科技創(chuàng)新第051組組長(zhǎng)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、摘要：本設(shè)計(jì)包括了DC-DC 開(kāi)關(guān)電源及其控制系統(tǒng)的主要功能、系統(tǒng)框圖，系統(tǒng)硬件以及軟班級(jí)學(xué)號(hào)具體負(fù)責(zé)的工作F08030035080309223總體設(shè)計(jì)、DC-DC 模塊和測(cè)試模塊硬件部 分的調(diào)試、編程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)材料整理F08030035080309236DC-DC 模塊和測(cè)試模塊硬件部分的調(diào)試、工藝、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)材料整理胡誠(chéng)誠(chéng)F08030035080309214控制模塊中曲線擬合部分的研究、工藝、實(shí)驗(yàn)最終撰寫(xiě)件的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，調(diào)試分析，針對(duì)用戶操作的詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)系統(tǒng)中某幾個(gè)部分的深入擴(kuò)展研究，心得體會(huì)和實(shí)物題。等等，包括了與此相關(guān)的理論和實(shí)踐中的各種問(wèn)：DC-DC；開(kāi)關(guān)電源；開(kāi)環(huán)控制

2、；閉環(huán)控制ABSTRACTThis report includes detailed explanations of inner workings of the DC-witchinger supply;which includes the designing and implemenions of its control systems, major functions, requiredhardware and software. The design specifications, plus the debugging prouser instructions manual are al

3、so attachedhe report.s and testing, as well asKEYWORDSDC-witcherSupply；Open-loop Control；Close-loop Control目錄1. 概述41.1 編寫(xiě)說(shuō)明41.2 名詞定義42. 系統(tǒng)總述52.1.1 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)52.1.2 電壓控制子系統(tǒng)：62.1.3 電壓測(cè)量子系統(tǒng)：62.1.4 單片機(jī)子系統(tǒng)：72.2 系統(tǒng)的主要功能73. DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)83.1 降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)83.1.1 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)83.1.2 基本設(shè)計(jì)原理83.1.3 主要電路

4、和參數(shù)設(shè)計(jì)103.1.4 專項(xiàng). 144. 電壓控制子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)164.1 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)164.1.1 主要功能164.1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)164.2 基本設(shè)計(jì)原理164.3 主要電路和參數(shù)設(shè)計(jì)174.3.1 整體框架174.3.2 整流穩(wěn)壓模塊174.3.3 基準(zhǔn)電源模塊184.3.4 有源低通濾波模塊194.3.5 信號(hào)變換模塊205. 電壓測(cè)量子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)225.1 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)225.1.1 主要功能225.1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)225.2 基本設(shè)計(jì)原理225.3 主要電路和參數(shù)設(shè)計(jì)225.3.1設(shè)計(jì)思路23基準(zhǔn)電壓的設(shè)置245.3.25.3.3電路圖及設(shè)置246. 單片機(jī)子

5、系統(tǒng)及設(shè)計(jì)256.1 單片機(jī)系統(tǒng)功能的整體描述25結(jié)構(gòu)概述256.26.3 流程邏輯描述266.4 變量定義287.致謝318.參考文獻(xiàn)329.附錄 A開(kāi)發(fā)環(huán)境339.1 硬件開(kāi)發(fā)339.2開(kāi)發(fā)3310. 附錄 B. 34程序11. 附錄 C系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)4211.1 按鍵控制說(shuō)明4212. 附錄 D測(cè)試和分析4312.1 測(cè)試項(xiàng)目和方法4312.1.1 降壓型 DC-DC 電路模塊4312.1.2 開(kāi)環(huán)控制功能4312.1.3 閉環(huán)控制功能4412.2 測(cè)試的資源4412.3及分析44降壓型 DC-DC 電路模塊4412.3.112.3.2開(kāi)環(huán)控制功能45閉環(huán)控制功能4512.3.313.

6、附錄 E課程學(xué)習(xí)心得和意見(jiàn)建議461. 概述1.1 編寫(xiě)說(shuō)明本篇為交通大學(xué) 2008 級(jí)電子信息與電氣學(xué)生大三第一學(xué)期科技創(chuàng)新課程的設(shè)計(jì)報(bào)告，其中詳細(xì)闡述了有關(guān) DC-DC 開(kāi)關(guān)電源的硬件與設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、功能指標(biāo)以及測(cè)試分析方法，旨在全面本實(shí)驗(yàn)小組的設(shè)計(jì)思路和操作過(guò)程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與心得體會(huì)，供指導(dǎo)教師在檢查評(píng)分時(shí)參考，亦可作為與同學(xué)交流溝通的材料。本文適合電子相關(guān)專業(yè)以及有一定理論基礎(chǔ)的業(yè)余電子設(shè)計(jì)者閱讀。1.2 名詞定義單片機(jī)小系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)，是把處理器、器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、輸入輸出適配器集成在一塊集成電路上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電子計(jì)算機(jī)中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供

7、應(yīng)（不用外置硬盤(pán)硬體）和節(jié)約成本。它與其單片機(jī)小系統(tǒng)。擴(kuò)展電路的總和稱為開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源：采用開(kāi)關(guān)三極管控制的直流穩(wěn)壓電源，可通過(guò)調(diào)節(jié)占空比控制電壓輸出。 開(kāi)環(huán)控制：將輸入信號(hào)通過(guò)控制器產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)直接作用于被控對(duì)象，是系統(tǒng)產(chǎn)生預(yù)期的輸出。1閉環(huán)控制：對(duì)系統(tǒng)的輸出進(jìn)量，并將它反饋至輸入端與輸入（預(yù)期的輸出）進(jìn)行比較（相減），利用其誤差信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。1標(biāo)定占空比：自動(dòng)擬合模式下，以電壓為基準(zhǔn)點(diǎn)，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)該電壓值輸出模數(shù)轉(zhuǎn)換：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。波的占空比。占空比：信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)所占的比例。過(guò)流保護(hù)：設(shè)定系統(tǒng)電流上限，防止功耗過(guò)大，導(dǎo)致元件損壞。開(kāi)關(guān)頻率：開(kāi)關(guān)電源中，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通

8、的頻率。電壓調(diào)整率：輸入電壓變化時(shí)，輸出電壓變化幅度與輸入電壓變化幅度的比值。紋波：疊加在直流信號(hào)上的幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直流分量的交流信號(hào)。電氣： 兩部分支路無(wú)電氣上的直接聯(lián)系，使相互間的干擾降到最小?？s略語(yǔ)DC(direct current)：直流(Pulse-Width Modulation)：脈寬調(diào)制ADC(LPF(loog digital)：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換 ss filter)：低通濾波器2. 系統(tǒng)總述系統(tǒng)組成本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源兩部分，他們分別由開(kāi)關(guān)電源、電壓控制、電壓測(cè)量與單片機(jī)四個(gè)子系統(tǒng)組成，其中電壓控制、電壓測(cè)量與單片機(jī)子系統(tǒng)根據(jù)相同的原理。四個(gè)子系統(tǒng)關(guān)系如圖

