【正文】 //Set Volt value unsigned int LastOut。論文從選題和最終完成，凝結(jié)著導(dǎo)師的辛勤的汗水，她不辭勞苦的教導(dǎo)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)使我終生受益。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。原理相對簡 單，但是要做成功其實并不是一件容易的事情，主要碰到的問題有 不同電壓情況下 PWM 波的占空比是不一樣的。i++) { for(j=i。程序的框圖如圖 315 所示。 圖 312 PID 算法程序框圖 LCD 液晶顯示模塊 本設(shè)計中的 LCD 現(xiàn)實這一塊相對清晰，主要進(jìn)行的是對 LCD 的讀寫操作。 若令iip KTK ?， ddp KTK ?? ，則式 (1)可以改寫為： sKsKKsG dip ????)( (2) 將式 (2)經(jīng)過拉氏變換，并考慮初始值，即可求得時域內(nèi)理想的模擬PID控制算式，如下： ? ???? 0)()()()( udt tdeKdtteKteKtu dip (3) 由于單片機(jī)根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量 [19]，因此式 (3)中的積分和微分項不能直接使用，需要做離散化處理。 A/D 轉(zhuǎn)換完成，在本設(shè)計中是以中斷的形式來判斷轉(zhuǎn)換是否完成。圖 311顯示了 GO置位為 1， bit5bit3位被設(shè)置為 010，且在轉(zhuǎn)換開始之前選擇 4TAD采集時間后 A/D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)。當(dāng) GO/DONE位置 1時，采樣停止并啟動轉(zhuǎn)換。 圖 39 ADCON1寄存器各配置位 表 31 A/D 端口配置控制位 由于 AN0 為按鍵采集， AN1 為電壓采集， AN2 為電流采集，所以 ADCON1寄存器的 bit3bit0 設(shè)置為 1100。 ADCON0 寄存器各配置位如圖38所示 。當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換完成之后，轉(zhuǎn)換結(jié)果被裝入 ADRESH:ADRESL寄存器對，GO/DONE位（ ADCON0寄存器）被 清零且 A/D中斷標(biāo)志位 ADIF被置 1。 PIC 單片機(jī)中的 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 [15]如圖 37所示。為了避免在切換期間流過這種潛在的破壞性直通電流，一般延遲打開其中的一個開關(guān)等待另一個開關(guān)完全關(guān)閉。鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 6 所以需要配置 CCPR1L 和 CCP1CON5:4，經(jīng)計算得 CCPR1L=0X28，同時CCP1CON5:4=00。最高分辨率可達(dá) 10位。 (2) 使 P1A和 P1B都為輸出模式，即配置 TRISC和 TRISD的相應(yīng)引腳為 0。這意味著增強(qiáng)型 PWM 波形并不完全與標(biāo)準(zhǔn)的 PWM 波形吻合，而是偏移一 個完整的指令周期（ 4TOSC） [11]。 ECCP模塊的初始化將設(shè)置有兩路互補(bǔ)推挽輸出的 PWM波， A/D轉(zhuǎn)化初始化將 A/D模塊初始化為 10 位的 A/D 轉(zhuǎn)換， TMR0 初始化完成每 10ms 采樣一次電壓及電流值。同時外圍增設(shè)鍵盤和 LCD 顯示電路，對輸出的電壓和電流有實時的控制和監(jiān)測。用 C 編寫程序比匯編更符合人們的 思考習(xí)慣，開發(fā)者可以擺脫與硬件無必要的接觸，更專心的考慮功能和算法而不是考慮一些細(xì)節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調(diào)試的時間。 管腳序號 名稱 功能 1 VSS 電源地端 2 VDD 電源＋ 5V 端 3 VEE 液晶顯示器對比度調(diào)整端 4 RS 寄存器選擇，高選數(shù)據(jù)寄存器、低選指令寄存器 5 R/W 讀寫信號，高為讀、低為寫 6 E 使能端，高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r有效 7～ 14 D0～ D7 雙向數(shù)據(jù)口 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 8 表 21 1602 各管腳及其功能 本系統(tǒng)中 1602 的應(yīng)用 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的實際需要， 液晶模塊主要是顯示設(shè)定電壓值， AD 采集得到的時間電壓值，電流值。 按 鍵 按 下前 抖 動 穩(wěn) 定 閉 合 后 抖 動按 鍵 松 開 圖 17 按鍵抖動 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 7 液晶 LCD 顯示電路 液晶 1602 顯示器介紹 液 晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富 以及 超薄輕的諸多優(yōu)點，在各類儀表和低功耗系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用 [78]。