開關(guān)電源設(shè)計與制作

1、 自動化專業(yè)綜合課程設(shè)計2課程設(shè)計報告題 目： 開關(guān)電源設(shè)計與制作 院 （系）： 機電與自動化學院 專業(yè)班級： 自動化0803 學生姓名： 程杰 學 號： 20081184111 指導教師： 雷丹 2011年11月14日至2011年12月2日華中科技大學武昌分校制目 錄1開關(guān)電源簡介21.1開關(guān)電源概述21.2開關(guān)電源的分類31.3開關(guān)電源特點41.4開關(guān)電源的條件41.5開關(guān)電源發(fā)展趨勢42課程設(shè)計目的53課程設(shè)計題目描述和要求54課程設(shè)計報告內(nèi)容54.1開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)54.2系統(tǒng)總體電路框架6 4.3變換電路的選擇64.4控制方案74.5 控制器的選擇84.5.1 C8051F020的內(nèi)

2、核84.5.2 片內(nèi)存儲器84.5.3 12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器94.5.4 單片機初始化程序94.6 輸出采樣電路104.6.1 信號調(diào)節(jié)電路104.6.2 信號的采樣114.6.3 ADC 的工作方式114.6.4 ADC的程序124.7 顯示電路134.7.1 顯示方案134.7.2 顯示程序145總結(jié)16參考文獻 171開關(guān)電源簡介1.1開關(guān)電源概述 開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。它運用功率變換器進行電能變換，經(jīng)過變換電能，可以滿足各種對參數(shù)的要求。這些變換包括交流到直流(AC-DC，即整流)，直流到交流(DC-AC，即逆變)，交

3、流到交流(AC-AC，即變壓)，直流到直流(DC-DC)。廣義地說，利用半導體功率器件作為開關(guān)，將一種電源形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N電源形式的主電路都叫做開關(guān)變換器電路；轉(zhuǎn)變時用自動控制閉環(huán)穩(wěn)定輸出并有保護環(huán)節(jié)則稱為開關(guān)電源（SwitchingPower Supply)。 將一種直流電壓變換成另一種固定的或可調(diào)的直流電壓的過程稱為DC-DC交換完成這一變幻的電路稱為DC-DC轉(zhuǎn)換器。根據(jù)輸入電路與輸出電路的關(guān)系，DC-DC 轉(zhuǎn)換器可分為非隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器和隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器。降壓型DC-DC 開關(guān)電源屬于非隔離式的。降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器主電路圖如1： 圖1 降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器主電路其中，

4、功率IGBT為開關(guān)調(diào)整元件，它的導通與關(guān)斷由控制電路決定；L和C為濾波元件。驅(qū)動VT導通時，負載電壓Uo=Uin，負載電流Io按指數(shù)上升；控制VT關(guān)斷時，二極管VD可保持輸出電流連續(xù)，所以通常稱為續(xù)流二極管。負載電流經(jīng)二極管VD續(xù)流，負載電壓Uo近似為零，負載電流呈指數(shù)曲線下降。為了使負載電流連續(xù)且脈動小，通常串聯(lián)L值較大的電感。至一個周期T結(jié)束，在驅(qū)動VT導通，重復上一周期過程。當電路工作于穩(wěn)態(tài)時，負載電流在一個周期的初值和終值相等。負載電壓的平均值為： （1）式中，ton為VT處于導通的時間，toff為VT處于關(guān)斷的時間；T為開關(guān)管控制信號的周期，即ton+toff；為開關(guān)管導通時間與控制

5、信號周期之比，通常稱為控制信號的占空比。從該式可以看出，占空比最大為1，若減小占空比，該電路輸出電壓總是低于輸入電壓，因此將其稱為降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器。負載電流的平均值為（式2）： （2） 若負載中電感值較小，則在VT管斷后，負載電流會在一個周期內(nèi)衰減為零，出現(xiàn)負載電流斷續(xù)的情況。1.2開關(guān)電源的分類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)形式很多，按PWM方式來分有以下幾種。（1）反激式變換器 所謂反激式是指變壓器的初級極性與次級極性相反。如果變壓器的初級上端為正，則次級上端為負。反激式變換器效率高，線路簡單，能提供多路輸出，所以得到了廣泛應用。但是在次級輸出的電壓中，有較大的紋波電壓。為了解決這一問題，只有加大輸