9、 2.1 所示，單片機(jī)通過(guò)扁平電纜輸出波，經(jīng)電壓控制子系統(tǒng)處理，通過(guò)光電耦合器件4n25 控制開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓；電壓測(cè)量子系統(tǒng)同樣通過(guò) 4n25 與開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)連接，它對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣并處理后經(jīng)扁平電纜反饋給單片機(jī)。圖 2.1系統(tǒng)組成示意圖2.1.1 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)將不太穩(wěn)定的 20-30V 的DC 輸入電壓轉(zhuǎn)換為較為穩(wěn)定的 5-10V 的可調(diào)DC 電壓。它的元件是TL494。2.1.1.1 降壓型開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的主要功能為將輸入的不穩(wěn)定 2030V 直流電壓轉(zhuǎn)換為 510V 穩(wěn)定可調(diào)的直流電壓輸出。該子系統(tǒng)以 TL

10、494 為元件，三極管 Tip42 為開(kāi)關(guān)，通過(guò)開(kāi)關(guān)的通斷產(chǎn)生帶有可控紋波的穩(wěn)定電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻即到 510V 的輸出。圖 2.2 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源部分32.1.2 電壓控制子系統(tǒng)：電壓控制子系統(tǒng)通過(guò)對(duì)單片機(jī)輸出的波進(jìn)行整形濾波，將占空比的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，并通過(guò)電氣元件與開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)將單片機(jī)輸出的波轉(zhuǎn)化為可變電壓，從而對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制。該子系統(tǒng)由整形、有源低通濾波、信號(hào)變換與基準(zhǔn)電源 4 個(gè)電路模塊組。成圖 2.3 電壓控制部分42.1.3 電壓測(cè)量子系統(tǒng)：電壓測(cè)量子系統(tǒng)分為基準(zhǔn)電源、信號(hào)變換、A/D 轉(zhuǎn)換三個(gè)模塊，分別以 TL431、4N25 和 ATmega1

11、6ADC 為，將采到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為 10 位數(shù)字信號(hào)反饋給單片機(jī)處理。5 圖 2.4 電壓測(cè)量子系統(tǒng)2.1.4 單片機(jī)子系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)子系統(tǒng)配合以上三個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)用戶操作界面、開(kāi)環(huán)控制，開(kāi)環(huán)自動(dòng)擬合以及閉環(huán)控制四項(xiàng)功能。用戶界面包括數(shù)碼管顯示與按鍵控制；開(kāi)環(huán)控制中單片機(jī)負(fù)責(zé)計(jì)算所需電壓對(duì)應(yīng)的占空比，輸出相應(yīng)的波，并可對(duì)應(yīng)輸入的電壓數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行重新計(jì)算擬合，以適應(yīng)電路變化；閉環(huán)控制中單片機(jī)控制 ATmega16 ADC 進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)值比較，然后根據(jù)差值對(duì)輸出占空比進(jìn)行調(diào)整。2.2 系統(tǒng)的主要功能2.2.1DCDC 開(kāi)關(guān)電源TL494 在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)固有的電壓V

12、ref，輸出的電壓反饋與固有電壓產(chǎn)生差值經(jīng)過(guò)誤差放大，改變輸出的反饋電壓和 TL494 內(nèi)固有的參考電壓就可改變 PMW 的占空比，使得輸入電壓在10V 到 30V 之間變化時(shí)，輸出電壓為一穩(wěn)定值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，可以使得輸出電壓在 5V10V 之間變化。2.2.2輸出電壓控制子系統(tǒng)單片機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)做級(jí)數(shù)展開(kāi)之后是一個(gè)個(gè)次數(shù)、頻率、幅度不同的正弦波的疊加。通過(guò)低通濾波器轉(zhuǎn)換為輸出直流，從而達(dá)到控制開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的目的。2.2.3輸出電壓測(cè)量子系統(tǒng)DCDC 的輸出作為 AD 模塊的輸入電壓，AD過(guò)輸入信號(hào)后，立即反饋到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)當(dāng)前的電壓值與預(yù)設(shè)值相比較控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。2.2

13、.4單片機(jī)輸出子系統(tǒng)單片機(jī)輸出子系統(tǒng)主要的功能是通過(guò)程序控制輸出波，從而達(dá)到控制輸出電壓的目的。同時(shí)在電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)中，單片機(jī)通過(guò)比較實(shí)測(cè)編碼值與預(yù)設(shè)編碼值從而改變輸出的波，直至輸出穩(wěn)定。3. DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)3.1.1 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)3.1.1.1 主要功能降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的主要功能為將輸入的不穩(wěn)定 2030V 直流電壓變換為510V 穩(wěn)定可調(diào)的直流電壓輸出。此模塊既可單獨(dú)工作，也可與電壓控制子系統(tǒng)、電壓測(cè)量子系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)、閉環(huán)功能。單獨(dú)工作時(shí)，用戶可以通過(guò)調(diào)節(jié)電壓采樣支滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)調(diào)節(jié)輸出的電壓。

14、3.1.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)表 3.1 降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)23.1.2 基本設(shè)計(jì)原理項(xiàng)目指標(biāo)輸入直流電壓20V30V輸出直流電壓5V10V額定輸出電流1A限流值1.1A電壓調(diào)整率0.5 %電流調(diào)整率1%輸出電壓紋波100mVp-p效率65%截止電流值1.2A圖 3.1 降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源原理圖該子系統(tǒng)的等效電路如圖 3.1 所示。系統(tǒng)通過(guò)波控制三極管的通斷，使電路處于導(dǎo)通和斷路兩種工作狀態(tài)。TL494 產(chǎn)生的，其波形如圖 3.2 所示：圖 3.3 開(kāi)關(guān)頻率、紋波示意圖23.1.3 主要電路和參數(shù)設(shè)計(jì)3.1.3.1 TL494TL494 的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖 3

