【正文】 lolv_time=65536(4630duty_array[index]) 。 //查找電壓對(duì)應(yīng)的占空比 index=(vol_open500)/10。 lolv_time=65536(4630duty_array[index]) 。 index=(vol_open500)/10。不過(guò)由于負(fù)載電阻的阻值受溫度影響較大，當(dāng)溫度變化時(shí)，輸出的相應(yīng)占空比確定的 PWM波 可能使輸出電壓未達(dá)到用戶輸入的電壓值，會(huì)造成較大的誤差。故將 5 到 10 V每隔 。 TH1 為高電平定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)間， TL1 為低電平定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)間，單片機(jī)系統(tǒng)每計(jì)一次數(shù)時(shí)間約為 微秒，故可以用 計(jì)數(shù) 時(shí)間來(lái)代表高低電平的實(shí)際時(shí)間。也是采用狀態(tài)變換的方法。 } } //ad_ok=1。每次均為 } // 檢測(cè) — 反饋 — 比較 — 再檢測(cè) 過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整 if(vol_ad_convertVOL) { hilv_time=5。 //波的占空比，否則，減小占空比，通過(guò) lolv_time=5。 // 將 ad 編碼轉(zhuǎn)換位為電壓 //用浮點(diǎn)數(shù)表示，并轉(zhuǎn)換成 //整形數(shù)，以提高精度 vol_ad_convert=(unsigned int)vol_float。 //讀取 ad 轉(zhuǎn)換的 編碼 ad_temp=ad_date。 //引腳 作為外部中斷觸發(fā)外部中斷 1， ad_times=0。 lolv_time=25。 } case K2 : if(vol_setting==1) { VOL=10。 //顯示的電壓增加 V hilv_time=25。實(shí)現(xiàn)如下： case K3 : if(vol_setting==1) { // vol_setting 為電壓設(shè)置的標(biāo)志 在閉環(huán)模式下，短時(shí)間按下 K4 // vol_setting 將會(huì)變?yōu)?1 此時(shí)可以進(jìn)行輸出電壓的設(shè)置，當(dāng)電壓 //設(shè)定好后，再次短按 K4 ， vol_setting 等于 0，此時(shí)不可進(jìn)行電 //壓設(shè)置，按下 K2 K3 將沒(méi)有作用。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的 調(diào)整，輸出電壓可以穩(wěn)定在用戶輸入的電壓。 } 第 29頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 電壓檢測(cè)部分（閉環(huán)） 設(shè)計(jì)思路： 閉環(huán)模式下 ，用戶先通過(guò)短按 K4 進(jìn)入閉環(huán)電壓設(shè)置模式，然后通過(guò) K2 K3 設(shè)定輸入期望的電壓值，此時(shí)軟件根據(jù) K3 K2 的按下來(lái)進(jìn)行閉環(huán)電壓的粗調(diào)。 // 列線全部為高電平返回狀態(tài) 0 breaKEY。 // 重復(fù)送一次 if ( (KEYey_masKEY amp。 case 3: // 等待按鍵釋放狀態(tài) P1 = 0x0f。 KEYey_return=KEY4_long。 } else if(++KEYey_time=100) { KEYey_state=3。P1) == KEYey_masKEY) { KEYey_state=0。 // 兩次列電平不同返回狀態(tài)0，（消抖處理） breaKEY。 breaKEY。 case 0x0e: KEYey_return = KEY1。 KEYey_state=3。 breaKEY。 case 0x0b: KEYey_return = KEY3。 //KEYey_return=KEY4。 P1)) // 再次讀列電平， { switch (KEYey_value) // 與狀態(tài) 0 的相同，確認(rèn)按 鍵 { // 鍵盤編碼，返回編碼值 case 0x07: KEYey_time=0。 // 有按鍵，停 止掃描 } // 轉(zhuǎn)消抖確認(rèn)狀態(tài) breaKEY。 P1。 unsigned char KEYey_return = No_KEYey。否則，一直等待，直到按鍵釋放為止 。長(zhǎng)按時(shí)，當(dāng)按鍵時(shí)間超過(guò) 2s，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換為按鍵確認(rèn)狀態(tài) 2。短按時(shí)，若按鍵掃描鍵值與 10ms 前相同，那么可以確定此次按鍵有效，其狀態(tài)為按鍵確認(rèn)狀態(tài) 1，其值將會(huì)被存儲(chǔ)在 KEYey_temp 中。若按鍵掃描鍵值與 10ms 前不相同，視為干擾，不作處理，輸出鍵值為No_KEYey。當(dāng)下一個(gè) 10ms 到來(lái)時(shí)，轉(zhuǎn)換為按鍵確認(rèn)狀態(tài)。按鍵初按狀態(tài) ，按鍵確認(rèn)狀態(tài) 1，按鍵確認(rèn)狀態(tài) 2，等待按鍵釋放狀態(tài)。 if(KEYey_temp!=No_KEYey) { switch(KEYey_temp) 。 //獲得的鍵值 主程序中采用如下程序進(jìn)行按鍵掃描過(guò)程： if(KEYey_stime_oKEY) { KEYey_stime_oKEY=0。 //10ms 掃描按鍵時(shí)間 unsigned char KEYey_stime_counter=0。 sbit KEYEY4= P1^3。 sbit KEYEY2= P1^1。 4．開環(huán)模式下，也可以長(zhǎng)按 KEY4 2s 切換到閉環(huán)控制模式。用戶可以通過(guò)按 KEY2 KEY3 來(lái)調(diào)節(jié)開環(huán)輸出電壓。在閉環(huán)模式下。最 終經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)整后，輸出電壓能夠調(diào)整至用戶設(shè)定的電壓。第二次短按 KEY4，閉環(huán)電壓調(diào)整開始，此時(shí) LED3 熄滅 。按下 KEY2，可以使需要輸出電壓降低 0。 具體功能介紹： 1．單片機(jī)開始工作時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng) 進(jìn)入閉環(huán)模式，顯示為默認(rèn)輸出電壓 ， LED4 點(diǎn)亮。下面分別介紹。不過(guò)，注意只能“寫”，對(duì)同樣地址的“讀”操作雖沒(méi)被禁止，但卻是無(wú)實(shí)際意義的。在本例中，當(dāng) CPU向其“寫”一個(gè)數(shù)后，如后續(xù)對(duì)之無(wú)操作，該 8 位數(shù)狀態(tài)將一直“鎖存”并保持輸出。這種地址分配方式稱為“地址重疊”。 其功能，是將單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間，進(jìn)行了分配，見表 。 每個(gè)管子的導(dǎo)通持續(xù)時(shí)間，我們選擇的參數(shù)是 5ms， 20ms 輪轉(zhuǎn)一次，具體要由軟件配合實(shí)現(xiàn)。 數(shù)碼光各段有標(biāo)準(zhǔn)的命名，從 a 至 g 用字母表示，具體情況小系統(tǒng)電路圖上有標(biāo)示。 系統(tǒng)元件參數(shù)列表 表 電壓測(cè)量子系統(tǒng)元件參數(shù) TL431 元件參數(shù) 限流電阻 300Ω A/D 轉(zhuǎn)換模塊 元件參數(shù) R1 R2 820Ω R3 1100Ω R4 470Ω R5 61KEYΩ R6 C1 150pF 第 24頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 6. 單片機(jī)子系統(tǒng)及軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)小系統(tǒng)板的硬件組成及其功能 發(fā)光二極管 指示燈和數(shù)碼管實(shí)際上是同種器件，數(shù)碼管上的 每個(gè)橫段，包括小數(shù)點(diǎn)，都是獨(dú)立的一個(gè)（或一組）發(fā)光二極管； 當(dāng)通過(guò)單個(gè)發(fā)光二極管的電流為 5 至 10mA時(shí)，二極管正常發(fā)光； 當(dāng)電流大于 10mA時(shí)，發(fā)光亮度的增加是有限的，而且容易損傷器件。 因此采用如圖 （ b）中的穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路采用的是運(yùn)放作電壓跟隨器的方式。取 R3=1100Ω 、 R4＝ 470Ω（ R4初始為電位器，在調(diào)節(jié)阻值以達(dá)到要求后，換成同樣阻 值的固定電阻）， 則 VIN（ ） ≈VAmin=，即 KEYmin ≈ 0 ，取 R5=61KEYΩ 、 R6= （ R6 為電位器） ，使（ VAmax–VIN（ ）） /Vref≈ 1， 即 KEYmax≈ 1。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)我們?nèi)?R2=820Ω 、 R1＝ 可使 VA 在 內(nèi)變化。 ADC0804“ A 側(cè)”及光電隔離電路 模塊 (a) (b) 注：（ a） ADC0804“ A”側(cè) 電路圖 （ b）電壓跟隨器做穩(wěn)壓電路 R5 ADC0804 Vref/2 基準(zhǔn)電壓 R6 第 22頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 圖 ADC0804“ A”側(cè) 電路圖 電路參數(shù)確定 圖 中 Vo 為 DCDC 電源的輸出電壓，經(jīng)過(guò)光耦 4N25 以及電阻網(wǎng)絡(luò)組成的電氣隔離以及信號(hào)轉(zhuǎn)換電路后變換為 VA。在 CS 和 RD共同控制下可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。至于單片機(jī)對(duì) 0804 的具體控制詳見報(bào)告軟件部分。 RD為轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出控制端，當(dāng)它與 CS 同時(shí)為低電平時(shí)，輸出數(shù)據(jù)鎖存器 DB0~DB7 各端上出現(xiàn) 8 位并行二進(jìn)制數(shù)碼，以表示 DA 結(jié)果。 第 20頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 CS 是片選端， WR是控制芯片啟動(dòng)的輸入端； INTR 是轉(zhuǎn) 換結(jié)束信號(hào)輸出端，輸出電平高跳到低表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可作為中斷或查詢信號(hào)。其典型應(yīng)用參數(shù)為： R=10KEYΩ， C=150pF， CLKf ≈640KEYHz，每秒鐘可轉(zhuǎn)換 1萬(wàn)次。