【正文】 開關(guān)輸出 濾波電路 圖 系統(tǒng)框圖 電源 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 系統(tǒng)模塊電路分析 4 第四章 系統(tǒng)模塊電路分析 SPCE061A[1] 單片機(jī)最小系統(tǒng)概述 SPCE061A[2] 是繼ε’ nSP 系列產(chǎn)品 SPCE500A 等之后凌陽(yáng)科技推出的又一個(gè) 16位結(jié)構(gòu)的微控制器。 DAC1 和 DAC2 的 輸 出 數(shù) 據(jù) 應(yīng) 寫 入 P_DAC1( 寫 ) ($7017) 和P_DAC2(寫 )($7016)單元。例：設(shè) A 口為帶下拉電阻的輸入端口，在連接硬件時(shí)不用再外接下拉電路。如要輸出電壓為 5V，在程序內(nèi)部則需要將數(shù)值除以 3倍輸出，再在電路外部放大 3 倍進(jìn)行匹配），將匹配過(guò)的電壓從 MC3405 的 2 腳輸入。在采樣電路中，與 DAC 相同， ADC的參考電壓只能是 ，所以要 先對(duì)采樣的電壓進(jìn)行匹配輸入（衰減 3 倍） ,本設(shè)計(jì)采用電阻串聯(lián)分壓的原理進(jìn)行衰減。 脈寬調(diào)節(jié)電路的工作原理 MC3405 包含有兩個(gè)運(yùn)算放大器和兩個(gè)比較器，利用一塊芯片即能組成脈寬調(diào)節(jié)電路，如圖 所示。等到充到 THV 時(shí)，這時(shí)： 1121 RVVR VV EETH ??? ,推得：21211 RR RVRVV EETH ??? 當(dāng) 1V =V 時(shí)， SWV 翻轉(zhuǎn)為高電平 CCV 則： )(212121 EECCEETH VVRR RVRV ???? 式（ ） 推得： )2)((21 2121 EESEETH VVRRRVRV ???? ))(21(1 1211 EESTH VRVRRRV ??? EESTH VRRVV ??? )1(2112 式（ ） 同理：當(dāng)運(yùn)放 2 輸出翻轉(zhuǎn)變?yōu)?EEV時(shí)，電容 C 放電，當(dāng)放到 TLV ，使 V1=V 時(shí)， SWV 為低電平 EEV 則： 112 1 RVVR VV CCTL ???推得： 21 211 RRRVRVV CCTL ??? 式（ ） )(2121 21 EECCCCTL VVRR RVRV ???? )2)((21 2121 EESCCTL VVRRVRRV ???? 推得： EESTL VRRVV ??? )1(2112 式（ ） 振蕩頻率 : 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 系統(tǒng)模塊電路分析 12 214 CRRRff? 占空比 : )( TLTH TLC VV VVDC ??? 式（ ） 脈寬調(diào)制電路參數(shù)的選擇 占空比： DC= TLTHTLVV VV ??02 02V 是 MC3405（ 2）腳輸入的電壓值 EECCS VVV ?? EESTH VVV ??? ）ＲＲ（１１２21 EESTL VVV ??? ）ＲＲ（１ １２21 式（ ） 選取 2R =150K， 1R =300K， CCV =15V， EEV =5V EECCS VVV ?? =15（ 5） =20（ v） 則： EESTH VVV ??? ）ＲＲ（１１２21 EESTL VVV ??? ）ＲＲ（１ １２21 占空比： DC= TLTHTLVV VV ??02 10（Ｖ） 5 ） ２ １ （１ ? ? ? ? ? ? 10 2 1 ） 0（ 5 ） ２ １ （１ v ? ? ? ? ? ? 10 2 1 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 系統(tǒng)模塊電路分析 13 1001000202VV???? 214 CRRRff? 取 KRf 5? , C= 則： 214 CRRRff? 開關(guān)管輸出的電路參數(shù)的選擇 CON ETTV ?0 CDCE? 式（ ） 當(dāng) ?V V 0V CDCE? 當(dāng)Ｖ 02=0v 時(shí) Ｖ o=0 所以Ｖ 01 在 0到 輸出Ｖ o在 0到 15Ｖ變化 平滑電容電阻的參數(shù)選取 由于 10R 和 4C 的時(shí)間常數(shù)必須大于等于周期 T的 5倍 所以選 10R =5K 4C = F 則： 4101 CRT ? ） （ v E V C 0 . 15 24 10 26 . 6 10 01 ? ? ? ? ） （ＫＨ z 10 10 150 10 01 . 0 10 5 4 10 300 3 6 3 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 系統(tǒng)模塊電路分析 14 鍵盤設(shè)計(jì) 鍵盤設(shè)計(jì)如圖 ： 0— 9數(shù)值鍵 : 設(shè)置要輸出的電壓值 復(fù)位鍵（ Rst）：重設(shè)輸出電壓 值 存儲(chǔ)鍵（ Sav）：把當(dāng)前的電壓值保存到存儲(chǔ)器 預(yù)設(shè)鍵（ Prst）：把存儲(chǔ)器的預(yù)設(shè)電壓輸出 圖 鍵盤設(shè)計(jì) 液晶顯示 用總線方式控制 1602 液晶顯示屏 [6]，如圖 。 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 系統(tǒng)模塊電路分析 16 表 1602液晶模塊內(nèi)部的字符 0000 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1010 1011 1100 1101 1110 1111 XXXX0000 CGRAM (1) 0 0 P \ p く た ォ ス Ω XXXX0001 (2) ! 