15、.3 所示。Vref 經(jīng)過(guò)分壓后從 1IN-端輸入誤差放大器 1（Errorlifier 1），輸出電壓的采樣值從 1IN+端輸入。誤差放大器 1 將兩者進(jìn)行比較，當(dāng)采樣電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，其輸出端對(duì)VA 進(jìn)行充電，使 VA 的電壓不斷升高；當(dāng)采樣電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，VA 通過(guò)恒流源放電，從而VA 的電壓不斷下降。而 VA 的變化會(huì)引起比較器（Comparator）門限的改變，使得比較器輸出占空比動(dòng)態(tài)改變的波。結(jié)構(gòu)圖3圖 3.3 TL494 的TL494 還另外引入了兩個(gè)關(guān)斷條件。一是 DTC 端口連接的 Dead-Time Control Comparator，可防止開(kāi)關(guān)管常開(kāi)，保證在 1

16、個(gè)開(kāi)關(guān)周期里至少有Dead-Time 時(shí)間是關(guān)斷的。另一個(gè)是誤差放大器 2，它能起到輸出過(guò)流保護(hù)的作用，輸出電流采樣值從 2IN+端輸入，原理與誤差放大器 1 類似。管腳9圖 3.4 TL4941：1IN+ 第一個(gè)運(yùn)放的同相輸入端2：1IN-第一個(gè)運(yùn)放的反相輸入端3：FEEDBACK運(yùn)放反饋端4：DTC5：CT6：RT7：GND死區(qū)控制振蕩器電容端振蕩器電阻端接地8：C19：E110：E211：C212：Vcc第一個(gè)三極管的集電極第一個(gè)三極管的發(fā)射極第二個(gè)三極管的發(fā)射極第二個(gè)三極管的集電極工作電源輸入13：OUTP14：REF15：2IN-16：2IN+TRL輸出控制基準(zhǔn)電壓輸出端第二個(gè)運(yùn)放的

17、同相輸入端第二個(gè)運(yùn)放的反相輸入端3.1.3.2電路設(shè)計(jì)圖L圖 3.5 降壓型 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)電路圖3.1.3.3 元件參數(shù)列表表 3.2 降壓型開(kāi)關(guān)子系統(tǒng)元件參數(shù)表3.1.3.4 元件參數(shù)設(shè)計(jì)(1)工作頻率的確定（C3、R7）R1 和 R2 給開(kāi)關(guān)三極管提供合適的工作點(diǎn)， R1=300，R2=100開(kāi)關(guān)三極管能正常工作。C3和 R7決 定 開(kāi) 關(guān) 頻 率 ， 選 取 R3=5.1K ， C3=0.01 F ， 振 蕩頻 率元件元件參數(shù)元件元件參數(shù)元件元件參數(shù)C1470FR351kR100.1C20.1FR41MR115.1kC31000pFR55.1kR12020kC4470FR6

18、8.2kR135.1kC5570FR76.2R1401kR1300R85.1kRL10R2100R9240L1mHR4 與 R5 決定誤差放大器的增益 G，取 R4=1M R5=5.1K，放大器 1 同相輸入端輸入，并與 Vref 經(jīng) R5、R8 的分壓進(jìn)行比較，由于放大器兩輸入端電勢(shì)差約等于0，所以得到如下等式：(1)增大儲(chǔ)能電感值。該方法效果不明顯，因?yàn)殡姼械娜≈捣秶^小，且增大電感值易產(chǎn)生磁飽和現(xiàn)象。(2)增大開(kāi)關(guān)頻率。此方法在一定程度上可以使三極管開(kāi)關(guān)切換更加頻繁，從而顯著降低紋波值。但若三極管開(kāi)關(guān)過(guò)于頻繁，因?yàn)轭l率和效率是一對(duì)，就會(huì)使得效率顯著下降，TL494放出大量熱量。(3)減小

19、開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通深度。適當(dāng)增大4. 電壓控制子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)4.1.1 主要功能接收單片機(jī)輸出的占空比可調(diào)的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行處理后去控制 DC-DC 的輸出電壓。信號(hào)是占空比可調(diào)的不穩(wěn)定 5V由于單片機(jī)的供電電源電壓不穩(wěn)定，因此單片機(jī)輸出的信號(hào)，故首先對(duì)此波形進(jìn)行整形得到穩(wěn)定的 4V信號(hào)。而對(duì)穩(wěn)定信號(hào)，進(jìn)行有源 LPF 處理后就得到大小為 4*V 的直流電壓信號(hào)。直流電壓信號(hào)再經(jīng)過(guò)信號(hào)變換與環(huán)節(jié)就能轉(zhuǎn)換為控制DC-DC 輸出的直流電流信號(hào)，而且此環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了控制單元（單片機(jī)電路）和被控電路（開(kāi)關(guān)電源電路）之間的電氣。4.1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)輸出電壓誤差絕對(duì)值0.05V。4.2

20、基本設(shè)計(jì)原理該子系統(tǒng)由基準(zhǔn)電源、整形、有源低通濾波與信號(hào)變換 4 個(gè)模塊組成。其關(guān)系如圖 4.1 所示?；鶞?zhǔn)電源模塊對(duì) 5V 電源進(jìn)行穩(wěn)壓并分壓，輸出 4V 穩(wěn)定電壓作為整型電路的穩(wěn)壓源，整型電路將單片機(jī)輸出的不穩(wěn)定的信號(hào)整型，有源低通濾波模塊將起轉(zhuǎn)化為與占空比成正比的直流電流，通過(guò)信號(hào)變換模塊與 DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)連接，達(dá)到控制的目的。圖 4.1 電壓控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖104.3 主要電路和參數(shù)設(shè)計(jì)4.3.1 整體框架整體思路是單片機(jī)產(chǎn)生波，先經(jīng)過(guò)整流穩(wěn)壓電路，再經(jīng)過(guò)低通濾波器選出直流分量，再通過(guò)光耦合器件耦合到 DCDC開(kāi)關(guān)電源。單片機(jī)產(chǎn)生波的部分再設(shè)計(jì)流程中描述。圖 4.2 基本框

21、圖4.3.2 整流穩(wěn)壓模塊整流穩(wěn)壓電路的作用是將單片機(jī)輸出的不穩(wěn)定的波變?yōu)榉€(wěn)定的固定為 4V 的波，并將其反相處理。整體的框架如下：圖 4.3 整形電路結(jié)構(gòu)圖5低通濾波器電路4.3.3 基準(zhǔn)電源模塊基準(zhǔn)電源電路的作用是提供穩(wěn)定的電壓為波提供標(biāo)準(zhǔn)的電平。電路如下圖所示：圖 4.45電路的器件是 TL431，器件圖如下：圖 4.5（TL431 datasheet）圖 4.6 （TL431 datasheet）6在 TL431 的正負(fù)極輸入 5V 電壓后，REF 腳會(huì)輸出穩(wěn)定的 2.56V 電壓TL421 的工作特性;最大工作電壓 37V工作電流 0.0510mA工作溫度650C1500C查閱dat

