【正文】 在論文即將結(jié)束之際，謹(jǐn)向王勇剛老師致以誠(chéng)摯的敬意和衷心的感謝！ 同時(shí)，我的畢業(yè)論文可以順利完成，我也要全心的謝謝大學(xué)幾年里所有傳授我知識(shí)的老師，這些扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，是我的畢業(yè)論文得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 經(jīng)過兩個(gè)多月的努力， DSP 微處理器的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 面臨的問題及策略論文終于完成 在整個(gè)設(shè)計(jì) 的 過程中，出現(xiàn)過 比較 多的難題，但 是 都在 王勇剛老師的 幫助下順利 的 解決了，在 這次論文寫作的 過程中我 深深地 體會(huì)到：寫論文 就 是一個(gè)不斷學(xué)習(xí) 積累思考 的過程，從最初剛寫論文時(shí)對(duì) DSP 的微處理器的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 面臨的問題的模糊認(rèn)識(shí)到最后能夠?qū)?此 問題有 比較 深刻的認(rèn)識(shí)，我體會(huì)到實(shí)踐對(duì)于學(xué)習(xí) 是非常重要的 ， 之 前 的我 只 懂得一些專業(yè) 理論知識(shí) ，沒有 做過什么具體設(shè)計(jì)，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ，對(duì) 專業(yè) 知識(shí)的理解 也 不夠 到位 ，經(jīng) 過 此 次 基于 DSP 的數(shù)控穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) ， 我真 正 得 做到 了理論與實(shí)踐的 相結(jié)合。中斷監(jiān)測(cè)子程序如圖 30 所示： 33 開 始A D C 采 集 電 源 電 壓電 源 電 壓 是 否 異 常出 錯(cuò) 計(jì) 數(shù) 加 1上 次 中 斷 程 序 檢 測(cè) 電源 電 壓 是 否 異 常出 錯(cuò) 計(jì) 數(shù) 器 清 零返 回NYYY 圖 30 中斷流程 圖 34 5 系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)是基于 DSP 的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，該電源是為某機(jī)械的皮帶稱重系統(tǒng)的各個(gè)電子設(shè)備提供高質(zhì)量的穩(wěn)壓直流電源。它的主要內(nèi)容有： 1. 判別有無鍵按下。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì) 流程圖如圖 26所示， 擔(dān)當(dāng)和 各個(gè)子程序模塊的接口 與 檢查鍵盤功能號(hào)。每 一 個(gè) 電位器 有 4 個(gè) 8 字節(jié) 的 E2PROM 數(shù)據(jù)寄存器 與 一個(gè) WCR 滑刷控制寄存器。 X9241A 是 Xicor 公司生產(chǎn)的一 種集成數(shù)字電位器。在 8 個(gè)結(jié)果寄存器中保存轉(zhuǎn)換結(jié)果 。 有多個(gè)啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換的觸發(fā)源如下： （ 1） 軟件啟動(dòng) （ 2） EVA 事件管理器啟動(dòng)（比較匹配、周期 匹配、下溢、 CAP3） （ 3） EVB 事件管理器啟動(dòng)（比較匹配、周期匹配、下溢、 CAP6） （ 4） ADC 的 SOC 引腳啟動(dòng)（與 XINT2 引腳共用） EVA 和 EVB 可分別獨(dú)立地觸發(fā) SEQ1 和 SEQ2（僅用于雙排序器模式） 采樣 /保持時(shí)間有單獨(dú)的預(yù)定標(biāo)控制。 A0=1 時(shí)，對(duì)液晶的數(shù)據(jù) 寄存器操作； A0=0 時(shí)，對(duì)液晶的命令寄存器操作。 若鍵盤 按鍵 沒有被 按下 時(shí) ，就會(huì)使輸入的列線信號(hào) 變成 按鍵 有 按下，就會(huì)使輸入的信號(hào)不 是111。其設(shè)計(jì)原理圖如下圖 19 所示 ： 21 圖 19 TMS320C5402 電源原理圖 JTAG 仿真接口電路 因?yàn)?TMS320C5402 提供了片上的 JTAG 接口 ,是 仿真調(diào)試 變得簡(jiǎn)易 。 TMS320C5402的主頻是 100MHZ，如直接使用外頻的輸入，會(huì)使外部頻率高，電路變復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)功能也比較困難。當(dāng)按下按鈕時(shí)， 通過按鈕串聯(lián)電阻 R3 釋放電荷電容 C18，所以在 電容 C18 上的電壓降為 零 。 (4) 片內(nèi)外設(shè)和專用電路采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以快速地推出新的系列產(chǎn)品。 TMS320C5402DSP 是 IT 公司于 1996 年推出的 16 位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理芯片，其外設(shè)工作電壓時(shí) ，內(nèi)核工作電壓為 ，是針對(duì)低功耗、高性能的高速實(shí)時(shí)信號(hào)。