【導(dǎo)讀】的種類(lèi)也越來(lái)越多，對(duì)電源的要求更加靈活多樣。電子設(shè)備的小型化和。低成本化使電源以輕、薄、小和高效率為發(fā)展方向。傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)。并且已有大量集成化的線性穩(wěn)壓電源模塊，具有穩(wěn)定性能好、輸出紋波電壓小、使用可靠等特點(diǎn)。但其通常都需要體積大且笨重的工。頻變壓器和隔離之用，濾波器的體積和重量也很大。而調(diào)整管工作在線。保護(hù)等模塊的實(shí)際，同時(shí)具有鍵盤(pán)設(shè)定、液晶顯示實(shí)時(shí)等功能。關(guān)鍵詞：MSP430；開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源；PWM；升壓斬波；

　　

【正文】 是： Dmin=1Vin/Vo=128/30= Dmax=1Vin/Vo=118/38=，可知占空比要達(dá)到 50%。 若取 f=100kHz,Iomin=，則可計(jì)算出 Lmin 的取值可為 。 MSP430 的外圍設(shè)計(jì) MSP430 單片機(jī)內(nèi)部具有高、中、低速多個(gè)時(shí)鐘源，可以靈活地配置給各模塊使用以及工作于多種低功耗模式，大大降低控制電路的功耗提高整體效率； 430F449 有 ADC12 模塊能夠?qū)崿F(xiàn) 12 位精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換、硬件乘法器以及帶有 PWM 輸出功能的 TIMERA 和 TIMRB 定時(shí)器，使得整個(gè)電路不需要任何擴(kuò)展就能完成對(duì)電源輸出電壓、電流的實(shí)時(shí)采集、 PI控制、 PWM 輸出；同時(shí) MSP430F449 帶有內(nèi)部 LCD 驅(qū)動(dòng)模塊，直接將液晶顯示屏連接在芯片的驅(qū)動(dòng)端口即可，電路結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單。 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 24 D V C C1P 6 .32P 6 .43P 6 .54P 6 .65P 6 .76V r e f +7X I N8X O U T / T C L K9V E r e f +10V r e f / V E r e f 11P 1 .012P 1 .113P 1 .214P 1 .315P 1 .416P1.517P1.618P1.719P2.020P2.121P2.222P2.323P2.424P2.525P2.626P2.727P3.028P3.129P3.230P3.331P3.432P 3 .533P 3 .634P 3 .735P 4 .036P 4 .137P 4 .238P 4 .339P 4 .440P 4 .541P 4 .642P 4 .743P 5 .044P 5 .145P 5 .246P 5 .347P 5 .448P5.549P5.650P5.751XT2OUT52XT2IN53TDO/TDI54TDI55TMS56TCK57RST/NMI58P6.059P6.160P6.261AGND62DGND63AVCC64U1M S P 4 3 0 F 1 4 9X T A L 1 0 13 2 K H zX T A L 1 0 28 M H zC 1 0 45 6 PC 1 0 55 6 P3 V C CC 1 0 2 0 . 1 u FC 1 0 1 1 0 0 n F3VCCRESETTCKTMSTDITDOC 1 0 30 . 1 u FOUTP 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P1.5P1.6P2.1P2.2P2.3P2.4RINGP 4 .0P 4 .1P 4 .2P 4 .3P 4 .4P 4 .5P 4 .6 圖 MSP430接口 圖 鍵盤(pán)控制和顯示模塊：通過(guò)鍵盤(pán)可實(shí)現(xiàn)電壓參考值的設(shè)定，電壓電流的切換顯示。 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 25 圖 矩陣式鍵盤(pán) 圖中行線 通過(guò)上拉電阻接電源，出于輸入狀態(tài)，列線 為輸出狀態(tài)。鍵盤(pán)上沒(méi)有按鍵閉合時(shí)，所有行線 輸入全為高電平。當(dāng)鍵盤(pán)上某個(gè)按鍵閉合時(shí)，則對(duì)應(yīng)的行線和列線短接。 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 26 圖 矩陣式鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別過(guò)程 。 通過(guò) LED 實(shí)現(xiàn)參考電壓的設(shè)定與顯示，通過(guò) LCD 顯示電壓和電流的采集值。 LCD 時(shí)序控制圖如下圖所示 開(kāi)始 準(zhǔn)備列掃描的初值“ 1110 鍵值初始為“ 0“ 送入掃描值 =0? =0? =0? =0? 調(diào)整列掃描值 返回鍵值 Y Y Y Y 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 27 （ 1）八位并口寫(xiě)操作時(shí)序圖 圖 LCD寫(xiě)操作時(shí)序圖 （ 2）八位并口讀操作時(shí)序圖 圖 LCD 讀操作時(shí)序圖 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 28 圖 液晶屏模塊與單片機(jī)相連 AD電壓和電流采集模塊：通過(guò) MSP430 單片機(jī)的 12位 A／ D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)系統(tǒng)輸出的電壓值和負(fù)載電流進(jìn)行采集。 PI控制模塊：此模塊用來(lái)對(duì)系統(tǒng)輸出電壓進(jìn)行控制，使輸出電壓穩(wěn)定。其控制原理如圖 所示。 PWM 波發(fā)生模塊：利用 MSP430 單片機(jī)的 TimerB 定時(shí)器的比 較功能，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng) MOSFET 的信號(hào)。 