22、asheet 可知，TL431 在此電路屬于 A，B 序列類型，根據(jù)資料Vref=2.495VIref=1.8A輸出要求是 4V從而計(jì)算出在 20Hz 左右。根據(jù)模電有關(guān)的理論知識(shí)，再低通濾波器的設(shè)計(jì)中一般是先取定 R1 和 R2 的值來(lái)計(jì)算電容，本實(shí)驗(yàn)中由于指定了兩個(gè)電容為 1uF，故選取電阻 R1R230k。4.3.5 信號(hào)變換模塊圖 4.8 信號(hào)變換模塊9元件，它相當(dāng)于一個(gè)流控電流源，實(shí)現(xiàn)了電壓控制子系統(tǒng)與 DC-DC該模塊以光電耦合器 4N25 為開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的信號(hào)變換傳遞。如圖 4.6，4N25 將右側(cè)的電壓信號(hào)Vin 傳遞到左側(cè)負(fù)載電路，對(duì)R12 上流過(guò)的電流進(jìn)行了分流，從而改變

23、輸出電壓，同時(shí)，右側(cè)電壓控制子系統(tǒng)的工作不受左側(cè)負(fù)載阻抗變化的影響，實(shí)現(xiàn)了電氣。信號(hào)的變換與部分主要采用的是光耦合元件 4N25，：圖 4.94 N25 95. 電壓測(cè)量子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5.1 主要功能與設(shè)計(jì)指標(biāo)5.1.1 主要功能該系統(tǒng)通過(guò)對(duì) DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的輸出電壓進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，與既定值比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)控制信號(hào)，使系統(tǒng)輸出用戶通過(guò)按鍵所指定的 510V 電壓，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。與開(kāi)環(huán)控制相比，閉環(huán)控制可適應(yīng) DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)工作狀態(tài)在一定程度內(nèi)的變化，如可調(diào)電阻阻值變化，工作溫度變化等。5.1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)輸出電壓誤差絕對(duì)值0.05V5.2 基本設(shè)計(jì)原理

24、本系統(tǒng)信號(hào)變換仍然用的是 ATmega16中的 ADC 功能。DC-DC 開(kāi)關(guān)電源子系統(tǒng)的輸出電壓經(jīng)過(guò)信號(hào)變換輸入到單片機(jī)中，對(duì)于 輸入信號(hào)進(jìn)行量化、編碼，單片機(jī)根據(jù)程序中已有的輸出電壓對(duì)應(yīng)到VA 的編碼值，對(duì)于輸出占空比進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電壓的更精確的控制。圖 5.1 電壓測(cè)量子系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖5.3 主要電路和參數(shù)設(shè)計(jì)5.3.1 設(shè)計(jì)思路方案一:ADC 單端輸入圖 5.2圖 5.3Vout 變動(dòng)范圍約是 510V，VA 的變動(dòng)范圍因此受限，約有一半編碼空間未使用，等效為 9 位 ADC方案二：ADC 差分輸入圖 5.4圖 5.5根據(jù)科 5 講座上提供的兩種方案,經(jīng)過(guò)比較，采取了方案二。方案二可以

25、改善編碼空間的使用效率，用足 10 位 ADC。設(shè)計(jì)思路如圖，通過(guò) TL431 為器件的基準(zhǔn)電源電路得到 Vm，通過(guò)分壓的減法器，得到VM-VA。將得到的 VM-VA 輸入 ADC0 端口。得到 VA。然后通過(guò)運(yùn)算放大器為5.3.2 基準(zhǔn)電壓的設(shè)置基準(zhǔn)電壓如前面的電路，設(shè)計(jì)VM=2.5v。圖 5.6 基準(zhǔn)電壓因?yàn)橐骎m=2.5v=Vref所以取 R1=10k，R2=10k。5.3.3電路圖及測(cè)試圖 5.7 閉環(huán)部分電路圖可以測(cè)得VA-VM 約為 0.2 到 2.7v?；痉显O(shè)計(jì)要求。6. 單片機(jī)子系統(tǒng)及設(shè)計(jì)6.1 單片機(jī)系統(tǒng)功能的整體描述主要功能單片機(jī)子系統(tǒng)可配合以上三個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)用

26、戶操作界面、開(kāi)環(huán)控制，開(kāi)環(huán)自動(dòng)擬合以及閉環(huán)控制四項(xiàng)功能。用戶界面包括數(shù)碼管與按鍵及其相關(guān)元件，其他元件則合作完成輸入數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算，已經(jīng)控制信號(hào)的輸出。6.2結(jié)構(gòu)概述6.2.1 整體結(jié)構(gòu)通過(guò)單片機(jī)調(diào)度各個(gè)模塊之間的信息傳遞與交流，根據(jù)用戶的要求既相應(yīng)的按鍵來(lái)單片機(jī)系統(tǒng)的工作。6.2.2 開(kāi)環(huán)部分：1開(kāi)環(huán)部分的控制的設(shè)計(jì)思路：要求數(shù)碼管顯示當(dāng)前應(yīng)該輸出的電壓值，電壓可調(diào)范圍：4.9 -10.1V，可以增加和減少，每次改變量為 0.1V。初始狀態(tài)的占空比輸出設(shè)置為初始電壓對(duì)應(yīng)的占空比_MIN。以后的占空比輸出都以_MIN 為基準(zhǔn)，通過(guò)電壓的增量找到對(duì)應(yīng)的占空比增量，與_MIN 相加從而得到當(dāng)前電

27、壓對(duì)應(yīng)的占空比。2按鍵定義：按鍵一：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY1）跳轉(zhuǎn)到初始點(diǎn)壓 4.9V 狀態(tài)。按鍵二：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY2）跳轉(zhuǎn)到最大電壓 10.1V 狀態(tài)。按鍵三：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY3）加計(jì)算，每按鍵一次，顯示電壓值增加 0.1V。按鍵四：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY4）減計(jì)算，每按鍵一次，顯示電壓值減少 0.1V。6.2.3 閉環(huán)部分：1設(shè)計(jì)思路：閉環(huán)部分相比開(kāi)環(huán)部分主要增加了檢測(cè)反饋信號(hào)并根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)輸出作微調(diào)以達(dá)到實(shí)際輸出AD0809 將實(shí)際輸與預(yù)期輸出（即數(shù)碼管所顯示的電壓值）理論上沒(méi)有誤差。反饋信號(hào)由集成出的模擬量經(jīng)過(guò)量化、編碼后轉(zhuǎn)化為數(shù)字量作為反饋信號(hào)提供給單片機(jī)。單片機(jī)將反