1 A Q a q ぁ ぐ だ オ ズ ? XXXX0010 (3) “ 2 B R b r あ け ダ カ セ ? XXXX0011 (4) 3 C S c s ぃ げ ち ガ ゼ ? XXXX0100 (5) $ 4 D T d t い こ ち キ ゾ ? XXXX0101 (6) % 5 E U e u ぅ ご ぢ ギ タ ? XXXX0110 (7) ^ 6 F V f v う さ っ ク チ ? XXXX0111 (8) 7 G W g w ぇ ざ つ グ ダ ? XXXX1000 (1) ( 8 H X h x え し ァ ケ ヂ α XXXX1001 (2) ) 9 I Y i y ぉ じ ア ゲ ヂ β XXXX1010 (3) “ 。但該電路設(shè)置了 D101，其導(dǎo)通管壓降僅為 左右，使加在 7905 的最大電壓不超過(guò) ，達(dá)到保護(hù) 7905 的目的， 7805 的保護(hù)作用同理。 延時(shí) 400mS 初始化液晶 讀出存儲(chǔ)器預(yù)設(shè)值 顯示并 輸出相應(yīng)電壓值 鍵盤掃描 圖 主程序 基于單片 機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 軟件流程圖 20 閉環(huán)調(diào)整子程序 閉環(huán)調(diào)整子程序流程圖如圖 所示。 define bei define da 1 define wc 0xcfff //根據(jù)硬件譯碼而得到 define wd 0xdfff define rc 0xefff define busy 0x80 //用于檢測(cè) LCD狀態(tài)字中的 Busy標(biāo)識(shí) unsigned char code na[] = {voltsource}。 unsigned char code load1[] = {Loadthedata}。 void displaynum(uchar s,uchar n)。 uchar ouput。 while(TempCycA) { TempCycB=7269。 Set_IOA_Data(0x0000)。 while(!(*P_ADC_MUX_Ctrlamp。 while(flag==1) { //temp=XBYTE[CSaddr+RWaddr+adtn]。 XBYTE[wd]=c。 //XBYTE[CSaddr+adtn]=c。0xffc0)。 } else { //設(shè)置 B口為同相低電平輸出 Set_IOB_Dir(0xffff)。 Set_IOA_Attrib(0x0000)。 void delay5ms(void) //5ms延時(shí) { unsigned int TempCyc = 5552。 uchar keycode。 //設(shè)定過(guò)高提示 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 附錄 25 unsigned char code error3[] = {selectagain}。 // 測(cè)量 值 unsigned char code save11[] = {Startsaveing}。按滿度歸一化的相對(duì)誤差為%)2/1()2/1( 8 ???? 。“ +”、“ ”鍵：步進(jìn)調(diào)整輸出，步進(jìn) 10mA 主程序 主程序流程圖如圖 所示。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字 ，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10 的點(diǎn)陣字符 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。當(dāng) RS 和RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 圖 MC3405內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 下面分析怎么樣產(chǎn)生上圖波形： 剛接通電源時(shí) , 運(yùn)放 1 同相端電位為 0 ，小于反相端電位? ? ? ?1122C C E E E E C C E EV V V V V V? ? ? ? ?，使得運(yùn)放 1 輸出 SWV 是低電平 EE ,經(jīng)電阻 fR 、電容 C 充電，運(yùn)放 2 的輸出電壓線性增大 ,當(dāng) tV 增大到 THV 時(shí)，運(yùn)放 1 的同相端輸入電壓也為 THV ,大于反相端的電平Ｖ ,則 SWV 翻轉(zhuǎn) ,變?yōu)楦唠娖?CCV ,這時(shí)運(yùn)放 2 對(duì) CCV 進(jìn)行反向充電，輸出電壓逐步減少，當(dāng) tV 減少到 TLV 時(shí)，則運(yùn)放 1 的輸出 SWV 為低電平 ,如此反復(fù)，將在運(yùn)算放大器 2 的輸出端得到一線性變化的三角波電壓。這樣，就能達(dá)到閉環(huán)反饋 的目的。最后通過(guò)一個(gè) RC濾波電路將脈寬波濾成直流電壓輸入。 IOB 口：鍵盤輸入接口。 每個(gè)獨(dú)立的位可通過(guò)以下 3 種控制向量來(lái)作設(shè)定： 1. 數(shù)據(jù)向量 Data 2. 屬性向量 Attribution 3. 方向控制向量 Direction 每 3 個(gè)對(duì)應(yīng)的控制向量組合在一起，形成一個(gè)控制字，用來(lái)定義相對(duì)應(yīng) I/O 端口位的輸入輸出狀態(tài)和方式。SPCE061A 的 A/D 轉(zhuǎn)換范圍是整個(gè)輸入范圍， 即 0V～ AVdd。在采樣電路中，與 DAC 相同， ADC 的參考電壓只能是 ，所以要先對(duì)采樣的電壓進(jìn)行匹配輸入（衰減 3 倍） ,本設(shè)計(jì)采用電阻串聯(lián)分壓的原理進(jìn)行衰減?；趩纹瑱C(jī)的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)