6、出慮波電容和電感，但這樣做的結(jié)果是增大了電源的體積。（2）反激式雙晶體管變換器 開關(guān)電源的功率在200W以上，不宜采用單管反激式電路，這時可以利用反激式雙晶體管結(jié)構(gòu)，兩管可用雙極型晶體管或長效應管。其中場效應管特別適用，無論是固定頻率，可變頻率，完全和不完全能量傳遞方式，用場效應管代替雙極型晶體管是首選方案。（3）正激式變換器 正激式變換器純粹是個隔離元件，它是利用電感L儲能及傳遞電能的。變壓器的初級和次級線圈是相同的同名端，由于電感L的存在，它的電感折算到初級，使初級電感增大，而電流卻減小。正激式變換器的優(yōu)點是銅耗低，因為使用無氣隙磁芯，電感量較高，變壓器的峰值電流比較小，輸出電壓紋波低；缺

7、點是電路較為復雜，所用元器件多，如果有假負載存在，效率較低。它適用于低電壓，大電流的開關(guān)電源，多用于150W以下的小功率場合。它還具有多臺電源并聯(lián)使用而互不影響的特點，而且可以自動均很，而反激式卻做不到這點。（4）正激式雙晶體管變換器 正激式雙晶體管是在單管正激式的電路上再串接一只三極管而組成的，這對于高壓大功率的開關(guān)電源來說更加安全可靠。安全可靠是最大的效益，所以，雙管正激式變換器得到了廣泛應用。（5）半橋式變換器 為了減小開關(guān)三極管的電壓應力，可以采用半橋式變換器，它是離線式開關(guān)電源較好的拓撲結(jié)構(gòu)。（6）橋式變換器（7）推挽式變換器 推挽式變換器的電路比較復雜，尤其是變壓器的初級和次級都需

8、要兩個繞組，但是它的利用率高，效率高，輸出紋波電壓小，適合用于百瓦級至千瓦級的開關(guān)電源中。（8）RCC變換器 RCC變換器是節(jié)流式阻尼變換器，是一種自激式振蕩電路，它的工作頻率隨著輸入電壓的高低和輸出電流的大小而變化。因此，在高功率、大電流場合，它的工作不很穩(wěn)定，只適用于50W以下的小功率場合。但是其電路簡單，成本低，制作、調(diào)試容易，因此，有一定的應用價值。1.3開關(guān)電源特點（1）節(jié)能（效率一般可達85%以上）；（2）體積小，重量輕；（3）具有各種保護功能；（4）改變輸出電流、電壓容易，穩(wěn)定，可控1.4開關(guān)電源的條件開關(guān)電源的條件有三個：（1）.開關(guān)：電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀；（

9、2）.高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻；（3）.直流：開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流。1.5技術(shù)追求和發(fā)展趨勢開關(guān)電源的技術(shù)追求和發(fā)展趨勢可以概括為以下四個方面：（1） 小型化、薄型化、輕量化、高頻化開關(guān)電源的體積、重量主要是由儲能元件（磁性元件和電容）決定的，因此開關(guān)電源的小型化實質(zhì)上就是盡可能減小其中儲能元件的體積。在一定范圍內(nèi)，開關(guān)頻率的提高，不僅能有效地減小電容、電感及變壓器的尺寸，而且還能夠抑制干擾，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。因此，高頻化是開關(guān)電源的主要發(fā)展方向。（2） 高可靠性開關(guān)電源使用的元器件比連續(xù)工作電源少數(shù)十倍，因此提高了可靠性。從壽命角度出發(fā)，電解電容、光耦合器

