【正文】 作為一個(gè)即將大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生，能力和水平都很有限，所提出的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)不太理想和完善，在具體內(nèi)容和表述上不免有所疏漏、欠妥甚至錯(cuò)誤，還請(qǐng)各位老師與同學(xué)多加指正，能在以后的研究和學(xué)習(xí)中不斷改進(jìn)和完善。 最后，還要 感謝華中科技大學(xué)武昌分校自動(dòng)化系全體老師 和領(lǐng)導(dǎo)，是你們的教育和培養(yǎng)，才使我都?jí)蝽樌瓿蓪W(xué)業(yè)，同時(shí)我要感謝這四年來(lái)一起學(xué)習(xí)的同學(xué)，在論文的完成過(guò)程中得到了同一課題組的同學(xué)的熱心幫 助，在這里衷心的感謝他們。在此對(duì)他們表示感謝。在此，讓我向你表示深深的謝意。 33 致 謝 值此論文完成之際，謹(jǐn)向所有曾給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的老師、同學(xué)和朋友們致以衷心的感謝！ 首先，我要感謝 雷 老師，從這篇論文的基本思想到程序的實(shí)現(xiàn)， 雷老師 都給了我極大的幫助。 本次設(shè)計(jì)的完成，對(duì) 大學(xué) 四年所學(xué)知識(shí)做了一次完整的綜合，把許多的知識(shí)付諸實(shí)踐 ， 學(xué)以致用，這才是學(xué)習(xí)的根本所在。開(kāi)發(fā)調(diào)試過(guò)程中，要嚴(yán)格按照調(diào)試規(guī)范操作，在導(dǎo)師的幫助和細(xì)心的指導(dǎo)下完成了這次設(shè)計(jì)論文。 圖 43 功率因數(shù)調(diào)試波形 31 圖 44 輸出電壓與功率因數(shù)顯示 小結(jié) 雖然上述寫(xiě)的比較簡(jiǎn)單但實(shí)際的調(diào)試遇到的問(wèn)題比這多的多，有的是因?yàn)樽约旱拇中拇笠獍央娫淳€接錯(cuò)，有的是沒(méi)有體會(huì)到芯片的真正的工作過(guò)程出的錯(cuò)， 但基本的方法就是那樣，先得找到問(wèn)題，然后 再解決 問(wèn)題，當(dāng)輸出有問(wèn)題時(shí)卻找不到問(wèn)題時(shí)這時(shí)候才是最頭疼 的，需要靜心的去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，越是慌忙越時(shí)找不到問(wèn)題，欲速則不達(dá)。 30 圖 41 輸出波形 圖 41 主電路板 圖 42 整流濾波波形 圖 43 為功率因數(shù)檢測(cè)程序的調(diào)試波形，由圖可以看出相位差 。 調(diào)試功率因數(shù)檢測(cè)時(shí)首先觀察程序能不 能進(jìn)入外部中斷服務(wù)程序，其實(shí)只要硬件做好了，這一 點(diǎn) 問(wèn)題也沒(méi)有，實(shí)際 上 也是這樣的， 程序能夠進(jìn)入中斷服務(wù)程序，然而在顯示器上卻看不到結(jié)果，顯示的只有亂碼，后來(lái)在線仿真可以看到在數(shù)據(jù)緩存時(shí)出了錯(cuò)，在 C51 中 sfr16 是定義一個(gè)寄存器變量，但必須是連續(xù)的兩字節(jié)才能這樣，然而定時(shí)器 0 的高低字節(jié)不是連續(xù)的所以把高字節(jié)的值沒(méi)有 緩存，修改后就好了但顯示的數(shù)據(jù)一直在跳動(dòng)，后來(lái)才知道計(jì)數(shù)值緩存后沒(méi)有清零，修改后就好了。 檢測(cè)電路調(diào)試 29 檢測(cè)電路采用的都是很成熟了電路，所以調(diào)試沒(méi)有遇到很難高的問(wèn)題 ，基本上是把電路較好后就會(huì)有結(jié)果，只是要稍微的調(diào)節(jié)一些元件的參數(shù)，主要是 電位器的值。 輸出只會(huì)有兩種情況，一是有輸出但輸出的電壓不是設(shè)定值，這種情況很好解決就是改變電壓反 饋電阻的值，如果怎么改都沒(méi)有效果則電路元件的參數(shù)沒(méi)有選好，需要好好的將電路的參數(shù)重新計(jì)算一遍，二是沒(méi)有輸出，導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的可能有很多的情況 ，需要認(rèn)真讀控制器的數(shù)據(jù)手冊(cè)查看芯片，然后根據(jù)電路的狀態(tài)確定控制器的工作情況，這是最麻煩的事情了。x++)。 for(x=0。 P2 = 0x20。 P3 = data1。lcd_data_count0。Netdata。x++)。 for(x=0。 P2 = 0x00。 }//設(shè)置第二行的顯示位置 P2 = 0X80。x5000。 //控制 LCD lcdpoint++。 //寫(xiě)數(shù)據(jù)到端口 P2 = 0X20。lcd_data_count)//顯示第一行 { data1=*lcdpoint。 //取地址 for(lcd_data_count=10。 lcdpoint=amp。x5000。 27 P2 = 0xA0。x1000。 P2 = 0x80。 //設(shè)置第一行的顯示位置 P3 = 0x80。 } void display(void) { static unsigned char data1。 