此時(shí)，由 ADC0804 片內(nèi)部設(shè)置的分壓電路可自行提供 2REFV 參考電壓（ ），“ 2REFV ”端不必外接電源，浮空即可。參考電壓 2REFV 可以由外部電路供給， 從“ 2REFV ”端直接送入。 第 19頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 圖 基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路 A/D 轉(zhuǎn)換 “ D”側(cè) 模塊 核心器件 ADC0804 分析 A/D 轉(zhuǎn)換即將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)此模塊，將輸入的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可讀的 8 位編碼信號(hào)，以便單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行操作。所以我們加入這級(jí)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)當(dāng)前輸出的真實(shí)電壓值，將此信號(hào)送回單片機(jī)，并讓單片機(jī)作出判斷和調(diào)整，如 圖 所示。但是當(dāng)系統(tǒng)在某種特殊原因下發(fā)生改變。當(dāng)調(diào)節(jié) DCDC 開關(guān)電源電路板上的R14 后，輸出電壓會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)到原來(lái)電壓，即完成了閉環(huán)控制功能。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 輸入直流電壓： 177。 第 18頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 5. 電壓測(cè)量 子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 主要功能 電壓測(cè)量子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電路閉環(huán)功能。 第 17頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 核心器件 4N25 分析 圖 4N25 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖 [5] 圖 三極管輸出特性 [5] 圖 為 4N25 管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)控制發(fā)光二極管發(fā)光的強(qiáng)弱，來(lái)控制光電三極管基極電流的大小，從而控制集電極電流大小，此時(shí)三極管的 C、 E 兩端可以看成一個(gè)可變電阻。 （ 2）發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)弱控制光電三極管 的基極輸入電 流大小從而控制 C、 E 兩端（見圖 引腳圖）的等效電阻的大小。 信號(hào)變換和隔離 模塊 第 16頁(yè) 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣 工程學(xué)院 模塊分析 這部分電路的主要器件是光電耦合元件 4N25，電路的作用是：用濾波器濾出的直流信號(hào)控制下級(jí) DCDC 電源子系統(tǒng)，達(dá)到開環(huán)控制的目的。 使用二階低通濾波器會(huì)得到更好的濾波效果，但我們所使用的 LPF 已經(jīng)達(dá)到了很好的效果，便只采用此方法。 對(duì)于頻率接近截止頻率的輸入信號(hào)，由 C2 引入的正反饋可以決定對(duì)信號(hào)的增益。對(duì)于低頻的輸入信號(hào)， C C2 可以看作開路，此時(shí)信號(hào)直接輸入集成運(yùn)算放大器的正向輸入端，而直接從輸出端輸出。 E R通過(guò)跟谷曉晨老師的探討，前者較為易于理解。 有源低通濾波模塊 原理圖 圖 有源低通濾波器原理圖 [1] 有源濾波器設(shè)計(jì) 有源濾波器的工作原理就是根據(jù)在信號(hào)處理中所接 觸的到知識(shí)，利用泰勒展開成直流量和無(wú)窮項(xiàng)正弦函數(shù)的形式，再通過(guò)低通濾波器頻率極低的正弦波分量可以忽略就可以得到直流分量。實(shí)驗(yàn)中，我們將單片機(jī)輸出信號(hào)接入 4011B 的 12， 13 兩引腳， 11腳作為反相輸出。 實(shí)際得到的 Vccw=。 需要注意的是， 在選擇電阻時(shí)必須保證 TL431 工作的必要條件， 即 通過(guò)陰極的電流要大于1mA。 （ 1） TL431 得 到穩(wěn)定電壓 我們采用 TL431 與電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成這部分電路 以 得到穩(wěn)定的 Vccw，如圖 所示： 圖 TL431 分壓電阻網(wǎng)絡(luò) [3] TL431 的 Vref 約為恒定的 ，根據(jù)以上公式我們?nèi)?R1=3KEYΩ 、 R2=5KEYΩ， 忽略 Iref，限流電阻取 300Ω 。所以要加入整形電路進(jìn)入濾波器前的 PWM波高電平恒定，如 圖 所示。 又因?yàn)槲覀冃枰脼V出的直流信號(hào)電壓帶動(dòng)后級(jí)信號(hào)隔離及變換電路，故需要對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行放大，于是我們選取了有源低通濾波器。具體分析如下：由信號(hào)頻譜分析原理可知，理論上周期方波經(jīng)過(guò)低通濾波器（截止頻率 方波頻率）后濾出的是