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　　本文從實際應用出發，結合在焊接機控制系統中嵌入式系統電源的設計與調試過程中碰到的一些問題，分析討論嵌入式系統電源的設計與調試方法。

　　1 系統硬件結構

　　在基于嵌入式系統的焊接機控制系統設計中，以AT91RM9200作為系統核心微處理器，依據控制系統要求外擴了SDRAM、SRAM、Flash，鍵盤、液晶顯示電路可進行實時參數調整、顯示并在出錯時報警，RS485串行接口完成數據傳輸通信，可進行紅外遙控操作。系統硬件結構如圖1所示。

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　　圖1 系統硬件結構框圖

　　2 系統電源設計

　　2.1 系統電源工作原理

　　AT91RM9200是完全圍繞ARM920T處理器構建的系統芯片。它有豐富的系統與應用外設及標準的接口，從而成為低功耗、低成本的嵌入式工業級產品。AT91RM9200提供了全功能電源管理控制器(PMC)，優化了整個系統的功耗，并支持普通、空閑、慢時鐘及Standby工作模式，提供不同的功耗等級及事件響應延遲時間[1]。在空閑模式下，ARM處理器時鐘禁用并等待下一次中斷(或主復位);慢時鐘模式是復位后選擇的模式，在此模式下主振蕩器

　　振蕩器是收發設備的基礎電路,它的作用是產生一定頻率的交流信號，是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能。及PLL關閉以降低功耗;Standby模式是慢時鐘模式與空閑模式的結合，它使能處理器以快速響應喚醒事件，并保持較低的功耗。當系統正常工作時由外界直流電源供電并對電池充電，外電源斷開時自動切換到內部后備電池供電。

　　2.2 電源電路設計

　　AT91RM9200有5種類型的電源引腳：VDDCORE引腳用于向內核供電，一般為1.8 V;VDDPLL、VDDOSC分別給PLL或者振蕩器供電，一般為1.8 V;VDDIOP、VDDIOM分別用于給外設I/O口線、USB收發器以及外部總線接口I/O口線供電，一般為3.3 V。此外，系統的鍵盤、顯示電路的供電電壓需要+5 V電源。因此，本控制系統需要使用3組電源。通過對整個控制系統的控制要求和性能進行分析，確定本系統的負載電流大約為3 A。因此，系統電源的穩壓芯片選用了ON公司的LM2576系列穩壓器，把外部直流電源穩壓成系統需要的+3.3 V和+5 V電源。由于系統內核電源供電要求1.8 V，因此系統應采用二級電源轉換電路。本文選用TI公司的微功耗、極低壓差PMOS穩壓器(LDO芯片)TPS72518作為內核電源轉換芯片，把+3.3 V穩壓成+1.8 V，為處理器內核提供工作電源。系統電源電路如圖2所示。圖2中給出了嵌入式系統電源去耦等PCB設計方法。C3、C6是穩壓芯片的電解旁路電容，在電路中接入它們能使電路穩定地工作;C2、C5、C8為輸出穩定電容，對于減小輸出紋波、輸出噪聲以及負載電流變化的影響有較好的效果，根據穩壓器自身的工作要求，電容分別選用10 μF、100 μF的電解電容

　　電解電容是一種由兩塊平行金屬板以及兩金屬板之間放置電解液所構成的電容。電容器依照所使用的電極材料.電解液之種類而付予電容器的名稱。介質有電解液涂層有極性，分正負不可接錯。

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　　圖2 系統電源電路圖

　　基于32位微處理器的嵌入式系統性能在很大程度上取決于時鐘電路的穩定性和可靠性，而時鐘電路的穩定性主要取決于系統鎖相環(PLL)的穩定性。因此，在PLL模擬部分供電電源應采用濾波電路，以保證供電的穩定性[2]。微處理器內部時鐘、電源和復位控制等關鍵部件的參數對系統各種運行方式起著重要甚至是決定性的作用。因此，為了保證在各種運行方式下所設置的參數不變，通常在嵌入式系統設計中提供后備電池的供電電路。如圖2所示，采用TI公司的電池充電器BQ24200作為系統電源的后備電池，系統正常工作時外部電源對它進行充電，外部電源被切斷后由它提供系統電源，以便系統保存重要參數。