Netdata[7]= (timer_buf/10)%10+0x30。 timer_buf = (int)(cos(T_power*Rate_power)*1000)。 NCDdata[7] = (voltage/10)%10 +0x30。 NCDdata[4] = (voltage/1000)%10 +0x30。 void transform(void) { voltage = (int)(RATE*result*1000)。 } 顯示程序 Transform函數(shù)的功能是將采樣與檢測(cè)值經(jīng)過(guò)計(jì)算后分離轉(zhuǎn)換成顯示用的 ASCII碼，并寫(xiě)入顯示緩存區(qū)。x5000。 26 P2 = 0x80。 P3 = 0x01。x5000。 P2 = 0x80。 P3= 0x06。x1000。 P2 = 0x80。// P3 = 0x0e。x++)。 for(x=0。 P2 = 0X80。 /*兩行顯示 */ P2 = 0X00。 //P7 = 0x30。x50000。以下為初始化程序： void LCD_Init(void) { P2 = 0X80。狀態(tài)字說(shuō)明： STA0STA6為當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值， STA7為讀寫(xiě)使能， 1表示禁止， 0表示允許 對(duì)控制器每次進(jìn)行讀寫(xiě)操作之前，都 必須進(jìn)行讀寫(xiě)檢測(cè)，確保 STA7為 0。 接口信號(hào)說(shuō)明： 2腳為電源的地 VSS與電源的正極 VDD， 3腳為液晶顯示變壓信 圖 32 C8051F020與 lcd接口電路 號(hào) VL， 4腳為數(shù)據(jù)、命令選擇端 RS， 5腳為讀寫(xiě)選擇端 RW， 6腳為使能信號(hào) E， 7到 14腳 為 8位數(shù)據(jù)輸入輸出端口 D0D7， 1 16為背光源引腳。 // 累加和變量清 0 24 } } 顯示電路 顯示方案 為了更加清楚的顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用了 GDM1602A型的 LCD顯示器，能夠方便的編程，該顯示器內(nèi)部集成了字符發(fā)生器，只要將欲顯 示的字符的 ASCII碼按照寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)序?qū)懭?LCD顯示緩沖區(qū)，就可以在液晶屏上顯示了。 // 指針復(fù)位 result = accumulator 8。 // 累加 ADC采樣數(shù)據(jù) int_dec++。 // 啟用 ADC 中斷 } （ 2） ADC中斷服務(wù)程序 void ADC0_ISR (void) interrupt 15 { AD0INT = 0。 // ADC conversion clock = ADC0CF |= 0x00。 // 選擇采樣輸入源 AMX0CF = 0x00。 // ADC0 T3定時(shí)采樣 ,左對(duì)齊 REF0CN = 0x03。 ADC的程序 集成 ADC的靈活性在于可以用程序?qū)ζ渑渲?，根?jù)上述的各個(gè)模塊的敘述，編寫(xiě)以下的程序，對(duì)與 ADC有關(guān)的寄存器進(jìn)行賦值，將 ADC置于設(shè)計(jì)的工作環(huán)境中。如果既不使用 ADC 也不使用 DAC，則這兩位都應(yīng)被清 ?0?以節(jié)省功耗。如果不使用內(nèi)部基準(zhǔn)， REFBE 位可以被清 ?0?。當(dāng)被禁止時(shí)，帶隙基準(zhǔn)和緩沖放大器消耗的電流小于 1μA（典型值），緩沖放大器的輸出進(jìn)入高阻狀態(tài)?；鶞?zhǔn)電壓控制寄存器REF0CN（見(jiàn)圖 ）使能 /禁止內(nèi)部基準(zhǔn)發(fā)生器和選擇 ADC0、 ADC1的基準(zhǔn)輸入。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓可以通過(guò) VREF 引腳連到應(yīng)用系統(tǒng)中的外部器件或圖 所示的電壓基準(zhǔn)輸入引腳。通過(guò)配置 VREF 模擬開(kāi)關(guān)， ADC0 還可以使用 DAC0 的輸出作為內(nèi)部基準(zhǔn)， ADC1 可以使用模擬電源電壓作為基準(zhǔn)。 t=ln（ 2n/SA） R TOTALC SAMPLE (21) ADC的電壓基 準(zhǔn) 電壓基準(zhǔn)電路為控制 ADC 和 DAC 模塊工作提供了靈活性。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，三個(gè) SAR 時(shí)鐘可以滿(mǎn)足跟蹤需要。當(dāng)測(cè)量溫度傳感器的輸出時(shí)， RTOTAL 等于 RMUX。注意：這兩種等效電路的時(shí)間常數(shù)完全相同。該跟蹤時(shí)間由 ADC0 模擬多路器的電阻、 ADC0 采樣電容、外部信號(hào)源阻抗及所要求的轉(zhuǎn)換精度決定。當(dāng) AMUX 或 PGA 的 22 設(shè)置頻繁改變時(shí)，低功耗跟蹤保持方式也非常有用 ，可以保證建立時(shí)間需求得到滿(mǎn)足。