按鍵按下的電壓信號波形圖如圖 27所示，從圖中可以看出按鍵按下和松開的時候都存在著抖動。用康銅絲是考慮到功率損耗的問題，是因為康銅絲的阻值很小，一般在 左右，電流流經(jīng)康銅絲后的電壓很小，最大值不會超過 50mV，信號比較微弱。 212 PIC18F4520 DPIP 封裝的引腳圖 此單片機(jī)具有高 性能的 RISC(Reduced Instruction Set Computer)結(jié)構(gòu)CPU,有較寬的工作電壓范圍： ,同時驅(qū)動能力強(qiáng)，驅(qū)動電流高達(dá)25mA,還具有超低的功耗，多級的中斷。系統(tǒng)的硬件框圖如圖 21所示。不過，對 1MHz 以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關(guān)上的電壓或通過開關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少開關(guān)損耗，同 時也可控制浪涌的發(fā)生。開關(guān)電源的 高頻化就必然對傳統(tǒng)的 PWM 開關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實現(xiàn) ZVS、 ZCS 的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。 采用傳統(tǒng)控制方式的開關(guān)電源，其控制精度、響應(yīng)速度等都由電路拓?fù)浜推骷旧淼膮?shù)決定，如果想進(jìn)一步提高開關(guān)電源的性能，就只能選用參數(shù)更優(yōu)的器件，或者對原有電路進(jìn)行大范圍的 改動，這對電源產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)都會帶來很多麻煩，也制約了開關(guān)電源性能的提升。首先介紹了開關(guān)電源數(shù)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀及趨勢；對整個系統(tǒng)的硬件 電路進(jìn)行了各模塊的 設(shè)計 及對應(yīng)器件的選型；在此基礎(chǔ)上， 對軟件部分實現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)闡述 。 【關(guān)鍵詞】 單片機(jī)，開關(guān)電源 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 2 Abstract Conventional switching power supply is bined with hardwarebased module control mode, the control accuracy, response speed by the circuit topology and device parameters of the decision itself, it is difficult to further improve its performance. With the microprocessor processing technology matures, switching power supply control software and hardware bination technology has been widespread concern, it presents a pure hardware control mode can not match advantage. In this thesis, the core of the microcontroller for the control of switching power supply for the programmable control of the attempt. First introduced the technique of switching power supply CNC status and trends。同時，由于模擬信號在傳遞過程中可能會出現(xiàn)信號失真、畸變以及受到外界電磁干擾，造成開關(guān)電源工作狀態(tài)不穩(wěn)定。對于高可靠性指標(biāo)，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運(yùn)行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 2 圖 21 系統(tǒng)硬件框圖 實際的硬件系統(tǒng)中， 通過抗干擾電路來減少外界干擾 如果沒有該部分輸入電路就會有干擾對輸出有很大的影響 ， 整流濾波電路使輸入和輸出的波形更接近理想化，這樣可以減少誤差 。 由單片機(jī)來完成 PID 算法處理得到電壓的偏差信號，再根據(jù)偏差信號的大小改變單片機(jī) ECCP 模塊所產(chǎn)生兩路推挽的 PWM 波的占空比 ， 從而改變半控橋電路中兩個 MOS 管通斷時間的大小，從而起到穩(wěn)壓的作用。因此，在進(jìn)行采樣的時候，我們需要將此電壓信號放大到 PIC 單片機(jī)的 A/D 模塊能夠接受的 05V 之間的范圍。抖動時間的長短因按鍵的機(jī)械特性不同而有所不同，一般為 5ms～ 10ms。 根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶，圖形液晶。 