【正文】 //Set Volt value unsigned int LastOut。論文從選題和最終完成，凝結著導師的辛勤的汗水，她不辭勞苦的教導、嚴謹的作風使我終生受益。因此作為二十一世紀的大學來說掌握單片機的開發(fā)技術是十分重要的。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 本設計中的 LCD 現實這一塊相對清晰，主要進行的是對 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)經過拉氏變換，并考慮初始值，即可求得時域內理想的模擬PID控制算式，如下： ? ???? 0)()()()( udt tdeKdtteKteKtu dip (3) 由于單片機根據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 轉換完成，在本設計中是以中斷的形式來判斷轉換是否完成。圖 311顯示了 GO置位為 1， bit5bit3位被設置為 010，且在轉換開始之前選擇 4TAD采集時間后 A/D轉換器的工作狀態(tài)。當 GO/DONE位置 1時，采樣停止并啟動轉換。 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 設置為 1100。 ADCON0 寄存器各配置位如圖38所示 。當 A/D轉換完成之后，轉換結果被裝入 ADRESH:ADRESL寄存器對，GO/DONE位（ ADCON0寄存器）被 清零且 A/D中斷標志位 ADIF被置 1。 PIC 單片機中的 A/D 轉換模塊 [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等待另一個開關完全關閉。鄭州大學 本科畢業(yè)論文 6 所以需要配置 CCPR1L 和 CCP1CON5:4，經計算得 CCPR1L=0X28，同時CCP1CON5:4=00。最高分辨率可達 10位。 (2) 使 P1A和 P1B都為輸出模式，即配置 TRISC和 TRISD的相應引腳為 0。這意味著增強型 PWM 波形并不完全與標準的 PWM 波形吻合，而是偏移一 個完整的指令周期（ 4TOSC） [11]。 ECCP模塊的初始化將設置有兩路互補推挽輸出的 PWM波， A/D轉化初始化將 A/D模塊初始化為 10 位的 A/D 轉換， 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節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調試的時間。 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整端 4 RS 寄存器選擇，高選數據寄存器、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 雙向數據口 鄭州大學 本科畢業(yè)論文 8 表 21 1602 各管腳及其功能 本系統(tǒng)中 1602 的應用 根據系統(tǒng)設計的實際需要， 液晶模塊主要是顯示設定電壓值， 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 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 此單片機具有高 性能的 RISC(Reduced Instruction Set Computer)結構CPU,有較寬的工作電壓范圍： ,同時驅動能力強，驅動電流高達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，以使開關上的電壓或通過開關的電流呈正弦波，這樣既可減少開關損耗，同 時也可控制浪涌的發(fā)生。開關電源的 高頻化就必然對傳統(tǒng)的 PWM 開關技術進行創(chuàng)新，實現 ZVS、 ZCS 的軟開關技術已成為開關電源的主流技術，并大幅提高了開關電源的工作效率。 采用傳統(tǒng)控制方式的開關電源，其控制精度、響應速度等都由電路拓撲和器件本身的參數決定，如果想進一步提高開關電源的性能，就只能選用參數更優(yōu)的器件，或者對原有電路進行大范圍的 改動，這對電源產品的研發(fā)、生產都會帶來很多麻煩，也制約了開關電源性能的提升。首先介紹了開關電源數控技術的研究現狀及趨勢；對整個系統(tǒng)的硬件 電路進行了各模塊的 設計 及對應器件的選型；在此基礎上， 對軟件部分實現過程進行了詳細闡述 。 【關鍵詞】 單片機，開關電源 鄭州大學 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信號失真、畸變以及受到外界電磁干擾，造成開關電源工作狀態(tài)不穩(wěn)定。對于高可靠性指標，美國的開關電源生產商通過降低運行電流，降低結溫等措施以減少器件的應力，使得產品的可靠性大大提高。這種開關方式稱為諧振式開關。 鄭州大學 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 。 由單片機來完成 PID 算法處理得到電壓的偏差信號，再根據偏差信號的大小改變單片機 ECCP 模塊所產生兩路推挽的 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，在進行采樣的時候，我們需要將此電壓信號放大到 PIC 單片機的 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械特性不同而有所不同，一般為 5ms～ 10ms。 根據顯示內容可以分為字符型液晶，圖形液晶。 1602 的各管腳和單片機各端口的連接如圖 28 所示，實物圖如圖 29 所示。 C 語言具有良好的程序結構 ,適用于模塊化程序設計，因此采用 C 語言設計單片機應用系統(tǒng)程序時，首先要盡可能地采用結構化的程序設計方法，將功能模塊化，由不同的模塊完成不同的功能，這樣可使整個應用系統(tǒng)程序結構清晰，易于調試和維護。 本章將對整個軟件部分的設計思路及其具體實現進行闡述。 圖 32 初始化模塊框圖 PWM 波發(fā)生模塊 在 PIC18F4520 中 ,CCP1模塊為帶有增強的 PWM功能的標準 CCP模塊 [10]。 圖 33 增強型 PWM 模式工作原理示意圖 每個增強型 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成半橋的電子開關。 可用軟件選擇模擬參考電壓為器件的正電源電壓和負電源電壓（ 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從而設置 A/D轉換的采集時間。用戶有責任確保在選定所需要的輸入通道和 GO/DONE位置 1之間經過了所需要的采集時間。 在轉換期間將 GO/DONE位清零將中止當前的 A/D轉換。 A/D 結果 寄存器（ ADRESH:ADRESL）。按照模擬 PID控制算法的算式 (3)，現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 本科畢業(yè)論文 16 圖 315 電壓中斷服務程序框圖 數字濾波算法 數字 PID控制是一種采樣控制，它只能根據采樣時刻的偏差值計算控制量。jsizeof(ADCBuffer)/2。要想通過進行電壓的設定以及將電壓穩(wěn)定在設定的狀態(tài)需要對 PWM 波的占空比有比較精確的定量認識。 鄭州大學 本科畢業(yè)論文 19 隨著科技的發(fā)展，單片機已不是一個陌生的名詞，它的出現是近代計算機技術發(fā)展史上的一個重要里程碑，因為單片機的誕生標志著計算機正式形成了通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支。在 此畢業(yè)設計完成之際，謹向導師和所有幫助過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 本科畢業(yè)論文 21 參考文獻 [1] 王小波 .直流開關電源的數字控制設計及應用 [M]. 電子工業(yè)出版社， [2] 常敏慧，申功邁等 .開關電源應用、設計與維修 [M]. 科學技術文獻出版社， [3] 何希才 . 實用開關電源數字控制技術 [M]. 電子工業(yè)出版社， [4] 高飛 , 田玉冬 . 36V/2A穩(wěn)壓開關電源的設計 [J]. 上海電機學院 學報 ,2021,10(2): 9497 [5] 林 雯 . 淺談開關電源的技術發(fā)展趨勢 [J]. 通信電源技術 ,2021,25(6):7980 [6] 孔鋒封 . 開關電源單片機外圍元器件選擇與檢測 [M]. 北京 : 中國電力出