28、饋信號(hào)與預(yù)期值相比較，若大于則減小輸出（通過(guò)減小輸出波的占空比實(shí)現(xiàn)），若小于則增大輸出。直到輸出與預(yù)期值相同，此時(shí)輸出穩(wěn)定。預(yù)期電壓由用戶設(shè)定，范圍為：4.9V-10.1V。初始值為 4.9V，可以增加和減少，每次改變量為 0.1V。當(dāng)改變預(yù)期電壓時(shí)，單片機(jī)根據(jù)電壓的增量先將輸出占空比增加相應(yīng)大小的值（以初始電壓4.9V 為基準(zhǔn)）。該相應(yīng)大小的值與開(kāi)環(huán)時(shí)增量相同在數(shù)組keyvalue中。然后再根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)輸出值進(jìn)行微調(diào)，已達(dá)到要求的輸出。這樣做的目的是為了在預(yù)期電壓改變較大時(shí)，實(shí)際輸出電壓能夠較快的接近預(yù)期輸出電壓，減少調(diào)整時(shí)間。更加符合實(shí)際需要。2按鍵定義：按鍵一：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY1

29、）跳轉(zhuǎn)到初始點(diǎn)壓 4.9V 狀態(tài)。按鍵二：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY2）跳轉(zhuǎn)到最大電壓 10.1V 狀態(tài)。按鍵三：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY3）加計(jì)算，每按鍵一次，顯示電壓值增加 0.1V。按鍵四：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY4）減計(jì)算，每按鍵一次，顯示電壓值減少 0.1V。6.2.4 各環(huán)節(jié)詳細(xì)描述：1按鍵掃描：在 T0 中斷程序中進(jìn)行按鍵掃描，每 5ms 執(zhí)行一次，每次按鍵被按下，對(duì)應(yīng)的 LED 指示燈被點(diǎn)亮，并執(zhí)行相應(yīng)的程序。2數(shù)碼管顯示：用函數(shù)NUMTOSEG7 將要顯示的數(shù)字或符號(hào)進(jìn)行 7 段譯碼，由譯碼結(jié)果驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。驅(qū)動(dòng)程序在 T0 中斷中進(jìn)行，數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)指針值從 1 到 4 重復(fù)變換

30、，每 5ms 間隔對(duì)一個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，20ms 一個(gè)。雖然事實(shí)上四個(gè)數(shù)碼管并非同時(shí)被驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，但由于人眼的視覺(jué)暫留，使得看起來(lái)四個(gè)數(shù)碼管一直處于被驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮狀態(tài)。6.3 流程邏輯描述部分共有 2 個(gè)中斷程序服初始化程序?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行初始化，并對(duì)程序的各個(gè)變量賦初值。務(wù)，其斷服務(wù)程序 1 的優(yōu)先級(jí)較低，使用定時(shí)器 0 觸發(fā)，每 5 毫秒運(yùn)行一次；中斷服務(wù)程序 2的優(yōu)先級(jí)較高，使用定時(shí)器 1 觸發(fā)，運(yùn)行間隔一次的服務(wù)程序 2 中設(shè)定。在定時(shí)器溢出觸發(fā)中斷服務(wù)程序運(yùn)行之外的時(shí)間里，單片機(jī)運(yùn)行主循環(huán)。主循環(huán)的邏輯流程。先根據(jù)按鍵標(biāo)志判斷有無(wú)按鍵按下，若有按鍵按下則執(zhí)行按鍵服務(wù)程序；否則進(jìn)入下一判斷。然后

31、根據(jù)開(kāi)環(huán)/閉環(huán)標(biāo)志判斷是否為閉環(huán)模式，如是則進(jìn)入閉環(huán)控制程序；否則本循環(huán)完成，進(jìn)入下一循環(huán)。按鍵服務(wù)程序分別執(zhí)行各個(gè)按鍵的功能，改變相應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)志和數(shù)據(jù)，如果需要改變顯示或占空比，則置位顯示刷新和占空比刷新標(biāo)志，執(zhí)行顯示或占空比刷新。閉環(huán)控制程序先判斷是否AD 的數(shù)據(jù)完畢，如是則設(shè)置啟動(dòng)下一次 AD 轉(zhuǎn)換，同時(shí)根據(jù) AD 數(shù)據(jù)的平均值計(jì)算測(cè)量電壓的大??；之后根據(jù)當(dāng)前測(cè)量電壓和設(shè)置電壓的關(guān)系動(dòng)態(tài)調(diào)整占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的閉環(huán)控制。中斷服務(wù)程序 1 的邏輯流程如圖。先執(zhí)行刷新數(shù)碼管顯示和按鍵消抖的服務(wù)程序。在閉環(huán)模式下，根據(jù) AD 標(biāo)志以 5 毫秒的間隔的優(yōu)先級(jí)不如服務(wù)程序 2 高，故只能AD

32、轉(zhuǎn)換的輸出值，并保存在相應(yīng)變量中。該中斷服務(wù)程序服務(wù)程序 2 之外的中斷。中斷服務(wù)程序 2 的邏輯流程如圖，根據(jù)狀態(tài)標(biāo)志來(lái)設(shè)定重裝值。主程序和中斷服務(wù)程序之間通過(guò)標(biāo)志位來(lái)相互控制，通過(guò)一些全局變量來(lái)交流數(shù)據(jù)。這些標(biāo)志位主要是按鍵標(biāo)志、AD 標(biāo)志，而數(shù)據(jù)主要是重裝值、數(shù)碼管數(shù)據(jù)。初始化主循環(huán)N按鍵按下Y標(biāo)志變量N狀態(tài)改變Y數(shù)據(jù)N閉環(huán)狀態(tài)YADN完成Y標(biāo)志變量N電壓差過(guò)大Y重裝值圖 6.1控制用單片機(jī)程序流程圖6.4 變量定義/ 數(shù)碼管位和指示燈顯示數(shù)據(jù)變量unsigned char output_sel;中斷服務(wù)程序 2可控定時(shí)N狀態(tài)標(biāo)志Y重裝初值重裝低電平初值其它中斷中斷服務(wù)程序 15 毫秒定

33、時(shí)NAD 標(biāo)志Y讀 AD 轉(zhuǎn)換數(shù)碼管掃描按鍵消抖手動(dòng)重裝初值調(diào)整占空比計(jì)算測(cè)量電壓?jiǎn)?dòng) AD 轉(zhuǎn)換占空比刷新顯示數(shù)據(jù)刷新按鍵服務(wù)程序/ 數(shù)碼管段顯示數(shù)據(jù)變量unsigned char output_8seg;/ 指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出緩存unsigned char led1,led2,led3,led4;/ 數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)指針unsigned char digi_scaner;/ 計(jì)數(shù)器unsignedtest_counter;/ 計(jì)數(shù)值十進(jìn)制表示unsigned char volatile digi4;/ 標(biāo)志按鍵已經(jīng)按下unsignedjudge_down1;unsignedjudge_dow

