之前试验各种升压电路的结论是, 要想实现从单节锂电升压到5V或更高、大电流输出, PWM ic必须具有以下几个性能:

1. 工作电压足够低, 一般锂电终止放电电压定在3.0V上下, 因此PWM ic的最低工作电压最好是2.7V或者更低;

2. 必须是推挽输出, 否则输出电流不够, MOS开关管要么不能完全导通, 要么不能完全关断, 两种情况都严重影响效率;

之前的实验里, NE555在5V升6.3V时表现良好, 但它的最低工作电压只能到4.5V, 不符合上述条件1. 于是想到能否用自举电路或者用7660倍压给NE555供电呢？搭电路实验, 结果如下:

使用自举电路时, 正常启动后, 输入电压可以一直低到1.8V都能正常升压工作; 但输入电压低于4.0V时不能启动. 可见此路不通.

使用7660倍压时可以在2.8V正常启动, 算是勉强达到要求, 可靠性还是不足.

可以再试试用BL8530、HT7750之类小功率升压ic为NE555辅助供电, 如果还是不行, 那就得放弃用NE555实现单节锂电升5V的思路了.

常用的LM2596芯片可以方便地搭成各种降压式开关稳压电源, 但要用单片机来控制它的输出电压就稍微有点麻烦了——主要的思路有两种, 一种是使用传统的电位器控制方式, 用单片机控制数字电位器来代替模拟电位器; 另一种则是利用单片机的PWM或DAC输出一个控制电压, 引入到LM2596的反馈环路中. 这次试验的是后一种思路.

如图, 设输出电压为Vout, 控制电压为Vctrl, LM2596的反馈端电压为Vfb, 根据运放的基本性质可得：

Vctrl * R3/(R3+R8) + Vfb * R8/(R3+R8) = Vout * R9 / (R2+R9)

按上图的参数, 可以写为Vctrl * 10/11 + Vfb * 1/11 = Vout * 1/4

对于LM2596-ADJ, 其Vfb = 1.23V, 于是有Vout = 4/11 * (10 * Vctrl + 1.23 )

于是, 当Vctrl = 0V时, 输出电压为1 ...

前者是用AVR的io口模拟PWM, 驱动8个LED闪亮.

视频链接

装到大玻璃瓶里, 关了灯看, 效果不错.

分别试验了用PCF8574, 74HC164和用一片ATmega48实现用串口驱动1602液晶屏.

PCF8574的方案很简单, 4个IO按4线法连接LCD高4位, 2个IO连接EN端和RS端. LCD RW直接接地, 用一只7660产生负压. 需要占用i2c口, 显示速度慢、性价比也低, 总之不推荐.

用ATmega48扩展的话, 可以8线连接, 接口用i2c、spi、uart都可以, 用一个PWM口产生负压可以节省一只7660, 是最灵活的方式, 不过用uart时需要双方都有晶振.

用74HC164要多占用两个IO, 不过用一些小技巧可以实现只占用两个GPIO：如图, 用电阻和二极管形成一个与门, 在串行写入数据时将最高位置1, 写完8bit后再拉高DATA端, 此时与门输出高电平, EN动作. 之后要拉低DATA, 连续八个CLK以清空164输出端, 避免影响下一轮. 实测写LCD快速、稳定, 成本也是三种方式里最低的.

后记: 后来还是觉得4线接法驱动LCD1602不太稳定. 继续改进, 改为用HC164的八个输出驱动LCD1602的全部8位数据接口, 输入端同时驱动RS脚, 同时再用一个IO来驱动EN脚. 总共用了三个IO, 不过稳定性好多了.

得从大约两年前说起, 那会儿amobbs的马潮老师出了个题目: 8x8的LED屏, 中间四个常亮, 最外圈亮一个转圈跑.

这东西没啥难度吧？我正好有块点阵屏闲着, 就焊了一块板, 从开始写程序计算, 39分钟解决了.

讨论过程中一师弟(好象是TwoPerson?)大概出口不慎, 把这位马潮老师惹怒了——于是他又出了个题, 原话如下:

如果不服, 可以再次比试. 你在北大找5个学生, 组成一个小组. 用m16加一片lm324, 设计一个读取sd卡上wave文件, 并播放的wave播放器, 看谁做的好. 给你们一个月的时间, 下个学期开学我到北大找你, 比试实物效果.

首先声明一下, 本人纯粹是外行, 本科化学, 研究生改物理了, 以上纯属业余爱好. 马老师这题目在我这个外行看来, 也就是一个人两三天到一周左右的工作量, 至于五个人搞一个月么？不过后来事情一多也就把这回事忘了.

