【正文】 根據(jù)設(shè)計(jì)單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)的頻率是1000Hz，但是我們?cè)O(shè)計(jì)的濾波器并不是理想的，都有一定的過(guò)渡帶寬，所以設(shè)計(jì)的濾波器的截止頻率應(yīng)該盡量的小，我們最后確定濾波器的截止頻率大概在20Hz左右。 信號(hào)的變換與隔離部分主要采用的是光耦合元件4N25，如圖所示： 圖19 4 N25外形和結(jié)構(gòu)圖 [6] 5. 電壓測(cè)量模塊的硬件設(shè)計(jì) 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo) 主要功能該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)DCDC開關(guān)電源子系統(tǒng)的輸出電壓進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，與既定值比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)控制信號(hào)，使系統(tǒng)輸出用戶通過(guò)按鍵所指定的5~10V電壓，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。圖20 電壓測(cè)量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖[5] 主要電路和參數(shù)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路方案一:ADC單端輸入 圖21 ADC單端輸入[5] Vout 變動(dòng)范圍約是5~10V，VA的變動(dòng)范圍因此受限，約有一半編碼空間未使用，等效為9位ADC方案二：ADC差分輸入Vout+VAR2R1Vout 圖22 ADC差分輸入[5] 根據(jù)科5講座上提供的兩種方案,我們經(jīng)過(guò)比較，采取了方案二。將得到的VMVA輸入ADC0端口。比如，小系統(tǒng)包含哪些資源（Input/Output口資源、AD資源、定時(shí)/計(jì)數(shù)/PWM控制器資源，等等），你是如何設(shè)計(jì)具體方案（原則、分配策略），來(lái)分配利用這些資源的。 軟件結(jié)構(gòu)概述 通過(guò)單片機(jī)調(diào)度各個(gè)模塊之間的信息傳遞與交流，根據(jù)用戶的要求既相應(yīng)的按鍵來(lái)控制整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的工作。2．按鍵定義：按鍵一：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為KEY1）。 閉環(huán)部分：1．設(shè)計(jì)思路：閉環(huán)部分相比開環(huán)部分主要增加了檢測(cè)反饋信號(hào)并根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)輸出作微調(diào)以達(dá)到實(shí)際輸出與預(yù)期輸出（即數(shù)碼管所顯示的電壓值）理論上沒(méi)有誤差。預(yù)期電壓由用戶設(shè)定，范圍為：。然后再根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)輸出值進(jìn)行微調(diào)，已達(dá)到要求的輸出。按鍵二：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為KEY2）。2．?dāng)?shù)碼管顯示： 用函數(shù)NUMTOSEG7將要顯示的數(shù)字或符號(hào)進(jìn)行7段譯碼，由譯碼結(jié)果驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。軟件部分共有2個(gè)中斷程序服務(wù)，其中中斷服務(wù)程序1的優(yōu)先級(jí)較低，使用定時(shí)器0觸發(fā)，每5毫秒運(yùn)行一次；中斷服務(wù)程序2的優(yōu)先級(jí)較高，使用定時(shí)器1觸發(fā)，運(yùn)行間隔在前一次的服務(wù)程序2中設(shè)定。然后根據(jù)開環(huán)/閉環(huán)標(biāo)志判斷是否為閉環(huán)模式，如是則進(jìn)入閉環(huán)控制程序；否則本循環(huán)完成，進(jìn)入下一循環(huán)。先執(zhí)行刷新數(shù)碼管顯示和按鍵消抖的服務(wù)程序。 主程序和中斷服務(wù)程序之間通過(guò)標(biāo)志位來(lái)相互控制，通過(guò)一些全局變量來(lái)交流數(shù)據(jù)。// 1s軟件定時(shí)器計(jì)數(shù)unsigned char clock1s。// 測(cè)試用計(jì)數(shù)器unsigned int test_counter。unsigned int last_k1,last_k2,last_k3,last_k4。unsigned int tempvoltage,tempduty_cycle。signed int totaldigitalvoltage[30]。