34、n2;/ 標(biāo)志按鍵已經(jīng)松開(kāi)unsignedjudge_up;/ 電壓計(jì)數(shù)unsignedvolum =50;/波占空比計(jì)數(shù)unsigned=0 x02ff;/ 數(shù)組計(jì)數(shù)unsignednumber;/ 存放占空比的數(shù)組unsignedtemp51=0 x0315,0 x030f,0 x0308,0 x0300,0 x02fc,0 x02f5,0 x02f1,0 x02e9,0 x02e1,0 x02d8,0 x02d0,0 x02c3,0 x02c0,0 x02b8,0 x02b0,0 x02a8,0 x02a0,0 x0295,0 x0290,0 x0286,0 x027d,0 x0273,

35、0 x026c,0 x0262,0 x025a,0 x0251,0 x0249,0 x0240,0 x0236,0 x022d,0 x0224,0 x0219,0 x0212,0 x0208,0 x01fc,0 x01f4,0 x01e7,0 x01de,0 x1d3,0 x01c8,0 x01ba,0 x01b0,0 x01a2,0 x0195,0 x0188,0 x0179,0 x0169,0 x0159,0 x0149,0 x0135,0 x0120,;/ 存放轉(zhuǎn)換后的電壓unsigneddigi_v100;/ 預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)電壓數(shù)組unsignedstadrad_v51=513,520,52

36、4,527,528,530,585,605,625,645,1040,1051,1080,1095,1115,1135,1160,1175,1195,1210,1237,1257,1277,1297,1317,1337,1352,1359,1370,1060,1073,1093,1113,1133,1153,1173,1190,1215,1235,1255,1270,1300,1320,1340,1360,1380,1400,1425,1445,1465,1485;/ 50次電壓讀入計(jì)數(shù)unsignedcount;/ 50次電壓平均值unsignedaverage_v;/ 50次電壓總和uns

37、ignedsum_v;7. 致謝這次科技創(chuàng)新5課程是參加過(guò)的科創(chuàng)課程中最具有性的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程絕非一帆風(fēng)順，意想不到接連出現(xiàn)，如果沒(méi)有科創(chuàng)各位指導(dǎo)教師和助教的幫助和指導(dǎo)，是不可能在短時(shí)間內(nèi)解決這些問(wèn)題的。這里特別感謝老師開(kāi)設(shè)的科創(chuàng)講座對(duì)于實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)意義的。感謝各位的指導(dǎo)教師對(duì)于的幫助。最后再次向在科創(chuàng)5中在實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中給予幫助和指導(dǎo)的人表示最真摯的謝意。8. 參考文獻(xiàn)12345華等，工程控制基礎(chǔ)，2007交大電子工程系，科技創(chuàng)新5講座 2：（降壓型）DC-DC 部分的設(shè)計(jì)交大電子工程系，科技創(chuàng)新5講座 3：（降壓型）DC-DC 部分的設(shè)計(jì)I ，2010II，2010交大電子工程系，科技創(chuàng)新5講座

38、4：電壓控制部分的設(shè)計(jì)交大電子工程系，科技創(chuàng)新5講座 5：電壓檢測(cè)部分的設(shè)計(jì)，2010，2010TL431 DatasheetADC0804 Datasheet交大電子工程系，科技創(chuàng)新5設(shè)計(jì)作品 測(cè)試方法和評(píng)分方法，2007第 128 組鄭旭平小組科技創(chuàng)新5第 164 組滿彤小組科技創(chuàng)新5，2007，200711科技創(chuàng)新5 電子系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)和實(shí)踐”課程教學(xué)大綱9. 附錄 A開(kāi)發(fā)環(huán)境9.1 硬件開(kāi)發(fā)表 9.1 硬件開(kāi)發(fā)工具及運(yùn)行環(huán)境9.2開(kāi)發(fā)表 9.2開(kāi)發(fā)工具及運(yùn)行環(huán)境名稱運(yùn)行環(huán)境Keil uVi2Windows XPProteus6.7Windows XPISPLAYWindows XPPr

39、o99 SEWindows XPOrigin 7.0Windows XP7.1Windows XP開(kāi)發(fā)工具運(yùn)行環(huán)境直流穩(wěn)壓電源220V 交流電數(shù)字萬(wàn)用表示波器220V 交流電電源引線 3 根示波器探頭 1 根電烙鐵鑷子、剪刀、斜口鉗、螺絲刀10. 附錄 B程序/: M16/ Crystal: 8.0000Mhz#include #include /常量定義/ 1s定時(shí)器溢出值，200個(gè)5ms#define V_T1s200/變量定義/ 數(shù)碼管位和指示燈顯示數(shù)據(jù)變量unsigned char output_sel;/ 數(shù)碼管段顯示數(shù)據(jù)變量unsigned char output_8seg;/ 指

40、示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出緩存unsigned char led1,led2,led3,led4;/ 數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)指針unsigned char digi_scaner;/ 計(jì)數(shù)器unsignedtest_counter;/ 計(jì)數(shù)值十進(jìn)制表示unsigned char volatile digi4;/ 標(biāo)志按鍵已經(jīng)按下unsigned unsignedjudge_down1; judge_down2;/ 標(biāo)志按鍵已經(jīng)松開(kāi)unsigned/ 電壓計(jì)數(shù)unsignedjudge_up;volum = 50;/波占空比計(jì)數(shù)unsigned/ 數(shù)組計(jì)數(shù)unsigned= 0 x02ff;number;/ 存放

41、占空比的數(shù)組unsignedtemp51=0 x0315,0 x030f,0 x0308,0 x0300,0 x02fc,0 x02f5,0 x02f1,0 x02e9,0 x02e1,0 x02d8,0 x02d0,0 x02c3,0 x02c0,0 x02b8,0 x02b0,0 x02a8,0 x02a0,0 x0295,0 x0290,0 x0286,0 x027d,0 x0273,0 x026c,0 x0262,0 x0 25a,0 x0251,0 x0249,0 x0240,0 x0236,0 x022d,0 x0224,0 x0219,0 x0212,0 x0208,0 x01f

