【正文】 （ 4）設(shè)置撥碼開關(guān)為減小模式，恒定負載 ,檢查是否安設(shè)計時的電壓輸出。 （ 2) 加上工作電源，用示波器觀察控制芯片的輸出脈沖是否正常。 圖 LCD與單片機接口間的設(shè)計 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第四章 程序設(shè)計 主程序流程圖的設(shè)計 系統(tǒng)初始化后，通過上下調(diào)整鍵，步進 IV 調(diào)整；當預(yù)設(shè)鍵按下，系統(tǒng) 進入預(yù)設(shè)訓(xùn)整，通過上下調(diào)整鍵 lV步進調(diào)整，完成按確定鍵，系統(tǒng)輸出預(yù)設(shè)值。 1602 字符型 LCD 引腳說明 引腳說明如表 33所示。至此，一次轉(zhuǎn)換過程完成。在結(jié)束條件下，所有的操作都不能 進行； （四） 數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)換開始后，當時鐘線 SCL為高電平時，數(shù)據(jù)線 SDA 必須保持穩(wěn)定。該芯片的引腳圖見圖 所示。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成前的這段時間內(nèi)， TLC549 的控制邏輯要求：或者 /CS 保持高電平，或者 I/O CLOCK 時鐘端保持 36 個系統(tǒng) 時鐘周期 的低電平。 VCC：系統(tǒng)電源 3V? VCC? 6V 。 CPU 執(zhí)行一條指令的各個微操作所對應(yīng)時間順序稱為單片機的時序。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 圖 系統(tǒng)整體框圖 單片機模塊的設(shè)計 STC89C52 性能簡介 STC89C52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含有4KB的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器和 128 字節(jié)的隨機存儲器。 )101(218 00 ???????? du UV 按近似電流放電計算，并沒 ⊙ = 0 （通角），則 C= ????utI ?? 100/ 1430uF，故選取濾波電容 C=2200uF/30V +5V電源 (1A) +5V 電源電路如圖 5 所示。如圖 橋式整理濾波電路所示。輸出電壓變化時， 1 腳得到的反饋信號也相應(yīng)變化，同 2 腳上的基準電壓比較后經(jīng)誤差放大器輸出，也即加在芯片內(nèi)的 PWM 比較器同相輸入 端的電壓信號相應(yīng)發(fā)生變化，使得芯片輸出的 PWM 占空比相應(yīng)變化，從而使輸出電壓穩(wěn)定。為高電平時，飽和導(dǎo)通， Ui 通過 T給電感 L充電儲能，充電電流幾乎線性增大； D受到反壓截止；濾波電容 C 對負載電阻放電；當 U。 R1 C14 和 C6 組成了閉環(huán)校正網(wǎng)絡(luò)，然后通過分析得出該電源的 T作頻率為 30kHz，又因為 6腳為振蕩器的 RT. CT 輸入端，決定工作頻率。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 圖 DC/DC 電路實現(xiàn) 本設(shè)計采用以 TL494 芯片為核心的 PWM 控制器。如圖 所示。 開關(guān)電源的常見拓撲結(jié)構(gòu)簡介 DCDC 變換有隔離和非隔離兩種。 =Ui*Ton/D，其中 D=Ton/T，所以可以推導(dǎo)出： U。 開關(guān)電源簡介 開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制 PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制 )控制 IC和 MOSFET 構(gòu)成。基于此，人們對高精度、高穩(wěn)定性的開關(guān)電源的需求越來越迫切。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52單片機 。 TL494。 眾所周知， 許多科學(xué)實驗都離不開電源，并且在這些實驗經(jīng)常會對通電時間、電壓高低、電流大小以及動態(tài)指標有著特殊的要求，然而目前實驗所用的直流電源大多輸出精度和穩(wěn)定性不高；在測量上，傳統(tǒng)的電源一般采用指針式或數(shù)碼管顯示電壓或電流，搭配電位器來調(diào)整所要的電壓及電流輸出值。開關(guān)電源和線性電源相比，兩者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但兩者增長速率各異。 =Ui*D 。輸入輸出隔離的方式雖然安全，但是由于隔離變壓器的漏磁和損耗等會造成效率的降低，而本題沒有要求輸入輸出隔離，具體有以下幾種： 拓撲一：降壓斬波電路 (Buck Chopper)。 圖 拓撲三：升降壓斬波電路 (BoostBuck Chopper)。 