10、及排風扇等器件的壽命決定著電源的壽命。所以，要從設(shè)計方面著眼，盡可能使用較少的器件，提高集成度。這樣不但解決了電路復雜、可靠性差的問題，也增加了保護等功能，簡化了電路，提高了平均無故障時間。（3） 低噪聲開關(guān)電源的缺點之一是噪聲大。單純地追求高頻化，噪聲也會隨之增大，采用部分諧振轉(zhuǎn)換回路技術(shù)，在原理上既可以提高頻率又可以降低噪聲。所以，盡可能地降低噪聲影響是開關(guān)電源的又一發(fā)展方向。（4） 采用計算機輔助設(shè)計和控制采用CAA和CDD技術(shù)設(shè)計最新變換拓撲和最佳參數(shù)，使開關(guān)電源具有最簡結(jié)構(gòu)和最佳工況。在電路中引入微機檢測和控制，可構(gòu)成多功能監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時檢測、記錄并自動報警等。2課程設(shè)計目的（1

11、）熟練掌握選用芯片各引腳的功能及控制原理（2）理解設(shè)計的開關(guān)電源整體工作原理3課程設(shè)計題目描述和要求（1）設(shè)計和制作12V,15V,24V,36V中任一種開關(guān)電源并利用單片機檢測顯示電壓 。 （2）采用隔離或非隔離變換電路。（3）采用TOP或PWM芯片實現(xiàn)。4課程設(shè)計報告內(nèi)容4.1開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)第一類：變換電路（圖2）：含開關(guān)電路、輸出隔離（變壓器）電路等，是開關(guān)電源電源變換的主通道，完成對帶有功率的電源波形進行斬波調(diào)制和輸出。（如：正激、反激電路） 圖2 變換電路輸入電路的作用：（1）線性濾波電路抑制諧波和噪聲 （2）浪涌濾波電路抑制來自電網(wǎng)的浪涌電流控制電路：向驅(qū)動電路提供調(diào)制后的矩形脈

12、沖，達到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。TOP芯片（ TOPSwitch-）（圖3）圖3 TOP芯片TOPSwitch-的三個管腳分別為控制端C（CONTROL）、源極S（SOURCE）、漏極D（DRAIN）。第二類：開關(guān)穩(wěn)壓電源（如圖4） 圖4 開關(guān)穩(wěn)壓電源4.2.系統(tǒng)總體電路框架圖5 系統(tǒng)總體電路4.3變換電路的選擇 Boost升壓電路是一種開關(guān)直流升壓電路，它可以是輸出電壓比輸入電壓高。（如圖6）調(diào)試時應注意:（1）不能開路必須有一定負載（2）容易燒壞開關(guān)管控制問題 圖6 Boost升壓電路4.4控制方案UC3842是美國Unitrode公司生產(chǎn)的一種高性能的固定頻率電流型脈寬集成控制芯片，是專門用

13、于構(gòu)成正激型和反激型等開關(guān)電源的控制電路。其主要優(yōu)點是電壓調(diào)整率可以達到0.01%，工作頻率高達500 kHz，啟動電流小于1 mA，外圍元件少。它適合做20 W80 W的小型開關(guān)電源。其工作溫度為0 70，最高輸入電壓30 V，最大輸出電流1 A，能驅(qū)動雙極型功率管和MOSFET。UC3842采用DIP-8形式封裝。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和各引腳的功能見有關(guān)手冊。UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可調(diào)制方式，共有8個引腳(圖8.1)，各引腳功能如下：腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V基準電壓進行比較，產(chǎn)生誤

14、差電壓，從而控制脈沖寬度；腳為電流檢測輸入端，當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài)；腳為定時端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率有外接的阻容時間常數(shù)決定，f=1.72/RTCT；腳為公共地端；腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns驅(qū)動能力為±1A；腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；腳為5V基準電壓輸出端，有50mA的負載能力。 圖7 UC3842典型應用 圖8 UC3842引腳圖 圖9 UC3842應用圖此電路結(jié)構(gòu)簡單，容易布線，成本低。但是，UC3842的采樣電壓不是從輸出端取到的，輸出電壓穩(wěn)壓精度不高，只適合于用在負載較小的場

15、合。4.5控制器的選擇 隨著半導體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的高集成度微控制器，與通用的51單片機相比，這些控制器有很多的優(yōu)點。如多級流水線的內(nèi)核，高集成度的數(shù)字外設(shè)，根據(jù)設(shè)計的需要選擇的控制器是silicon 公司的C8051F020單片機。4.5.1 C8051F020的內(nèi)核該與8051 完全兼容C8051F020 系列器件使用Silicon Labs 的專利CIP-51 微控制器內(nèi)核。CIP-51 與MCS-51TM指令集完全兼容，可以使用標準803x/805x 的匯編器和編譯器進行軟件開發(fā)。CIP-51 內(nèi)核具有標準8052 的所有外設(shè)部件，包括5 個16 位的計數(shù)器/定時器、