當(dāng) CNVSTR 信號(hào)用于在低功耗跟蹤保持方式啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，ADC0 只在 CNVSTR 為低電平時(shí)跟蹤；在 CNVSTR 的上升沿開(kāi)始轉(zhuǎn)換。當(dāng) AD0TM 位為邏輯 ?1?時(shí)， ADC0 工作在低功耗跟蹤保持方式。 （ 2） 跟蹤方式 ADC0CN 中的 AD0TM 位控制 ADC0 的跟蹤保持方式。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)被保存在 ADC數(shù)據(jù)字的 MSB 和 LSB 寄存器： ADC0H 和 ADC0L。 AD0BUSY 位在轉(zhuǎn)換期間被置 ?1?，轉(zhuǎn)換結(jié)束后復(fù) ?0?。 （ 1） 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 有 4 種轉(zhuǎn)換啟動(dòng)方式，由 ADC0CN 中的 ADC0 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換方式位（ AD0CM1，AD0CM0） 的狀態(tài)決定。 PGA 增益可以用軟件編程為 、 8 或 16，復(fù)位后的默認(rèn)增益為 1。有兩個(gè)與 AMUX 相關(guān)的寄存器：通道選擇寄存器 AMX0SL和配置寄存器 AMX0CF。這就允許用戶(hù)對(duì)每個(gè)通道選擇最佳的測(cè)量技術(shù)，甚至可以在測(cè)量過(guò)程中改變方式。注意， PGA0 的增益對(duì)溫度傳感器也起作用。當(dāng) AD0EN 位為 ?0?時(shí)， AD0C 子系統(tǒng)處于低功耗關(guān)斷方式。 AMUX0、PGA0、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式及窗口檢測(cè)器都可用軟件特殊功能寄存器來(lái)控制。由于所選單片機(jī) 已經(jīng)集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所以要做的事情就是配置模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制寄存器。另外，還可以在第一級(jí)與第二級(jí)電路中間加一些如濾波電路等等的功能模擬電路。這是一個(gè)非常方便的設(shè)計(jì)，因?yàn)槲覀儎澐终{(diào)整模塊。 P3MDOUT = 0xff。 P0MDOUT |= 0x01。 } （ 2） 端口初始化 void PORT_Init (void) { XBR1 = 0x14。 0x80)) 。 i++) 。 for (i=0。 單片機(jī)初始化程序 （ 1） 系統(tǒng)時(shí)鐘初始化 void SYSCLK_Init (void) { int i?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)控制寄存器將片內(nèi)的計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器、串行總線、硬件中斷、 ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入、比較器輸出以及微控制器內(nèi)部的其它數(shù)字信號(hào)配置為出現(xiàn)在端口 I/O引腳。這是一個(gè)大的數(shù)字開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到 P0、 P P2和 P3的端口 I/O引腳（見(jiàn)圖 ）。在標(biāo)準(zhǔn) 8051中固定的 “弱上拉 ”可以被總體禁止，這為低功耗應(yīng)用提供了進(jìn)一步節(jié)電的能力。這些端口 I/O的工作情況與標(biāo)準(zhǔn) 8051相似，但有一些改進(jìn)。 可編程數(shù)字 I/O 和交叉開(kāi)關(guān) 該系列 MCU具有標(biāo)準(zhǔn) 8051的端口（ 0、 2和 3）。 窗口比較寄存器可被配置為當(dāng) ADC數(shù)據(jù)位于一個(gè)規(guī)定的范圍之內(nèi)或之外時(shí)向控制器申請(qǐng)中斷。在轉(zhuǎn)換完成后，10或 12位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)字 被鎖存到兩個(gè)特殊功能寄存器中。這種靈活性允許用軟件事件、外部硬件信號(hào)或周期性的定時(shí)器溢出信號(hào)觸發(fā)轉(zhuǎn)換。當(dāng)不同ADC輸入通道之間輸入的電壓信號(hào)范圍差距較大或需要放大一個(gè)具有較大直流偏移的信號(hào)時(shí)（在差分方式， DAC可用于提供直流偏移），這個(gè)放大環(huán)節(jié)是非常有用的。系統(tǒng)控制器可以將 ADC置于關(guān)斷狀態(tài)以節(jié)省功耗。有一個(gè)輸入通道被連到內(nèi)部溫度傳感器，其它 8個(gè)通道接外部輸入。C的電壓基準(zhǔn)可通過(guò) VREF輸出引腳為其它系統(tǒng)部件或片內(nèi) ADC產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。對(duì)于 C8051F020/2器件， ADC0有其專(zhuān)用的 VREF0輸入引腳