TL494 是一種性能優(yōu)良的脈寬闊制控制電路，可作為推挽式、全橋式半橋式開關(guān)電源控制器，工作額定頻率為lOkHz300kHz，輸出電壓可達 40V。如圖 TL494 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。為低平時， T 截止， L 產(chǎn)生感生電動勢，其方向阻止電流的變化，因而電流與 Ui 同方向，兩個電壓卡曰加后通過二極管 D對 C充電。 由 R11=10K , C2=100pF ，使得振蕩頻率 f=。 圖 工作輔助電源參數(shù)設(shè)計 由 AC/AC、 AC/DC、 DC/DC 等幾部分組成。計算允許的最大紋波峰 峰值 VR E FVuFu tICVu)(3 5 0 100/11)()101(29 00??????? ??????????? 故選取濾波電容 C=4700uF/16V。 STC89C52 功能性能 :與 MCS51 成品指令系統(tǒng)完全兼容； 2*4KB 可編程閃速存儲器；壽命： 10 萬次寫 /擦循環(huán) ； 數(shù)據(jù)保留時間： 10年；全靜態(tài)工作： 024MHz；三級程序存儲器鎖定； 2*128*8B 內(nèi)部 RAM； 32 個可編程 I/O 口線； 3 個 16 位定時 /計數(shù)器； 5個中斷源；可編程串行 UART 通道；片內(nèi)震蕩器和掉電模式。本設(shè)計系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式，利用單片機內(nèi)部的高增益反相放大器，外部電路簡，只需要一個晶振和 2 個電容即可，如圖 所示。 GND：接地端。由此可見，在自 TLC549 的 I/O CLOCK 端輸入 8 個外部 時鐘信號 期間需要完成以下工作：讀入前次 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果；對本次轉(zhuǎn)換的輸入 模擬信號 采樣并保持；啟動本次 A/D 轉(zhuǎn)換開始。各引腳的具體說明如下： 1 腳（ OUT）： D/A 轉(zhuǎn)換輸出端； 2 腳（ GND）：接地； 3 腳（ SCL）：時鐘總線； 4 腳（ SDA）：數(shù)據(jù)總線； 6 腳（ AD1， AD0）：用于選擇哪個 D/A 通道的轉(zhuǎn)換輸出 MAX517 只有一個 D/A，所以，使用時，這兩個引腳通常接地。若數(shù)據(jù)線 SDA改變時，必須在時鐘線 SCL 為低電平時方可進行。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) D/A 電路設(shè)計 圖 所示為 MAX517 與 STC89C52 的硬件連接電路。 表 33 1602字符型 LCD引腳 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)口 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)口 3 VO 液晶顯示器對比度調(diào)整端 11 D4 數(shù)據(jù)口 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端(H/L) 12 D5 數(shù)據(jù)口 5 R/W 讀 /寫選擇端 (H/L) 13 D6 數(shù)據(jù)口 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù)口 7 D0 數(shù)據(jù)口 15 BLA 背光源 正 極 8 D1 數(shù)據(jù)口 16 BLK 背光源 負 極 1602 字符型 LCD 與單片機的連接接口說明如下： （ 1）液晶 2端為電源； 1 16 端為背光電源； 15 腳串接一個 100 電阻用于限流。 圖 為系統(tǒng)主程序流程圖。 （ 3) 調(diào)節(jié)電 源模塊電壓采樣電位器，使模塊輸出 (隔離二極管之后，只帶假負載 )為 15V。 仿真 結(jié)果與分析 根據(jù) 仿真 分析顯示結(jié)果圖，本系統(tǒng)能夠達到希望目標 5V15V之間輸出可調(diào)，步進可控，輸出顯示和實際值方向一致，總的說來到這里已經(jīng)完成了這本設(shè)計要求。 （ 3）設(shè)置撥碼開關(guān)為增加模式，恒定負載 ,檢查是否按設(shè)計時的電壓輸出。 仿真 方法 電源模塊調(diào)試： （ 1) 不加 DC模塊，將供電電源模塊電壓電位器調(diào)至是采樣電壓輸出最大處查看電源是輸出是否正常。 如圖 所示。 圖 按鍵與單片機的接口間的設(shè)計 顯示接口電路設(shè)計 晶顯示器簡稱為 LCD 顯示器，它是利用液晶經(jīng)過處理后能改變光線的傳輸方向的特征實現(xiàn)顯示信息的。 STC89C52 收到數(shù)據(jù)之后，再給 MAX517 發(fā)一個應(yīng)答信號。所有的操作必須在開始之后進行； （三） 當 SCL為高電平時， SDA 電平由低變?yōu)楦邥r，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。 MAX517 采用單 5V 電源工作。