16、兩個全雙工UART、256 字節(jié)內(nèi)部RAM、128 字節(jié)特殊功能寄存器（SFR）地址空間及8/4 個字節(jié)寬的I/O 端口。速度提高CIP-51 采用流水線結(jié)構(gòu)，與標準的8051 結(jié)構(gòu)相比指令執(zhí)行速度有很大的提高。在一個標準的8051 中，除MUL 和DIV 以外所有指令都需要12 或24 個系統(tǒng)時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率為12-24MHz。而對于CIP-51 內(nèi)核，70%的指令的執(zhí)行時間為1 或2 個系統(tǒng)時鐘周期，只有4 條指令的執(zhí)行時間大于4 個系統(tǒng)時鐘周期。CIP-51 共有111 條指令。4.5.2 片內(nèi)存儲器CIP-51 有標準的8051 程序和數(shù)據(jù)地址配置。它包括256 字節(jié)的數(shù)據(jù)R

17、AM，其中高128字節(jié)為雙映射。用間接尋址訪問通用RAM 的高128 字節(jié)，用直接尋址訪問128 字節(jié)的SFR地址空間。數(shù)據(jù)RAM 的低128 字節(jié)可用直接或間接尋址方式訪問。前32 個字節(jié)為4 個通用寄存器區(qū)，接下來的16 字節(jié)既可以按字節(jié)尋址也可以按位尋址。C8051F020/1/2/3 中的CIP-51 還另有位于外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間的4K 字節(jié)的RAM 塊和一個可用于訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的外部存儲器接口（EMIF）。這個片內(nèi)的4K 字節(jié)RAM 塊可以在整個64K 外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間中被尋址（以4K 為邊界重疊）。外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間可以只映射到片內(nèi)存儲器、只映射到片外存儲器、或兩

18、者的組合（4K 以下的地址指向片內(nèi)，4K 以上的地址指向EMIF）。EMIF 可以被配置為地址/數(shù)據(jù)線復用方式或非復用方式。MCU 的程序存儲器包含64K 字節(jié)的FLASH。4.5.3 12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器C8051F020/1有一個片內(nèi)12位SAR ADC（ADC0），一個9通道輸入多路選擇開關(guān)和可編程增益放大器。該ADC工作在100ksps的最大采樣速率時可提供真正的12位精度，INL為±1LSB。C8051F022/3有一個片內(nèi)10位SAR ADC，技術(shù)指標和配置選項與C8051F020/1的ADC類似。ADC0的電壓基準可以在DAC0輸出和一個外部VREF引腳之間選擇。對于C8

19、051F020/2器件，ADC0有其專用的VREF0輸入引腳；對于C8051F021/3器件，ADC0與8位的ADC1共享VREFA輸入引腳。片內(nèi)15ppm/°C的電壓基準可通過VREF輸出引腳為其它系統(tǒng)部件或片內(nèi)ADC產(chǎn)生基準電壓。ADC完全由CIP-51通過特殊功能寄存器控制。有一個輸入通道被連到內(nèi)部溫度傳感器，其它8個通道接外部輸入。8個外部輸入通道的每一對都可被配置為兩個單端輸入或一個差分輸入。系統(tǒng)控制器可以將ADC置于關(guān)斷狀態(tài)以節(jié)省功耗?？删幊淘鲆娣糯笃鹘釉谀M多路選擇器之后，增益可以用軟件設(shè)置，從0.5到16以2的整數(shù)次冪遞增。當不同ADC輸入通道之間輸入的電壓信號范圍差