unsigned int pwmv[52]={135,140,146,152,158,164,170,175,181,187, 193,199,205,212,218,224,230,236,242,248, 255,261,268,274,286,287,293,299,306,313, 319,326,332,339,346,353,360,367,374,381, 388,395,403,410,418,426,433,441,449,457,465,474 }。8. 參考文獻(xiàn)[1]張軍等. AVR單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)例精粹. 電子工業(yè)出版社[2] 上海交大電子工程系，科創(chuàng)[3A]講座2：（降壓型）DCDC部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[I] ，2011[3] 上海交大電子工程系，科創(chuàng)[3A]講座3：（降壓型）DCDC部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[II]，2011[4] 上海交大電子工程系，科創(chuàng)[3A]講座4：電壓控制部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，2011[5] 上海交大電子工程系，科創(chuàng)[3A]講座5：電壓檢測(cè)部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，2011[6] TL494 Datesheet, Atmage16 Datesheet[7]優(yōu)秀學(xué)長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告[8]上海交大電子工程系，科創(chuàng)[3A]設(shè)計(jì)作品 測(cè)試方法和評(píng)分方法，20119. 附錄A 系統(tǒng)操作說(shuō)明書 系統(tǒng)功能 通過(guò)本系統(tǒng)，可以將20～30V不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換為5～10V穩(wěn)定的直流電壓，可以通過(guò)LED顯示電壓大小，并通過(guò)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)，且有開環(huán)、閉環(huán)兩種模式可以選擇，用戶可根據(jù)精度需要自行選擇。 按鍵操作 ，開環(huán)。人工調(diào)整相應(yīng)電位器輸出紋波（5分）小于100mV超過(guò)限值扣2分；每超過(guò)限值20mV，多扣1分177。；測(cè)量輸入電壓、輸入電流、輸出電壓，負(fù)載以10W計(jì)。；工藝（5分）滿分要求：在各項(xiàng)指標(biāo)良好的前提下，焊點(diǎn)勻稱可靠，元件裝列整齊，電感繞制做工良好主觀評(píng)分特色記錄（指標(biāo)特別優(yōu)異，或其他自創(chuàng)設(shè)計(jì)）可自行提出，由老師驗(yàn)證。 開環(huán)控制功能表6 開環(huán)控制及特性曲線擬合測(cè)試和評(píng)分[8]項(xiàng) 目評(píng)分說(shuō)明測(cè)試方法或條件輸出電壓控制精度（10分）設(shè)點(diǎn)電壓A[1] 177。超過(guò)限值扣2分；，多扣1分工藝（5分）滿分要求：在各項(xiàng)指標(biāo)良好的前提下，焊點(diǎn)勻稱可靠，元件裝列整齊，走線清晰不雜亂主觀評(píng)分特色記錄（指標(biāo)特別優(yōu)異，或其他自創(chuàng)設(shè)計(jì)）可自行提出，由老師驗(yàn)證。注[1]：測(cè)試時(shí)所選電壓由老師當(dāng)場(chǎng)制定 閉環(huán)控制功能表7 閉環(huán)控制測(cè)試記錄[8]項(xiàng) 目記錄（評(píng)分說(shuō)明）測(cè)試條件輸出電壓控制絕對(duì)精度（10分）設(shè)點(diǎn)電壓A[1] 177。設(shè)點(diǎn)電壓B[1] 177。超過(guò)限值扣2分；，多扣1分設(shè)點(diǎn)電壓C 177。對(duì)輸出電壓有過(guò)大波動(dòng)等異常情況，自動(dòng)調(diào)整穩(wěn)定期超時(shí)，酌情扣分。開環(huán)數(shù)據(jù)相對(duì)較好，設(shè)點(diǎn)電壓 177。 177。11. 附錄C 課程學(xué)習(xí)心得和意見(jiàn)建議雖然已經(jīng)做過(guò)了科創(chuàng)1和2A，但初次接觸科創(chuàng)3A的時(shí)候面對(duì)這么復(fù)雜的系統(tǒng)和電路，還是有些無(wú)從著手的感覺(jué)。但是，還需焊上后再進(jìn)行測(cè)量調(diào)整。此外，我們的紋波一開始很大，有2V左右，后來(lái)我們根據(jù)老師講座上的內(nèi)容采用各種方法，如：改變電阻，加繞電感，墊紙片等來(lái)調(diào)整紋波，雖然其中有很多挫折，例如我們有個(gè)電阻選的過(guò)大導(dǎo)致TL494芯片被燒壞，但我們最終還是成功將紋波降至100mV以內(nèi)，并使紋波形狀較為規(guī)則。