VCC ． ． ． ． ． . VCC E R/W RS LCD DB0 12864 DB2． ． ． ． ． DB7 接口電路 接口電路 接口電路 接口電路 接口電路 接口電路 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 29 本設(shè)計(jì)的軟件采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，整個(gè)程序包括的子模塊有：鍵盤(pán)控制模塊、 A／ D電壓和電流采集模塊、 PI 控制模塊和 PWM 波發(fā)生模塊等幾個(gè)部分，軟件流程圖如圖 6所示。 圖 軟件控制 各功能模塊初始化 PWM 輸出最小值 開(kāi)始 A/D 啟動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)開(kāi)始中斷 低功耗 CUPOFF 執(zhí)行 PI 程序調(diào)整 PWM 輸出變變量 OUT++量 中斷返回低功耗 判斷鍵值 輸出電壓設(shè)定值減一 判斷其大小 計(jì)算電流、電壓并更新顯示值 輸出電壓設(shè)定值 中斷返回低功耗 斷 中斷返回低功耗 中斷返回低功耗 判斷JISHU10? 取 A/D 采樣，刷新LED,重起 A/D 轉(zhuǎn)換變量 JISHU 低功耗位中斷返回 Y N 鍵值為 0 鍵值為 1 Y 低功耗位被清楚 TimerA 中斷產(chǎn)生 N Y N 按鍵中斷 延時(shí)判斷是否有按鍵 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 30 圖 PI控制過(guò)程 在選定開(kāi)關(guān)元件之后，效率主要受開(kāi)關(guān)頻率的影響、儲(chǔ)能電感的內(nèi)阻以及線路 中其他器件損耗影響，因此在器件選取上要注重其損耗的高低。對(duì)此系統(tǒng)的進(jìn)行綜合 測(cè)試 ，結(jié)果如表 1所示。 圖 測(cè)試結(jié)果 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 通過(guò)單片機(jī) MSP430 軟件設(shè)計(jì)，對(duì) PI 調(diào)節(jié)選定合理參數(shù)及開(kāi)關(guān)頻率，能達(dá)到穩(wěn)壓的效果，使以上前 3 個(gè)指標(biāo)能達(dá)到良好的效果。而能否對(duì)紋波電壓限制，主要在于整流濾波電路中電容，因此高耐壓的支撐電解電容的選取是重要的。 電壓給定值 電壓采 樣值 電壓差值 PI控制程序 PWM 輸出 + 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 31 結(jié) 語(yǔ) 本開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)采用低功耗的 TI 公司的 16 位單片機(jī)MSP430F449 片機(jī)最小系統(tǒng)板為控制核心，以 PWM 控制技術(shù)，閉環(huán) PI調(diào)節(jié)，高精度的 12 位 A／ D 轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，完成了采樣值顯示與設(shè)置電壓值的功能和參數(shù)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)單片機(jī) MSP430 軟件設(shè)計(jì)，對(duì)PI調(diào)節(jié)選定合理參數(shù)及開(kāi)關(guān)頻率，能達(dá)到穩(wěn)壓的效果。 本設(shè)計(jì)利用相當(dāng)少的元件完成了高效的控制，這是非常符合功率電源的設(shè)計(jì)思想的。在大電流 情況下每增加一個(gè)元件就會(huì)帶來(lái)一份可觀的功耗 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 32 致謝 感謝百度和 Google 公司。他們的搜索功能龐大、快捷又免費(fèi)。在這里，我敢說(shuō)，我們每一位寫(xiě)論文的同學(xué)，沒(méi)有一位不曾借助過(guò)它們。那些日子，我們啟動(dòng)電腦后打開(kāi)的第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)一定是它們中的一個(gè)。是它們讓我們很方便地搜索到了我們所需要的 “ 論文材料 ” ，國(guó)內(nèi)的、國(guó)外的，中文的、外文的。正是 *著這些 “ 論文材料 ” ，我們才得以順利完成我們的 “ 百衲衣 ” 論文。更感謝 Google 公司增 設(shè)了翻譯功能，它的翻譯不僅正確率高而且功能強(qiáng)大，一次便可翻譯一整篇論文。我們的外文文獻(xiàn)，全賴(lài)于此。 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 33 參考文獻(xiàn) 1. 帳占松 .開(kāi)關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì) .電子工業(yè)出版社 .. 2. 曲學(xué)基等 .新編高頻開(kāi)過(guò)穩(wěn)壓電源 .電子工業(yè)出版社。 3. 沈建華 楊艷琴 翟驍曙 . MSP430 系列 16位超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用 . 清華大學(xué)出版社 . 4. 江鶯，王宏華。 OC196KC 單片機(jī)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) [J].2020， ,3（ 6） 王玉彩，王福增，王瑜，等， MSP430F1101 單 片機(jī)在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020,28（ 21） .16 位語(yǔ)音型單片機(jī) SPCE061A 實(shí)用教程 [M].北京：人民郵 出 版社， 2020 .現(xiàn)代儀器電源 —— 原理 技術(shù) 設(shè)計(jì) [M].北京：科學(xué)出版社， 2020： 3969. ，楊興洲．新穎開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 [M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999:152157. .一種基于 PWM 的半橋型開(kāi)關(guān)電源 [J].沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào) ,2020,第六卷： 1618. 基于 MSP430 的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 34