20、距較大或需要放大一個具有較大直流偏移的信號時（在差分方式，DAC可用于提供直流偏移），這個放大環(huán)節(jié)是非常有用的。A/D轉(zhuǎn)換有4種啟動方式：軟件命令、定時器2溢出、定時器3溢出和外部信號輸入。這種靈活性允許用軟件事件、外部硬件信號或周期性的定時器溢出信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束由一個狀態(tài)位指示，或者產(chǎn)生中斷（如果中斷被使能）。在轉(zhuǎn)換完成后，10或12位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)字被鎖存到兩個特殊功能寄存器中。這些數(shù)據(jù)字可以用軟件控制為左對齊或右對齊。窗口比較寄存器可被配置為當ADC數(shù)據(jù)位于一個規(guī)定的范圍之內(nèi)或之外時向控制器申請中斷。ADC可以用后臺方式監(jiān)視一個關(guān)鍵電壓，當轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)位于規(guī)定的窗口之內(nèi)時才向控制器申請中

21、斷。 單片機初始化程序（1） 系統(tǒng)時鐘初始化void SYSCLK_Init (void) int i; OSCXCN = 0x67; for (i=0; i < 256; i+) ; while (!(OSCXCN & 0x80) ; OSCICN = 0x88; （2） 端口初始化void PORT_Init (void) XBR1 = 0x14; XBR2 = 0x40; P0MDOUT |= 0x01; P2MDOUT = 0xe0; P3MDOUT = 0xff; 4.6 輸出采樣電路4.6.1 信號調(diào)節(jié)電路圖8中，第一級是電壓衰減，第二級是電壓校正。這是一個非常方便的

22、設(shè)計，因為我們劃分調(diào)整模塊。輸入電壓擺動范圍可以通過改變電阻R3來調(diào)整，電壓校正可以通過R5調(diào)節(jié)，這些參數(shù)都是獨立的，能夠毫無影響的來配置這些值。另外，還可以在第一級與第二級電路中間加一些如濾波電路等等的功能模擬電路。圖 8 信號調(diào)節(jié)電路 信號的采樣 模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電路，通常采用的是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。由于所選單片機已經(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。 C8051F020/1 的ADC0 子系統(tǒng)包括一個9 通道的可編程模擬多路選擇器（AMUX0），一個可編程增益放大器（PGA0）和一個100ksps、12 位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC，ADC中集成了跟蹤保持電路

23、和可編程窗口檢測器。AMUX0、PGA0、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式及窗口檢測器都可用軟件特殊功能寄存器來控制。只有當ADC0 控制寄存器中的AD0EN 位被置1時ADC0 子系統(tǒng)（ADC0、跟蹤保持器和PGA0）才被允許工作。當AD0EN 位為0時，AD0C 子系統(tǒng)處于低功耗關(guān)斷方式。4.6.3 ADC 的工作方式 ADC0 的最高轉(zhuǎn)換速度為100ksps，其轉(zhuǎn)換時鐘來源于系統(tǒng)時鐘分頻，分頻值保存在寄存器ADC0CF 的ADCSC 位。（1） 啟動轉(zhuǎn)換有4 種轉(zhuǎn)換啟動方式，由ADC0CN 中的ADC0 啟動轉(zhuǎn)換方式位（AD0CM1，AD0CM0）的狀態(tài)決定。轉(zhuǎn)換觸發(fā)源有：向ADC0CN 的AD0BUSY

24、位寫1；定時器3 溢出（即定時的連續(xù)轉(zhuǎn)換）；外部ADC 轉(zhuǎn)換啟動信號的上升沿，CNVSTR；定時器2 溢出（即定時的連續(xù)轉(zhuǎn)換）。AD0BUSY 位在轉(zhuǎn)換期間被置1，轉(zhuǎn)換結(jié)束后復0。AD0BUSY 位的下降沿觸發(fā)一個中斷（當被允許時）并將中斷標志AD0INT（ADC0CN.5）置1。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。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在寄存器對ADC0H:ADC0L 中的存儲方式可以是左對齊或右對齊，由ADC0CN 寄存器中AD0LJST 位的編程狀態(tài)決定。（2） 跟蹤方式ADC0CN 中的AD0TM 位控制ADC0 的跟蹤保持方式。在缺省狀態(tài)，除了轉(zhuǎn)換期間