如果 晶體管導(dǎo)通時(shí)，忽略 它的 飽和壓降，輸出電壓 值 uo 就 等于輸入電壓 的值 ；當(dāng)晶體管截止時(shí)，若忽略晶體管的漏電流，輸出電壓為 0。 三端固定 式 穩(wěn)壓 IC 有正輸出 與 負(fù)輸出兩種類型，正輸出穩(wěn)壓 IC 有 W78xx系列， W78Mxx 系列， W78Lxx 系列，負(fù)輸出穩(wěn)壓 IC 有 W79xx 系列、 W79Mxx 系列、W79Lxx 系列，最常用的是正輸出大電流的 W78xx 系列。為了 使負(fù)載電壓正常 ，一般取 時(shí)間常數(shù) Td=RLC≥ （ 3～ 5） T/2,負(fù)載直流電壓 與 負(fù)載電流 成負(fù)相關(guān)，隨著負(fù)載電流的增加而減少 。 單相橋式整流電路： 是 四個(gè)二極管 構(gòu)成 ， 它的原理是，在整個(gè)時(shí)期的二次側(cè)電壓，負(fù)載電壓與電流方向始終不發(fā)生變化。 ⑤ 絕緣電阻和抗電強(qiáng)度： 抗電強(qiáng)度是指電容器兩個(gè)引出端之間連接起來的引出端與金屬外殼之間所能承受的最大電壓 。 圖 4 各模塊輸出波形 電源變壓器 電源變壓器 就是讓變壓器實(shí)現(xiàn)降壓 ，它 是使 電網(wǎng) 220V/50赫磁 的交流電壓變換成 符合我們所 需要的低 電壓 交流電，并 把它 送 于 整流電路 中 。然而，若咱們使用的是 DSP ，情形就不同了。 性能指標(biāo) 輸出電壓：雙路 515V； 額定輸出電流： ； 電壓步進(jìn) ： 5mV； 電壓分辨率： 10mV 系統(tǒng)的方案論證與選擇 方案一 選 用單片機(jī) +數(shù)字電位器方案。 4 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)的任務(wù)分析 。 5．集成方便， DSP 系統(tǒng)中的數(shù)字部件有高度的規(guī)范性，便于大規(guī)模集成。直流穩(wěn)壓電源的模塊化的使用縮小了整機(jī)體積、取消了傳統(tǒng)連線，同時(shí)也方便了電路故障檢查，保障了電路的可靠性。另一方面，由中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金和創(chuàng)新資本的指導(dǎo)下，電力電子技術(shù)吸收和跟蹤研究前沿和創(chuàng)新動(dòng)力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展涌現(xiàn)出了一批技 術(shù)要求高的，具有國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，同時(shí)也產(chǎn)生了大量的有代表性的研究成果和產(chǎn)品 。市場(chǎng)的全球化也促使電源產(chǎn)品的國(guó)際化 ,這種技術(shù)的快速流通和服務(wù)的全球化使得人們加彌對(duì)電源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究以適應(yīng)不同國(guó)情、不同環(huán)境的需要 ,這也就進(jìn)一步刺激了電源的發(fā)展。 含有片內(nèi)看門狗電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、 鍵盤電路、液晶顯示電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、直流穩(wěn)壓電路和 DC/DC變換電路組成。但是當(dāng)前我們常見的直流穩(wěn)壓電源 ,多半是選用數(shù)字電位器來調(diào)節(jié) ,通過調(diào)整數(shù)字電位器來調(diào)整輸出電壓。該設(shè)計(jì)是把 220V的交流電壓經(jīng)過變壓器變壓成低電壓的交流電，再經(jīng)過整流電路變換為脈動(dòng)的直流電壓，后經(jīng)過濾波電路濾去輸出電壓中的文波，最后通過采集電壓信號(hào)，由 DSP主控制器控制， DC/DC變換器輸出所需要的穩(wěn)壓電源。 Contain internal watchdog circuit, reset circuit, clock circuit, keyboard circuit, liquid crystal display circuit, d/a conversion circuit, DC voltage circuit and DC/DC conversion circuit. This design is controlled by A microprocessor output digital signal, through D/A converter output analog quantity, after DC CD converter, finally the voltage output devices needed. Numerical control dc regulated power supply based on DSP, using the DSP microprocessor precise data acquisition and highspeed data processing ability, to plete the control of the stability of dc regulated power supply, so as to improve the precision of output voltage. This power can use a microprocessor control default parameters, to replace many inaccurate design, bring us the convenience and efficiency of different level. Key words： DSP controller. DC/DC conversion circuit。 