42、c,0 x01f4,0 x01e7,0 x01de,0 x1d3,0 x01c8,0 x01ba,0 x01b0,0 x01a2,0 x0195,0 x0188,0 x0179,0 x0169,0 x0159,0 x0149,0 x0135,0 x0120,;/ 存放轉(zhuǎn)換后的電壓unsigneddigi_v100;/ 預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)電壓數(shù)組unsignedstadrad_v51=513,520,524,527,528,530,585,605,625,645,1040,1051,1080,1095,1115,1135,1160,1175,1195,1210,1237,1257,1277,1297,13

43、17,1337,1352,1359,1370,1060,1073,1093,1113,1133,1153,1173,1190,1215,1235,1255,1270,1300,1320,1340,1360,1380,1400,1425,1445,1465,1485;/ 50次電壓讀入計(jì)數(shù)unsigned/ 50次 unsigned/ 50次 unsignedcount;電壓平均值average_v;電壓總和sum_v;/函數(shù)定義/7段數(shù)碼顯示譯碼參數(shù)：DATA： 需要顯示的數(shù)字或符號(hào)；返回值： 7段譯碼結(jié)果 ( D70 = PGFEDCBA )unsigned char NUMTOSEG7(u

44、nsigned char DATA) unsigned char AA;switch(DATA)case case case case case case case case case case case case case case0:1:2:3:4:5:6:7:8:9:AA=0 xc0;break; AA=0 xf9;break; AA=0 xa4;break; AA=0 xb0;break; AA=0 x99;break; AA=0 x92;break; AA=0 x82;break; AA=0 xf8;break; AA=0 x80;break; AA=0 x90;break;/012

45、3456789ABCD10:11:12:13:AA=0 x88;break; AA=0 x83;break; AA=0 xc6;break; AA=0 xa1;break;case case case case case14: AA=0 x86;break;15: AA=0 x8e;break; -:AA=0 xdf;break; _:AA=0 xf7;break; :AA=0 x reak;/EF破折號(hào)下劃線消隱default: AA=0 xff;return(AA);unsigned charseg,unsigned char sel)unsigned char i;/先將 sel 數(shù)據(jù)送

46、74hc595 PORTA &= (1PA7);for (i=0;i8;i+)/ PA7=0; rclk=0if (sel & PORTA &=elsePORTA |=0 x80) = 0)(1PA5);/最送 U2 SER 端/ PA5=0(1PA5);/ PA5=1PORTA &= (1PA6); PORTA |= (1PA6);/PA6=0/PA6=1srclk=1，產(chǎn)生移位時(shí)鐘信號(hào)sel = 1;/sel一位/再將 seg 數(shù)據(jù)送74hc595 for (i=0;i8;i+)if (seg & PORTA &=elsePORTA |=0 x80) = 0)(1PA5);/最/PA5=0

47、送 U2 SER 端(1PA5);/PA5=1PORTA &= (1PA6); PORTA |= (1PA6);/PA6=0/PA6=1srclk=1，產(chǎn)生移位時(shí)鐘信號(hào)seg = 1;/seg一位PORTA |= (1PA7); PORTA &= (1PA7);/PA7=1; PA7=0;rclk=1rclk=0，產(chǎn)生鎖存輸出信號(hào)PORTA = 0 x00;void port_init(void)void display_led(DDRA PORTB DDRB PORTC DDRC PORTD DDRD=0 xE0;0 x00;0 x00;0 xf0; 0 x00;0 x00;0 x00;/P

48、A口PA7、PA6、PA5為輸出/PC口/PC口PC7、PC6、PC5、PC4接上拉電阻為輸入/TIMER0initialize -prescale:256/WGM: Normaldesired value: 200Hzactual value: 200.321Hz (0.2%)void timer0_init(void)TCCR0 TCNT0 OCR0 TCCR0=0 x00;0 x64;0 x9C;0 x04;/stop/set count/set compare/start timer/timer1模式7初始化代碼 void timer1_init(void)DDRD |= (1PD4)

49、 | TCCR1B = 0 x00; OCR1A = 0 x00ff;(1PD5);/OC1A 、OC1B設(shè)置輸出OCR1B = TCCR1A = TCCR1B =;0 xb3; 0 x0b;/ADC初始化void adc_init(void)ADMUX = 0 xc9;ARA = 0 x86;ISR(TIMER0_OVF_vect) /定時(shí)器0 5ms溢出中斷TCNT0 = 0 x64; /reload counter valueA ARA = 0 x86; RA = 0 xC6;digi_vcount = ADC; /轉(zhuǎn)換電壓sum_v = sum_v + digi_vcount; cou

50、nt+;if (count = 100)count = 0;average_v = sum_v/100; sum_v = 0;/*if (average_v 512)average_v = average_v + 1024;if (average_v =5) digi_scaner = 1; output_sel=led1*16+led2*32+led3*64+led4*128; /四個(gè)發(fā)光管送高四位switch (digi_scaner)case1:/ 取第一個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)output_sel += 1;output_8seg = NUMTOSEG7(digi0); break;case2

51、:/ 取第二個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)output_sel += 2;output_8seg = NUMTOSEG7(digi1); break;case3:/ 取第三個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)output_sel += 4;output_8seg = NUMTOSEG7(digi2); break;case4:/ 取第四個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)output_sel += 8;output_8seg = NUMTOSEG7(digi3); break;display_led(output_8seg,output_sel); /串轉(zhuǎn)并輸出/call this routine to initialize all periph

52、eralsvoid init_devi/stop errant(void)errupts until set upcli(); /disable all port_init(); timer0_init();erruptsMCUCR GICR TIMSK SREG=0 x00;0 x00;0 x01; /timer 0 x80;errupt soursei(); /re-enable adc_init();/ADC初始化errupts/all peripherals are now initializedmain()init_devi while(1)();/ * 檢測(cè)到按鍵被按下（0）時(shí)，相

53、應(yīng)的指示燈亮（0）*/ 主循環(huán)，本例中，在T0中斷服務(wù)程序未被執(zhí)行的空余時(shí)間里，處理機(jī)在以下程序中不斷循環(huán)/檢測(cè) SW1if (PINC&(1PC4)=0)led1 = 0;/PC4,C口第4位elseled1 = 1;/檢測(cè) SW2if (PINC&(1PC5)=0)led2 = 0; judge_down2 =else/PC5,C口第5位1;led2 = 1;if (judge_down2 = 1)if (PINC&(1PC5)!=0) /PC4,C口第4位judge_down2 = 0; volum-;number-;=digi3 digi2tempnumber;= volum - (v