25、之外ADC0 輸入被連續(xù)跟蹤。當AD0TM 位為邏輯1時，ADC0 工作在低功耗跟蹤保持方式。在該方式下，每次轉(zhuǎn)換之前都有3 個SAR 時鐘的跟蹤周期（在啟動轉(zhuǎn)換信號有效之后）。當CNVSTR 信號用于在低功耗跟蹤保持方式啟動轉(zhuǎn)換時，ADC0 只在CNVSTR 為低電平時跟蹤；在CNVSTR 的上升沿開始轉(zhuǎn)換。當整個芯片處于低功耗待機或休眠方式時，跟蹤可以被禁止（關(guān)斷）。當AMUX 或PGA 的設(shè)置頻繁改變時，低功耗跟蹤保持方式也非常有用，可以保證建立時間需求得到滿足。（3） 建立時間要求當ADC0 輸入配置發(fā)生改變時（AMUX 或PGA 的選擇發(fā)生變化），在進行一次精確的轉(zhuǎn)換之前需要有一個最

26、小的跟蹤時間。該跟蹤時間由ADC0 模擬多路器的電阻、ADC0 采樣電容、外部信號源阻抗及所要求的轉(zhuǎn)換精度決定。 給出了單端和差分方式下等效的ADC0 輸入電路。注意：這兩種等效電路的時間常數(shù)完全相同。對于一個給定的建立精度（SA），所需要的ADC0 建立時間可以用如下方程見式（3）估算。當測量溫度傳感器的輸出時，RTOTAL 等于RMUX。注意：在低功耗跟蹤方式，每次轉(zhuǎn)換需要用三個SAR 時鐘跟蹤。對于大多數(shù)應用，三個SAR 時鐘可以滿足跟蹤需要。ADC0 建立時間要求,SA 是建立精度，用一個LSB 的分數(shù)表示（例如，建立精度0.25 對應1/4 LSB）t 為所需要的建立時間，以秒為單位

27、RTOTAL 為ADC0 模擬多路器電阻與外部信號源電阻之和n 為ADC0 的分辨率，用比特表示見式（1）。t=ln（2n/SA）×RTOTAL×CSAMPLE (1) ADC的程序集成ADC的靈活性在于可以用程序?qū)ζ渑渲?，根?jù)上述的各個模塊的敘述，編寫以下的程序，對與ADC有關(guān)的寄存器進行賦值，將ADC置于設(shè)計的工作環(huán)境中。(1) ADC配置程序void ADC0_Init (void) ADC0CN = 0x04; / ADC0 T3定時采樣,左對齊 REF0CN = 0x03; / 啟用內(nèi)部基準源 AMX0SL = AMX0SL_AIN; / 選擇采樣輸入源 AMX0

28、CF = 0x00; / AIN1為單端輸入 ADC0CF = (SYSCLK/2500000) << 3; / ADC conversion clock = 2.5MHz ADC0CF |= 0x00; / PGA gain = 2 EIE2 |= 0x02; / 啟用 ADC 中斷 （2） ADC中斷服務程序void ADC0_ISR (void) interrupt 15 AD0INT = 0; / 清 ADC 中斷標志位 accumulator += ADC0; / 累加ADC采樣數(shù)據(jù) int_dec+; / 指針加1 if (int_dec = INT_DEC) / 累加

29、完了嗎？ int_dec = 0; / 指針復位 result = accumulator >> 8; accumulator = 0L; / 累加和變量清0 4.7 顯示電路4.7.1 顯示方案為了更加清楚的顯示各項數(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碼按照寫數(shù)據(jù)的時序?qū)懭隠CD顯示緩沖區(qū)，就可以在液晶屏上顯示了。主要的技術(shù)參數(shù)有顯示容量：16×2個字符，芯片工作電壓：4.5-5.5V,工作電流：2.0mA(5.0V),模塊最佳工作電壓：5.0V,字符尺寸：2.95*4.35（W

30、*H）mm。接口信號說明：1、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號VL，4腳為數(shù)據(jù)、命令選擇端RS，5腳為讀寫選擇端RW，6腳為使能信號E，7到14腳為8位數(shù)據(jù)輸入輸出端口D0-D7，15、16為背光源引腳。 初始化過程（復位過程）：延時15ms，寫指令38H（不檢測忙信號），延時5ms，重復三次，以后每次寫指令，讀寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測lcd工作狀態(tài)，等待39us后寫入顯示開關(guān)控制字，在等待39us，寫入清屏命令，等待1.53ms，寫入模式控制字，然后初始化結(jié)束。以下為初始化程序：圖9 C8051F020與lcd接口電路void LCD_Init(void) P2

