【正文】 ED 的 1/5— 1/10 ● 通訊方式：串行、并口可選 ● 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓 ● 無需片選信號，簡化軟件設計 ● 工作溫度 : 0℃ +55℃ , 存儲溫度 : 20℃ +60℃ 模塊接口說明： 表 31 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”, 表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”, 表示 DB7—— DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”, 數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 —— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負端 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 共 43 頁 TLV5638 的簡介 本次設計數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用 TLV5638， TLV5638是 TI公司的 12位 D/A轉(zhuǎn)換器，具有兩個輸出通道，數(shù)據(jù)傳輸接口為 3線的串行接口，該接口能夠與常用的微控制器或者微處理器直接相連。 低電壓低功耗是其又一顯著特點?？梢燥@示 84 行 1616 點陣的漢字 。 LM2587 開 關穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下： ● 僅需極少量外圍元件 ● 一系列標準電感器和變壓器 ● 、 65V的 NPN輸出開關 ● 寬廣的輸入電壓范圍： 4V至 40V ● 電流工作模式可改善瞬態(tài)響應、線路調(diào)節(jié)和限流性能 ● 100 kHz開關頻率 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 共 43 頁 ● 內(nèi)部軟啟動功能降低了啟動中的浪涌電流 ● 限流、欠壓鎖定和熱關斷可保護輸出晶體管 ● 對于線路和負載可保證最大177。在規(guī)定輸入電壓和輸出負載的情況下，供電系統(tǒng)可保證177。此集成電路包含一個 100 kHz固定頻率內(nèi)部振蕩器，允許使用小型磁性元件。電源開關是一個可承受 65V電壓的 NPN器件。數(shù)據(jù)表中包含了升壓型穩(wěn)壓器和回掃式穩(wěn)壓器的典型電路。此器件有 4個不同的輸出電壓型號： 、 、 12V和電壓可調(diào)。由圖及LM2576 系列開關穩(wěn)壓集成電路的特性可以看出，以 LM2576 為核心的開關穩(wěn)壓電源完全可以取代三端穩(wěn)壓器件構(gòu)成的 MCU 穩(wěn)壓電源。為了產(chǎn)生不同的輸出電壓， 通常將比較器的負端接基準電壓 ()，正端接分壓電阻網(wǎng)絡，這樣可根據(jù)輸出電壓的不同選定不同的阻值，其中 R1=1kΩ (可調(diào) ADJ 時開路 )， R2 分別為 kΩ ()、 kΩ (5V)、 kΩ (12V)、 kΩ (15V)和 0(ADJ)，上述電阻依據(jù)型號不同已在芯片內(nèi)部做了精確調(diào)整，因而無需使用者考慮。 LM2576的內(nèi)部框圖如圖 33所示，該框圖的引腳定義對應于五腳 TO220封裝形式。 ● 器件保護：熱關斷及電流限制 。 ● 工作模式控制： TTL 電平兼容 。 ● 控制方式： PWM。 ● 振東頻率： 52kHz。 ● 最高輸入電壓： LM2576 為 40V， LM2576HV 為 60V。這些穩(wěn)壓器件內(nèi)部含有頻率補償和一個固定頻率振蕩器， 將 外部器件大大減少器件，使電路簡單。即定時器 T0、 T T2 11. 外部中斷 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 12. 通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART 13. 工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè)級） 14. PDIP 封裝 圖 32 STC89C52RC 引腳圖 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 共 43 頁 LM2576 簡介 LM2576 系列的穩(wěn)壓器是 單 集成電路，能提供降壓開關穩(wěn)壓器（ Buck 型）的各種功能，能驅(qū)動 3A 的負載，有優(yōu)異的線性和負載調(diào)整能力。 