压转换产生5 v电压供给dbpl信号产生电路，第二级将5 v电压转换为3．3 v供给单片机。系统采用spx1117（spx1117-5和spx1117-3．3）作为dc-dc转换电路中的稳压芯片。该芯片的特点是低压差，0．8a时压差仅为1．1v，且电压可选（为5 v及3．3v）。dc-dc转换电路如图5所示。
2 测试结果 该系统设计完成之后，对其进行了详细的测试实验。测试结果表明，输入信号能够通过单片机编程得到很好的控制，信号源输出的正弦波幅度和脉冲波幅度均达到应用要求，可以广泛应用于仿真测试、项目实验领域。如果需要进一步放大，须外接放大电路和外部电源。dbpl编码信号传输速率为指定的564．48 kb／s。电源管理电路能够有效地对电池进行管理，充电时间大致保持在120～140min，电池充满后进入到涓流充电。在使用过程中，单片机可以通过a／d转换电路实时监测电池的电量并告警。dc-dc转换电路输出的电压稳定，且功耗低。
工字电感的作用你确定知道吗gujing
年产10万吨电池正极材料项目签约！
A/D的转换原理
肖特基二极管的元件符号_肖特基二极管的优缺点
半导体行业之晶圆制造与封装概述（一）
基于DBPL编码信号的信号源系统设计
晶体管IGBT基础知识阐述，对称栅极IGBT电路设计与分析
盘点那些我国还未掌握的核心技术
为什么8-12英寸产能爆满？
大规模网络芯片设计项目团队转用硬件加速器
5G是什么，总说5G要来了，来了以后能给我们带来什么
栾恩杰：我国未来将研制100吨级的重型运载火箭
全方面解读新凯美瑞混动版
自适应平台产生背景_自适应平台功能概述
借助传感器的宠物照护无人机给宠物和饲主带来了福音
SPI总线的数据传输步骤
LiFePO4电池用作军用电源的优势分析
智能路灯智慧灯杆有哪些核心设备？
风火轮X86主板youyeetoo X1：部署MQTT Broker
欧盟将增加人工智能（AI）投资额，约15亿欧元