我這次做的是為機(jī)械廠的皮帶稱重系統(tǒng)服務(wù)的電 子設(shè)備提供穩(wěn)壓電源，電子設(shè)備的正常工作關(guān)系著整個(gè)皮帶滾動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，而電子設(shè)備工作的質(zhì)量好壞和直流電源的電壓，電流，精度等有著密切的關(guān)系，所以為這些電子設(shè)備提供合適的直流穩(wěn)壓電源成為本文要解決的問題。以微處理器為主體的測(cè)量電子儀表將取代傳統(tǒng)的儀器儀表，將數(shù)字技術(shù)和測(cè)量控制技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成新型智能控制的直流穩(wěn)壓電源。 2．編程簡(jiǎn)易，可編程的 DSP 可以在開發(fā)過程中使設(shè)計(jì)人員靈活方便的對(duì)軟件進(jìn)行修改和升級(jí)。 再次，詳細(xì)的對(duì)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的各個(gè)組成模塊進(jìn)行了闡述，包括變壓器、整流電路、濾波電路、保護(hù)電路、鍵盤電路、 LCD 液晶顯示電路、復(fù)位和 WATCH DOG電路、 JTAG 仿真接口電路、電源系統(tǒng)電路、數(shù)字電位器電路、時(shí)鐘電路等。系統(tǒng)具有過電流，過電壓，過溫度的保護(hù)功能，當(dāng)外部輸入電壓高于限定值時(shí)，輸出電流高于限定值時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切斷輸入和輸出； ，自診斷功能。方案二如圖 2所示，該方案產(chǎn)生直接利用 DSP 微處理器編程來產(chǎn)生的 PWM 來控制處理器的 DC DC轉(zhuǎn)換器的輸出，用數(shù)字控制器來代替模擬控制器，電路簡(jiǎn)單，可靠。 DSP 微處理器系統(tǒng)是全部系統(tǒng)的核心，微處理器接收來自鍵盤輸入的訊息。 ③ 效率：是輸出功率與輸入功率之比， 它可以讓我們知道 變壓器自身?yè)p耗 的程度 。 半波整流： 使 用 具有 單向?qū)щ娦?的二極管 ，只輸出 具有 交流成 份 的正電壓部分，電路 十分 的簡(jiǎn)單 方便 ， 二極管使用的數(shù)量也比較少 。當(dāng) “1” 端為負(fù)、 “2” 端為正時(shí)，二極管 的 VD1 與 VD3 導(dǎo)通， VD2 與 VD4 截止，電流則由 “2” 端通過 VD3 流經(jīng) RL，再 通 過 VD1 返回 到 “1” 端 濾波電路 濾波電路 用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件 構(gòu) 成，如在負(fù)載電阻 的 兩端并聯(lián) 一個(gè) 電容器 C，或 者和 負(fù)載串聯(lián)電感器 L，以及由電容，電感 共同 組成而成各種復(fù)式 的 濾波電路。 濾波電路結(jié)構(gòu)圖如圖 7所示： 10 圖 7 濾波電路基本結(jié)構(gòu)圖 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路 是為了 確保 其 輸出直流電壓穩(wěn)定 而存在的 ，不 因?yàn)?交流電網(wǎng) 的 電壓和負(fù)載變化而發(fā)生變化。 三極管 T1 導(dǎo)通，輸 入的電壓加 至 三 引腳 芯片， 使 電路 穩(wěn)定保持正常工作；當(dāng)輸入電壓 超 過我們所設(shè)的規(guī)定值時(shí)， DZ 的反擊電壓 會(huì)小于電阻 R2 12 兩端電路分壓， 穩(wěn)壓二極管 DZ 擊穿后使 可控硅 D1 導(dǎo)通， 三極管 T1 的 基極沒有偏壓所以截止， 三極管 T1斷開， 達(dá)到 過電壓保護(hù)。 根據(jù)： onTD T? (6) 控制器的設(shè)計(jì) 基于 DSP 芯片 TMS320C5402 的 最小系統(tǒng)系統(tǒng)框圖 如圖所示 。 (1)中央處理 器 利用 自身 專用的硬件邏輯和高度并行性 使 芯片的處理性能 得到大大提高 。 TMS320C54X 的管腳圖如圖 14所示： TMS320C54X 的功能框圖如圖 15 所示： 17 圖 14 TMS320C54X 的管腳圖 緩 沖 串 行 口定 時(shí) 器可 分 多 路 單 行 口標(biāo) 準(zhǔn) 串 行 口主 機(jī) 接 口 1 6 / 8多 通 道 緩 沖 串 行 口鎖 相 環(huán) 時(shí) 鐘 發(fā) 生 器軟 件 等 待 狀 態(tài) 發(fā) 生 器電 源 管 理 單 元J A T G測(cè) 試 / 仿 真 控 制程 序 / 數(shù) 據(jù) R A M程 序 / 數(shù) 據(jù) R O M外圍總線D M AC h 0C h 1C h 2C h 3C h 4C h 5C 5 4 x D S P C P U4 0 位 A L U比 較 ， 選 擇 和 儲(chǔ) 存指 數(shù) 編 碼 器 A L U1 7 * 1 7 位 乘 法 器4 0 位 加 法 器舍 入 ， 飽 和 電 路M A C4 0 位 累 加 器 A累 加 器( 163。但 是，若 程序 運(yùn)行不正常 ，就不 可以 按 規(guī)定 時(shí) 間 通過 I/O 輸出正 向 脈沖。 和 的 供電 電壓 相比， 的 供電 電壓使得功率消耗得到降低 。74HC573 可以 帶有輸出使能 與 鎖存控制端 的 鎖存緩沖器。 引腳說明如表 3所示， 74HC573 的真值表如圖 4 所 23 示，鍵盤電路如圖 22 所示： 表 3 引腳說明 表 4 74HC573 的真值表 輸入 輸入 輸入 輸