主要特性如下： 1. 增強型 8051單片機， 6時鐘 /機器周期和 12時鐘 /機器周期可以任意選擇，指令 代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 2. 工作電壓： ～ （ 5V單片機） /～ （ 3V 單片機） 第 8 頁 共 43 頁 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 3. 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當于普 通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作頻率可達 48MHz 4. 用戶應用程序空間為 8K 字節(jié) 5. 片上集成 512字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口（ 32 個），復位后為： P1/P2/P3/P4 是準雙向口 /弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 因為 是可調(diào)控制，調(diào)節(jié) 按鍵 可以輸出不同 的電壓以及按照不同的步進增加或降低電壓。系統(tǒng)的總體框圖如圖 31 所示。 由 單片機 STC89C52 作為控制器 。 方案論證：確定選擇采用方案二。 方案二：為了提高單片機的資源利用率，按鍵部分使用 4*4 矩陣式鍵盤。 鍵盤輸入模塊 方案一：采用傳統(tǒng)的獨立式按鍵。使用時也直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。 但是 1602 顯示過于簡單，不能顯示文字。使用時直接編寫軟件程序按一定的時序驅(qū)動即可。 方案二： 1602 液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16*2 即 32 個字符。 第 6 頁 共 43 頁 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 顯示模塊 方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示。 方案論證 ： 經(jīng)過綜合比較可以知道方案二的硬件電路要比方案一的簡單，但是在軟件方面恰好相反，方案三帶負載的能力較差。這種特別的調(diào)制過程可以保證高達 80％的效率，而且只需外接陶瓷電容。 方案三： 電容式開關電源它們能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產(chǎn)生負電壓。 Buck— Boost 型 DCDC 變換器計算 公式： Vo=(Vi)* D/（ 1D） 公式（ 25） ， D為充電占空比，既 S導通時間。當開關閉合 與 開 關 斷 開 的 狀 態(tài) 達 到 平 衡 時 , 增 加 的 磁 通 等 于 減 少 的 磁 通 ，(Vi)*Ton=(Vo)*Toff 公式（ 24） ，根據(jù) Ton 比 Toff 值不同，可能 Vi Vo，也可能 ViVo。當開關閉合時，此時電感由電壓 (Vi)勵磁，電感增加的磁通為：(Vi)*Ton。升降壓的 Buck— Boost 基本原理如下圖 24所示。當開關閉合與開關斷開的狀態(tài)達到平衡時， (ViVo)*Ton=(Vo)*Toff 公式（ 23） ，由于占空比 D1，所以 ViVo，實現(xiàn)降壓功能。 當開關閉合時，加在電感兩端的電壓為 (ViVo)，此時電感由電壓 (ViVo)勵磁，電感增加的磁通為： (ViVo)*Ton 公式（ 22） 。 降壓 Buck 型 DCDC 變換器拓撲圖的基本原理如下圖 23 所示。這樣，調(diào)節(jié)占空比 d 就可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓。 圖 22 Boost 型 DCDC變換器拓撲圖 SW 是受控制電路決定的周期性導通的開關， L為升壓電感， D為續(xù)流二極管，C為濾波電容。 方案如下圖 21所示，采用 Boost 升壓變壓器可實現(xiàn)電壓的升高，采用 Buck 降壓變壓器可實現(xiàn)電壓的降低，采用先升壓后降壓的模式，以 STC89C52為控制核心，用外部的 AD（模數(shù)轉(zhuǎn)換）對輸出 電壓、 電流大小進行檢測并用 LCD 顯示，用 DA（數(shù)模轉(zhuǎn)換） 控制輸出電壓的大小。 方案論證：從題目要求以及以上方案來看，我們選擇方案三比較 合理。