54、olum/10)*10;= volum/10;/檢測(cè) SW3if (PINC&(1PC6)=0) /PC6,C口第6位led3 = 0;judge_down1 = 1;elseled3 = 1;if (judge_down1 = 1)if (PINC&(1PC6)!=0) /PC4,C口第4位judge_down1 = 0; volum+; number+;=digi3 digi2tempnumber;= volum - (volum/10)*10;= volum/10;/檢測(cè) SW4if (PINC&(1PC7)=0) /PC7,C口第7位led4 = 0;elseled4 = 1;time

55、r1_init();11. 附錄 C系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)11.1 按鍵控制說(shuō)明圖 11.1 按鍵按鍵一：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY1）跳轉(zhuǎn)到初始點(diǎn)壓 4.9V 狀態(tài)。按鍵二：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY2）跳轉(zhuǎn)到最大電壓 10.1V 狀態(tài)。按鍵三：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY3）加計(jì)算，每按鍵一次，顯示電壓值增加 0.1V。按鍵四：（單片機(jī)對(duì)應(yīng)為 KEY4）減計(jì)算，每按鍵一次，顯示電壓值減少 0.1V。12. 附錄 D測(cè)試和分析12.1 測(cè)試項(xiàng)目和方法12.1.1 降壓型 DC-DC 電路模塊表 12.1 DC-DC 模塊單獨(dú)測(cè)試和評(píng)分1112.1.2 開(kāi)環(huán)控制功能表 12.2 開(kāi)環(huán)控制及特性曲線擬合測(cè)試和評(píng)分11

56、項(xiàng) 目評(píng)分說(shuō)明測(cè)試方法或條件輸出電壓控制精度（10分）設(shè)點(diǎn)電壓A1 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值 0.05V，多扣 1 分?jǐn)嚅_(kāi)電壓測(cè)量回路；輸入 30.0V0.1V；開(kāi)始測(cè)試前可給予 10 分鐘準(zhǔn)備；開(kāi)始測(cè)試時(shí)，任意指定 3 個(gè)電壓分別作為設(shè)點(diǎn)電壓設(shè)點(diǎn)電壓B1 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值 0.05V，多扣 1 分設(shè)點(diǎn)電壓C1 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值 0.05V，多扣 1 分工藝（5 分）滿分要求：在各項(xiàng)指標(biāo)良好的前提下，焊點(diǎn)勻稱可靠，元件裝列整齊，走線清晰不雜亂評(píng)分項(xiàng) 目評(píng)分說(shuō)明測(cè)試方法或條件輸出電壓可調(diào)范圍（5 分）最低輸出 5.0V；最高輸出 1

57、0.0V上下限之一不達(dá)標(biāo)，扣 2 分；上下限均每不達(dá)標(biāo)，扣 5 分輸入 30.0V0.1V人工調(diào)整相應(yīng)電位器輸出紋波（5 分）小于 100mV超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值20mV，多扣 1 分輸 入 30.0V0.1V ； 輸 出 10.0V0.1V；TDS 系列 60MHz帶寬示波器，探頭 X10，Y 向 20或 50mV 檔效率（5 分）大于 65%超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值2 個(gè)百分點(diǎn)，多扣 1 分輸 入 30.0V0.1V ； 輸 出 10.0V0.1V；測(cè)量輸入電壓、輸入電流、輸出電壓，負(fù)載以 10計(jì)。電壓調(diào)整率（5 分）小于 1%超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.1 個(gè)百分點(diǎn)

58、，多扣 1 分輸出 10.0V0.1V ；輸入 20. 0V0.1V 到 30.0V0.1V；工藝（5 分）滿分要求：在各項(xiàng)指標(biāo)良好的前提下，焊點(diǎn)勻稱可靠，元件裝列整齊，電感繞制做工良好評(píng)分特色（指標(biāo)特別優(yōu)異，或其他自創(chuàng)設(shè)計(jì)）可自行提出，由老師驗(yàn)證。測(cè)試時(shí)只不評(píng)分，總評(píng)時(shí)酌情考慮加分。對(duì)測(cè)試中出現(xiàn)的其他情況，將適當(dāng)。對(duì)輸出電壓有過(guò)大波動(dòng)等異常情況，酌情扣分。12.1.3 閉環(huán)控制功能11表 12.3 閉環(huán)控制測(cè)試12.2 測(cè)試的資源硬件資源：直流穩(wěn)壓源 1 臺(tái)，示波器 1 臺(tái)，數(shù)字萬(wàn)用表 1 個(gè)，電源線 3 根，示波器探頭 1 根，螺絲刀 1 把，220V 交流電源測(cè)試環(huán)境：科技創(chuàng)新12.3及

59、分析12.3.1 降壓型 DC-DC 電路模塊表 12.5 降壓型 DC-DC 電路模塊項(xiàng) 目分析項(xiàng) 目（評(píng)分說(shuō)明）測(cè)試條件輸出電壓控制絕對(duì)精度（10 分）設(shè)點(diǎn)電壓A1 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.05V，多扣 1 分接入電壓測(cè)量回路；輸入 30.0V0.1V；開(kāi)始測(cè)試前可給予10 分鐘準(zhǔn)備；開(kāi)始測(cè)試時(shí)，任意指定 3 個(gè)電壓分別作為設(shè)點(diǎn)電壓；實(shí)際輸出的 3 個(gè)電壓值。調(diào)偏R14，重做指定電壓的測(cè)試；調(diào)偏后系統(tǒng)控制應(yīng)在 30 秒內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定供測(cè)量。設(shè)點(diǎn)電壓B1 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.05V，多扣 1 分設(shè)點(diǎn)電壓C1 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.

60、05V，多扣 1 分輸出電壓自動(dòng)調(diào)整的精度（10 分）設(shè)點(diǎn)電壓A 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.05V，多扣 1 分設(shè)點(diǎn)電壓B 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.05V，多扣 1 分設(shè)點(diǎn)電壓C 0.05V超過(guò)限值扣 2 分；每超過(guò)限值0.05V，多扣 1 分工藝（5 分）滿分要求：在各項(xiàng)指標(biāo)良好的前提下，焊點(diǎn)勻稱可靠，元件裝列整齊，走線清晰不雜亂評(píng)分特色（指標(biāo)特別優(yōu)異，或其他自創(chuàng)設(shè)計(jì)）可自行提出，由老師驗(yàn)證。測(cè)試時(shí)只不評(píng)分，總評(píng)時(shí)酌情考慮加分。對(duì)測(cè)試中出現(xiàn)的其他情況，將適當(dāng)。對(duì)輸出電壓有過(guò)大波動(dòng)等異常情況，自動(dòng)調(diào)整穩(wěn)定期超時(shí)，酌情扣分。特色（指標(biāo)特別優(yōu)異，或其他自創(chuàng)設(shè)計(jì)