轉(zhuǎn)換時間為 36 個系統(tǒng) 時鐘周期 ，最大為 17us。且要求： （ REF+）－（ REF）? 1V。 圖 復(fù)位電路 時鐘電路設(shè)計 單片機中 CPU 每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時鐘脈沖的控制下嚴格按時間節(jié)拍進行，而這個時鐘脈沖是單片機控制中的時序電路發(fā)出的。如圖 系統(tǒng)整體框圖。電路如圖 所示。由于還需要進行 DCDC 的精確變換，對直流的要求不是很高，所以在整流后只加上個電容進行濾波，以減小整流后直流電中 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 的脈動成分。其內(nèi)部誤差放大器的同相輸入端（腳 1）通過 的電阻 R9 接輸出反饋信號，而反相器輸入端（ 2腳）經(jīng) R6 與 14腳的基準電壓相連。當 U。為保護 TL494 的輸出三極管，經(jīng) R26 和 R25 分壓，在4 腳加接近 的間歇期調(diào)整電壓。 本系統(tǒng)主要由輔助工作電源、電源模塊、單片機控制器等幾部分組成，硬件系統(tǒng)框圖如圖 所示，其中，輸出微機可調(diào)電源模塊拓撲結(jié)構(gòu)為 Buck 電路 。只要電感繞制合理，不能達到題目要求的 515V，且輸出電壓 U，呈現(xiàn)連續(xù)平滑的特性。在控制開關(guān)關(guān)斷期間 Toff， 儲能電感 L 將產(chǎn)生反電動勢，流過儲能電感 L的電流 iL 由反電動勢 eL 的正極流出，通過負載 R，再經(jīng)過續(xù)流二極管 D 的正極，然后從續(xù)流二極管 D 的負極流出，最后回到反電動勢 eL 的負極。這樣，控制開關(guān) K 不停地 “ 接通 ” 和 “ 關(guān)斷 ” ，在負載兩端就可以得到一個脈沖調(diào)制的輸出電壓 : U。使用專用PWM 控制芯片具 有電路簡單、安裝與調(diào)試簡便、性能優(yōu)良、價格低廉等優(yōu)點。性能好的電子設(shè)備，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長。 STC89C52 單片機控制器采樣輸出電壓，通過給電源模塊一個調(diào)節(jié)信號，改變各電源模塊的內(nèi)部輸出電壓，從而實現(xiàn)輸出穩(wěn)定可調(diào)的電壓。 PWM 脈寬調(diào)制信號 。使用上若壓要調(diào)整精確的電或者電流輸出，須搭配精確的顯示儀表測量，又因電位器的阻值特性非線性，在調(diào)整時，需要花費一定的時間，況且還要當心漂移，使用起來非常不方便。線性電源成本在某輸出功率點上， 反而高于開關(guān)電源，這點稱為成本反轉(zhuǎn)點。如圖 開關(guān)電源工作原理圖。開關(guān)管 T1 受占空比為 D 的 PWM 波的控制，交替導(dǎo)通或截止，再經(jīng) L 和 C 濾波器在負載 R上得到穩(wěn)定直流 輸出電壓 U。實際卜此電路是在串聯(lián)開關(guān)電路后接入一個 并聯(lián)開關(guān)電路。其內(nèi)旗一個線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過一個外部電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)。 輸入 濾波 DC/DC 變換 輸出 濾波 電 阻 控制 IC 控制脈沖 電壓反饋 二極管 微機調(diào)節(jié)信號 給定 電壓采樣 24V + 圖 TL494內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖 根據(jù)以上所述資料，本設(shè)計開關(guān)型穩(wěn)壓電路的拓撲結(jié)構(gòu)采用以下方式如圖 所示。所以，無論 T和 D的狀態(tài)如何，負載電流方向始終不變。 電感最小值、濾波電容及電流峰峰值的計算公式如下： Lmin=[(UiUo) / 2 Io]Ton CUo ToFF / (8 L f Uo) Iop=ILP=[[(UiUo) / 2 L]Ton + Io 通過理論計算后，結(jié)合實際情況選擇了 2mH 的電感和 470uF 的電容。電路圖如圖 所示。 第三章 控制系統(tǒng)的設(shè)計思路 控制系統(tǒng)的基本設(shè)計方案 +此設(shè)計用到單片機，它是把微 處理器，存儲器 (RAM 和 ROM)，輸入 /輸出接口以及定時器 /計數(shù)器等集成在一起的集成電路芯片。 負載 DC/DC 微控制單元 鍵盤輸入 輸入顯示 AD 轉(zhuǎn)換 PWM DA ~220V ~18V 隔離變壓器 整流濾波 系統(tǒng)供電 最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機在啟動運行時都需要復(fù)位，使 CPU 和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 圖 時鐘電路 A/D 模塊設(shè)計 芯片介紹 TLC549 是 TI