1602 的各管腳和單片機(jī)各端口的連接如圖 28 所示，實物圖如圖 29 所示。 C 語言具有良好的程序結(jié)構(gòu) ,適用于模塊化程序設(shè)計，因此采用 C 語言設(shè)計單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時，首先要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，將功能模塊化，由不同的模塊完成不同的功能，這樣可使整個應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)。 本章將對整個軟件部分的設(shè)計思路及其具體實現(xiàn)進(jìn)行闡述。 圖 32 初始化模塊框圖 PWM 波發(fā)生模塊 在 PIC18F4520 中 ,CCP1模塊為帶有增強(qiáng)的 PWM功能的標(biāo)準(zhǔn) CCP模塊 [10]。 圖 33 增強(qiáng)型 PWM 模式工作原理示意圖 每個增強(qiáng)型 CCP模塊至多有 4路 PWM 輸出，這取決于選定的操作模式。 (3) 設(shè)置 PWM波的周期。 CCPR1L包含占空比的高 8位，而CCP1CON5:4包含低 2位。 (5) 設(shè)置死區(qū)延時。在半橋輸出模式下，可編程的死區(qū)延遲可用來避免直通電流破壞構(gòu)成半橋的電子開關(guān)。 可用軟件選擇模擬參考電壓為器件的正電源電壓和負(fù)電源電壓（ VDD和 VSS）或 RA3/AN3/VREF+引腳和 RA2/AN2/VREF/CVREF引腳上的電平。上電復(fù)位時， ADRESH:ADRESL寄存器中的值保持不變。 其中 bit7bit6 為未用位， bit5bit2 為模擬通道選擇位，從 00001100 分別代表 AN0AN12，這 13 個通道。 (3)通過配置 ADCON2從而設(shè)置 A/D轉(zhuǎn)換的采集時間。用戶有責(zé)任確保在選定所需要的輸入通道和 GO/DONE位置 1之間經(jīng)過了所需要的采集時間。 在轉(zhuǎn)換期間將 GO/DONE位清零將中止當(dāng)前的 A/D轉(zhuǎn)換。 A/D 結(jié)果 寄存器（ ADRESH:ADRESL）。按照模擬 PID控制算法的算式 (3)，現(xiàn)以一系列的采樣時刻點代表連續(xù)的時間，以和式 代替積分，以增量代替微分，則可得到離散化的 PID表達(dá)式為： ?? ? ????? nj nndjinpn ueeKeKeKu 1 01 )( (4) 式中： j為采樣序號， j=0,1,2?n ； un第 n次采樣時刻的控制器輸出值； en為第 n次采樣時刻輸入的偏差值； en1為第 n1次采樣時刻輸入的偏差值。但是在編寫程序的過程中主要的是將讀寫的時序有很好的理解。 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 16 圖 315 電壓中斷服務(wù)程序框圖 數(shù)字濾波算法 數(shù)字 PID控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時刻的偏差值計算控制量。jsizeof(ADCBuffer)/2。要想通過進(jìn)行電壓的設(shè)定以及將電壓穩(wěn)定在設(shè)定的狀態(tài)需要對 PWM 波的占空比有比較精確的定量認(rèn)識。 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 19 隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)已不是一個陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑，因為單片機(jī)的誕生標(biāo)志著計算機(jī)正式形成了通用計算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。在 此畢業(yè)設(shè)計完成之際，謹(jǐn)向?qū)熀退袔椭^我的老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。 //上次輸出值 float Pgain。 最后，感謝在百忙之中抽出時間參加論文評閱和課題答辯的各位老師，在此致以最衷心的感謝！ 鄭州大學(xué) 本科畢業(yè)論文 21 參考文獻(xiàn) [1] 王小波 .直流開關(guān)電源的數(shù)字控制設(shè)計及應(yīng)用 [M]. 電子工業(yè)出版社， [2] 常敏慧，申功邁等 .開關(guān)電源應(yīng)用、設(shè)計與維修 [M]. 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， [3] 何希才 . 實用開關(guān)電源數(shù)字控制技術(shù) [M]. 電子工業(yè)出版社， [4] 高飛 , 田玉冬 . 36V/2A穩(wěn)壓開關(guān)電源的設(shè)計 [J]. 上海電機(jī)學(xué)院 學(xué)報 ,2021,10(2): 9497 [5] 林 雯 . 淺談開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展趨勢 [J]. 通信電源技術(shù) ,2021,25(6):7980 [6] 孔鋒封 . 開關(guān)電源單片機(jī)外圍元器件選擇與檢測 [M]. 北京 : 中國電力出