因此，對于本設計來說是不想適應的。 方 案二：采用 89C2051 開發(fā)制造產(chǎn)品 ,因為 2051 看起來體積比較小 ,功能也較全面 .但是 2051 不是標準的 51 內(nèi)核，所以 89C2051 的程序不能直接移植到 51上?？梢赃_到題目所要求的 10Hz～ 1MHz 的范圍，但精確度會隨著頻率的增大而難以控制，失真度也會隨之增大。采用 XR2206 信號發(fā)生器，可以產(chǎn)生三個頻率完全相同的信號，為正弦波、方波和三角波。 根據(jù)對題目的要求以及對基本要求和發(fā)揮部分的理解，將對本次設計進行方案的論證以及選擇，以達到一個較好的設計成果。 問題總結(jié) 根據(jù)本次畢業(yè)設計的指標要求，以及開關穩(wěn)壓電源具有 效率高，重量輕，可升、降壓，輸出功率大等優(yōu)點 ，利用開關穩(wěn)壓電源技術可以很輕松的完成本設計，并能輕松達到要求。此外 ， 還要求開關電源效率要更高 、 性能更好 、 可靠性更高等。隨第 2 頁 共 43 頁 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 著超大規(guī)模集成芯片尺寸的不斷減小 ， 電源的尺寸與微處理器相比要大得多 ， 而航天、潛艇、軍用開關電源以及用電池的便攜式電子設備 (如手提計算機、移動電話等 )更需要小型化、輕量化的電源。隨著脈寬調(diào)制 (PWM)技術的發(fā)展 ， PWM 開關電源問世 ， 它的特點是用 20kHz 的載波進行脈沖寬度調(diào)制 ， 電源的效率可達 65%~70%， 而線性電源的效率只有 30~40。開關穩(wěn)壓電源 (以下簡稱開關電源 )問世后 ， 在很多領域逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和晶閘管相控電源。 開關穩(wěn)壓電源簡介 根據(jù)調(diào)整管的工作狀態(tài) ， 常把穩(wěn)壓電源分成兩類 ： 線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源。 （ 2）能對輸出電壓進行鍵盤設定和步進調(diào)整，步進值小于等于 1V，同時具有輸出電壓、電流的測量和數(shù)字顯示功能。 （ 2） U2 從 15V 變到 25V 時，電壓調(diào)整率 SU≤ 5%（ IO=） （ 3） IO 從 0 變到 時，負載調(diào)整率 SI≤ 5%（ U2=18V） （ 4） 輸出噪聲紋波電壓峰 峰值 UOPP≤ （ U2=20V,UO=30V,IO=） （ 5） DCDC變換器的效率 ?≥ 50%（ U2=20V,UO=30V,IO=） 發(fā)揮部分： （ 1） 具有過流保護功能，動作電流 IO（ th） =177。 技術指標 根據(jù)本次設計技術指標，電源首先應該滿足設計的基本要求，在能力范圍內(nèi)，完成發(fā)揮部分的設計。本系統(tǒng)具有調(diào)整速度快，精度高，電壓調(diào)整率低，負載調(diào)整率低，效率高，無需另加輔助電源板，輸出紋波小及過流保護等優(yōu)點。該系統(tǒng)主要由最小單片機系統(tǒng)，開關電源 DCDC 模塊電路， A/D 信號采集以及D/A 控制輸出和過流保護部分、顯示部分等組成。但是由于電路工作在開關狀態(tài)，所以噪聲比較大。 指導教師 意見 簽字： 年 月 日 審核小組意見 組長簽字： 年 月 日 裝 訂 線 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 共 4 頁 摘要 開關電源是一種比較新型的電源。 通過對上述三種方案的論證和比較，很容易看出，采用方案一，電路比較簡單，軟件設計也相對簡單，輸出精度高、易于制作、開關工作效率高故采用了方案一。 （ 3）方案三 ： 使用電容式開關電源它們能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產(chǎn)生負電壓。 方案論證 （ 1）方案一 ： 做兩級的非隔離型的 DC/DC變換，采用 Boost升壓變壓器可實現(xiàn)電壓的升高，采用 Buck降壓變壓器可實現(xiàn)電壓的降低，采用先升壓后降壓的模式，以 STC89C52為控制核心。 在 航天、潛艇、軍用 等方面得到了廣泛的使用以及發(fā)展。 成果提交形式 完 成硬件及軟件設計，并編寫設計說明書一份及制作實物一套 設計進度安排 20 01到 29完成 相 關資料的復習與查閱 ； 20 30到 10查閱相關資料完成實物的制作 ； 20 11到 21完成實物的調(diào)試以及修改、以便達到相應的要求 ； 20 22到 02根據(jù)實物以及相關資料完成論文的撰寫 ； 20 03到 10完成答辯