前段时间突然记起来了, 于是动手开干. 电路图太简单就不画了. 觉得没必要上m16, 于是用了一片m8, 硬件SPI接SD卡, 8位PWM输出, 用一片TL061搭成低通滤波, 后面一只8050缓冲接喇叭. 从学习SD协议、实现FAT开始, 焊接、写程序到调试全算上, 用了两个晚上 ...

各种实验性质的就不提了, 挑几个好玩的吧~

1. 桌面温湿度计

   ATmega48+DS18B20+DHT11的经典配置, 简单试验了一下能工作. 不过DHT11精度太差了, 跟另外一个专门的湿度计读数相差1/3, 完全没法用.

2. 三用手电

   ATtiny26, 用INT0切换控制一个白光LED、一个紫外LED和一个红色激光LED, 实现手电/验钞笔/激光笔三合一, 如图.

   

   图1 内部构造

   

   图2 验钞效果

   

   图3 激光笔效果

3. 直流电子管电源

   用一节锂电池当电源, LM2577接成flyback, 输出再通过IRFR420接成线性稳压, 输出60V. 另一路通过1117输出1.4V. 两路相互隔离.

4. 盖革计数器

   用一只锂电供电, 两只74HC00中的一只接成多谐振荡器, 缓冲后推动两只Si2302, 通过变压器升压到400V给盖革计数管供电; 另一只74HC00接成单稳态电路, 盖革计数管输出的脉冲整形、延时后推动LED和蜂鸣器.

5. 毫欧表/高斯计/温度计

   本质都一样, 都是四线法测电阻, 电流引线上串个精密电阻, 取它两端压降作为基准电压, 也就是所谓的比例式配置. 当毫欧表和高斯计用时 ...

CM102是台湾C-Media公司的USB声卡芯片. 跟著名的PCM270x相比, 好处就是: 便宜、有DIP封装, 当然效果没法比了. 电路图如下:

结果是有很大的不规则的噪声...开始以为是VBUS直供TDA2822的原因, 于是让VBUS过了1117-3.3再供TDA2822, 结果仍然噪声很大；全换成用电池供电, 仍然噪声很大；干脆断开TDA2822, 把耳机接到CM102的输出上, 噪声没了. 看样子是买到山寨2822了, 下次用TEA2025重做吧, 或者直接改用LM4890.

ps. C-Media的网站怎么可以这么2呢... 手里CM102的datasheet旧了, 而且几个图都巨模糊, 想找个新的看看, 上CM官网一找, 倒是有, 但是不支持google浏览器；换ie, 发现让注册用户；注册了用户, 下载了datasheet一看, 几个图还是模糊的. 这家的东西似乎卖得还不错, 比如当年的CMI8738.

之前试过用NE555推MTD3055, 5V升6.3V的实验, 效果很好, 输出1A以上电流, 效率在80%到90%之间. 这次的电路图基本相同, 打算升压到125V左右, 再经过后面的线性稳压, 得到90V左右的稳定电压. 结果不太理想, 5V输入时闭环只能升到85V左右, 12V输入时可以达到130V, 效率50%~60%. 加大负载则效率迅速跌到30%. 从5V逐渐降低输入电压, 降到3.3V时仍能工作, 但带负载时(3W节能灯)不能从3.3V启动工作. 把振荡频率从25kHz提高到50kHz, 效率提高到接近70%, 但没有根本的改善. 再就是变压器的吱吱声实在是太烦人了.

下次的实验目标：

1)改用低Rds(on)的MOSFET代替IRFR420, 仍用boost方式, 看能不能稳定实现5V升到110V左右. boost没有噪音的优势还是很明显的.

2)继续绕变压器, 实现升压到400V, 同时也试试用74HC04、晶体管自激之类实现升压的可能性.

电路图:

ourdev的马潮老师出了个题目: 8x8的LED屏, 中间四个常亮, 最外圈亮一个灯转圈跑. 说实话没啥难度, 一伙人讨论得煞有介事. 似乎马潮那边的学生衰了点, 作为专业搞电子的学生, 俩小时搞不出来的都有. 我正好闲着就焊了块板, 从开始写程序开始, 39分钟搞定.

中间一北大的师弟把马潮老师惹毛了, 于是这老师又出了个题, 当joke看吧:

如果不服, 可以再次比试. 你在北大找5个学生, 组成一个小组. 用m16加一片lm324, 设计一个读取sd卡上wave文件, 并播放的wave播放器, 看谁做的好. 给你们一个月的时间, 下个学期开学我到北大找你, 比试实物效果.

555搭成多谐振荡器推动MOSFET，用C1815当作比较器，输入5V，输出6.3V左右，试着点了几个电子管的灯丝。 结果如下：

用ATMEGA8+DS18B20做了个USB接口的温度计, 插上电脑就能显示室内温度, 体积和一般的U盘差不多大.