在測(cè)量前，我們已將系統(tǒng)的開環(huán)狀態(tài)時(shí)的誤差調(diào)為近似于0的情況，但是當(dāng)我們又讓電路冷卻一段時(shí)間再上電時(shí)，測(cè)出的數(shù)據(jù)又有了一定的漂移，大概與電阻的溫度不同時(shí)阻值不同有關(guān)，這也正是開環(huán)控制的弊病所在。// 數(shù)碼管段顯示數(shù)據(jù)變量unsigned char output_8seg。// 數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)指針unsigned char digi_scaner。unsigned int keypress1,keypress2,keypress3,keypress4。unsigned int display_type。signed int digitalvoltage。signed int tempADC。 switch (DATA) { case 0: AA=0xc0。 /* ‘1’*/ case 2: AA=0xa4。 /* ‘3’*/ case 4: AA=0x99。 /* ‘5’*/ case 6: AA=0x82。 /* ‘7’*/ case 8: AA=0x80。 /* ‘9’*/ case 10:AA=0x88。 /* ‘B’*/ case 12: AA=0xc6。 /* ‘D’*/ case 14: AA=0x86。 /* ‘F’*/ case 20: AA=0x40。 /*‘1.’*/ case 22: AA=0x24。 /*‘3.’*/ case 24: AA=0x19。 /*‘5.’*/ case 26: AA=0x02。 /*‘7.’*/ case 28: AA=0x00。 /*‘9.’*/ case 39。 /* 破折號(hào)*/ case 39。 /* 下劃線*/ case 39。 /* 消隱*/ default: AA=0xff。= ~(1PA7)。i++) { if ((sel amp。 // PA5=1 PORTA amp。 //sel 左移一位 }//再將 seg 數(shù)據(jù)送74hc595 for (i=0。= ~(1PA5)。 //PA6=0 PORTA |= (1PA6)。 rclk=1 PORTA amp。DDRA = 0xE0。 //PC口 PCPCPCPC4接上拉電阻DDRC = 0x00。 //stopTCNT0 = 0x64。 //OC1A 、OC1B設(shè)置輸出TCCR1B = 0x00。TCCR1B = 0x0a。 /*初值，令數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)位無(wú)效，指示燈全滅*///ADCSRA=0xC5。last_k4=keypress4。}else{led1 = 1。keypress2=1。(1PC6))==0) {led3 = 0。}if ((PINCamp。keypress4=0。}else{trig1=0。}else{trig2=0。}else{trig3=0。}else{trig4=0。 if (voltage100) voltage=49。 } if(trig3==1) { display_type=0。 // else if (ADC511) digitalvoltage=ADC+1024。//32分頻 if(d_ptr=30) d_ptr=0。 if (voltage100) voltage = 49。 else display_type=0。i30。 if(digitalvoltagead[voltage49]) { if(digitalvoltagead[voltage49]50) pwmv[voltage49]=15。 } else if(digitalvoltagead[voltage49]) { if(digitalvoltagead[voltage49]50) pwmv[voltage49]+=15。 } clock1s_flag = 0。 if (clock1s_flag==0) { clock1s++ 。 //四個(gè)發(fā)光管送高四位 switch (digi_scaner) { case 1: // 取第一個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù) output_sel += 1。 tempvoltage=voltage/100。 else output_8seg = NUMTOSEG7(39。 break。 tempadc=(digitalvoltage%100)/10。 case 4: // 取第四個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù) output_sel += 8。 if(display_type==0) output_8seg = NUMTOSEG7(tempvoltage)。 //串轉(zhuǎn)并輸出}//call this routine to initialize all peripherals void init_devices(void){//stop errant interrupts until set up cli()。 MCUCR = 0x00。 //reenable interrupts ADMUX=0xD0。 display_type=0。 trig1=trig2=trig3=trig4=