31、= 0X80; for(x=0;x<50000;x+); /P7 = 0x30; /*一行顯示*/ P3 = 0x38; /*兩行顯示*/ P2 = 0X00;/0x08; P2 = 0X80;/0x09; for(x=0;x<1000;x+); P3 = 0x0c;/ P3 = 0x0e; P2 = 0x00; P2 = 0x80; for(x=0;x<1000;x+); P3= 0x06; P2 = 0x00; P2 = 0x80; for(x=0;x<5000;x+); P3 = 0x01; P2 = 0x00; P2 = 0x80; for(x=0;x<5

32、000;x+);4.7.2 顯示程序Transform函數(shù)的功能是將采樣與檢測值經(jīng)過計算后分離轉(zhuǎn)換成顯示用的ASCII碼，并寫入顯示緩存區(qū)。Display函數(shù)控制LCD控制器將顯示緩存區(qū)的數(shù)據(jù)顯示到液晶屏幕上。void transform(void) voltage = (int)(RATE*result*1000);NCDdata3 = (voltage/10000)%10 +0x30;NCDdata4 = (voltage/1000)%10 +0x30;NCDdata6 = (voltage/100)%10 +0x30;NCDdata7 = (voltage/10)%10 +0x30;NC

33、Ddata8 = voltage%10 +0x30;timer_buf = (int)(cos(T_power*Rate_power)*1000);Netdata6= (timer_buf/100)+0x30;Netdata7= (timer_buf/10)%10+0x30;Netdata8=(timer_buf)%10+0x30;void display(void) static unsigned char data1;P2 = 0X80; /設(shè)置第一行的顯示位置 P3 = 0x80; P2 = 0x00; P2 = 0x80; for(x=0;x<1000;x+); P2 = 0xA

34、0; /準備送數(shù)據(jù) for(x=0;x<5000;x+); lcdpoint=&NCDdata; /取地址 for(lcd_data_count=10;lcd_data_count>0;lcd_data_count-)/顯示第一行 data1=*lcdpoint; /讀出數(shù)據(jù) P3 = data1; /寫數(shù)據(jù)到端口 P2 = 0X20; P2 = 0XA0; /控制LCD lcdpoint+; for(x=0;x<5000;x+); /設(shè)置第二行的顯示位置 P2 = 0X80; P3 = 0xc0; P2 = 0x00; P2 = 0x80; for(x=0;x<

35、;1000;x+); lcdpoint=&Netdata; for(lcd_data_count=9;lcd_data_count>0;lcd_data_count-)/顯示第二行 data1=*lcdpoint; P3 = data1; P2 = 0xA0; P2 = 0x20; lcdpoint+; for(x=0;x<5000;x+); 5總結(jié)通過本次課程設(shè)計，我更加深刻地理解了直流斬波電路以及開關(guān)電源，了解了開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計過程和實現(xiàn)的功能。使我了解到開關(guān)電源在電子設(shè)備、電力設(shè)備和通信系統(tǒng)的直流供電中得到廣泛應用，在高頻開關(guān)電源中，DC-DC變換是其核心。 首先，平時學習時，自我感覺良好，根本就沒有仔細取思考我們所學的那些電路原理以及是否有改進的可能性，只是滿足于知道了書上的結(jié)論。所以當老師的課題布置下來后，我去圖書館借來了相關(guān)書籍，把書看過兩篇之后，把我認為與此次設(shè)計相關(guān)的內(nèi)容作了相應的記錄。把設(shè)計的大體方向確定下來。完成這一步的時候，我還以為不怎么有困難。但是，后來發(fā)現(xiàn)還有很多問題需要注意。其次，在元器件定額時，輸出回路濾波電容的定額與扼流電感的定額。我查看了好幾篇書籍，才勉強得出了結(jié)論。再次，就是一些細節(jié)上的問題，在設(shè)計