科技創新-設計報告dc-dc開關電源及其控制系統-資料下載頁

【導讀】機產生可調PWM信號控制，輸出穩定的5V~10V直流電壓。閉環控制等部分。報告中對系統中幾個子模塊進行了深入擴展研究，并在附錄中給出了開發環境，軟件程序，操作說明和測試結果。

　　

【正文】 KEYey_return = No_KEYey。 第 27頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 switch (KEYey_state) { case 0: KEYey_value = KEYey_masKEY amp。 P1。 // 讀列電平 if (KEYey_value != KEYey_masKEY) { KEYey_state=1。 // 有按鍵，停 止掃描 } // 轉消抖確認狀態 breaKEY。 case 1: //短按鍵處理針對 KEY2 KEY3 KEY4 if (KEYey_value == (KEYey_masKEY amp。 P1)) // 再次讀列電平， { switch (KEYey_value) // 與狀態 0 的相同，確認按 鍵 { // 鍵盤編碼，返回編碼值 case 0x07: KEYey_time=0。 KEYey_state=2。 //KEYey_return=KEY4。 breaKEY。 case 0x0b: KEYey_return = KEY3。 KEYey_state=3。 breaKEY。 case 0x0d: KEYey_return = KEY2。 KEYey_state=3。 breaKEY。 case 0x0e: KEYey_return = KEY1。 KEYey_state=3。 breaKEY。 第 28頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 } // 轉入等待按鍵釋放狀態 } else KEYey_state=0。 // 兩次列電平不同返回狀態0，（消抖處理） breaKEY。 case 2: //長按鍵處理 針對 KEY4 if((KEYey_masKEY amp。P1) == KEYey_masKEY) { KEYey_state=0。 KEYey_return=KEY4。 } else if(++KEYey_time=100) { KEYey_state=3。 KEYey_time=0。 KEYey_return=KEY4_long。 } breaKEY。 case 3: // 等待按鍵釋放狀態 P1 = 0x0f。 // 行線全部輸出低電平 P1 = 0x0f。 // 重復送一次 if ( (KEYey_masKEY amp。P1) == KEYey_masKEY) KEYey_state=0。 // 列線全部為高電平返回狀態 0 breaKEY。 } return KEYey_return。 } 第 29頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 電壓檢測部分（閉環） 設計思路： 閉環模式下 ，用戶先通過短按 K4 進入閉環電壓設置模式，然后通過 K2 K3 設定輸入期望的電壓值，此時軟件根據 K3 K2 的按下來進行閉環電壓的粗調。設定好電壓后，再短時間按下K4 ，即可開始精細調整。經過一定時間的 調整，輸出電壓可以穩定在用戶輸入的電壓。 粗調時，軟件中采用改變單片機系統輸出的 PWM波占空比實現，即修改高電平 低電平計數器的時間。實現如下： case K3 : if(vol_setting==1) { // vol_setting 為電壓設置的標志 在閉環模式下，短時間按下 K4 // vol_setting 將會變為 1 此時可以進行輸出電壓的設置，當電壓 //設定好后，再次短按 K4 ， vol_setting 等于 0，此時不可進行電 //壓設置，按下 K2 K3 將沒有作用。 VOL+=10。 //顯示的電壓增加 V hilv_time=25。 // hilv_time lolv_time 分別為高低電平的定時器計數時間 lolv_time+=25。 } case K2 : if(vol_setting==1) { VOL=10。 hilv_time+=25。 lolv_time=25。 } 細調時，每隔 s 對輸出電壓進行采樣，軟件實現如下： 啟動 AD 轉換： timer0() interrupt 1 using 0 //該定時器為標準的 5ms 定時 { if(++ad_times=100) //100 次 5ms 即為 啟動一次 ad 轉換 并將 { //ad0804 轉換后產生的中斷信號接到單片機的 ADDR_0804 = 0 。 //引腳 作為外部中斷觸發外部中斷 1， ad_times=0。 } 第 30頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 經過 ad 轉換得到的電壓與設定電壓比較，進行動態調整： void Int1() interrupt 2 { ad_date=ADDR_0804 。 //讀取 ad 轉換的 編碼 ad_temp=ad_date。 vol_float=**ad_temp*ad_temp。 // 將 ad 編碼轉換位為電壓 //用浮點數表示，并轉換成 //整形數，以提高精度 vol_ad_convert=(unsigned int)vol_float。 if(vol_adjust==1) { if(vol_ad_convertVOL) //將轉換的電壓與設定的電壓進行比較 { //若小于設定電壓，增加單片機輸出 PWM hilv_time+=5。 //波的占空比，否則，減小占空比，通過 lolv_time=5。 //占空比的改變調整輸出電壓。每次均為 } // 檢測 — 反饋 — 比較 — 再檢測 過程進行動態調整 if(vol_ad_convertVOL) { hilv_time=5。 lolv_time+=5。 } } //ad_ok=1。 } 第 31頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 流程圖如下： LED4 燈亮，進行閉環反饋控制 檢測 KEY4 鍵是否有信號 否 是 KEY3 鍵按下，增加用戶期望電壓 KEY2 鍵按下，用戶期望電壓減小 檢測 KEY4 鍵是否有信號 否 否 是 第 32頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 電壓開環控制 可調 PWM波的產生 采用定時器 T1來控制單片機輸出 PWM波的占空比，即控制 高電平，低電 平的輸出時間。也是采用狀態變換的方法。流程圖如下： 其中 PWM_OUT 控制輸出 PWM 波的 高低電平。 TH1 為高電平定時器計數時間， TL1 為低電平定時器計數時間，單片機系統每計一次數時間約為 微秒，故可以用 計數 時間來代表高低電平的實際時間。 電壓開環控制部分實現 因為要將輸出電壓與 PWM波的占空比 對應起來，而且電壓是從 5 到 10 V每隔 。故將 5 到 10 V每隔 。然后在軟件中將這些占空比用數組結構表示，當用戶設定好需要輸出的電壓時，會根據該設置電壓 找到相應的占空比，使得 PWM 波以該占空比輸出高低電平變化，占空比確定的 PWM 波，以達到開環控制電壓的目的。不過由于負載電阻的阻值受溫度影響較大，當溫度變化時，輸出的相應占空比確定的 PWM波 可能使輸出電壓未達到用戶輸入的電壓值，會造成較大的誤差。 第 33頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 在軟件中，對 KEY3. KEY2 的設置如下： switch(key_temp) { case KEY3 : if(mode_definition==1) // mode_definition 為開閉環控制模式選擇 { vol_open+=10。 index=(vol_open500)/10。 //查找電壓對應的占空比 hilv_time=65536duty_array[index]。 lolv_time=65536(4630duty_array[index]) 。 } case K2 : if(mode_definition==1) // mode_definition 為開閉環控制模式選擇 { vol_open=10。 //查找電壓對應的占空比 index=(vol_open500)/10。 hilv_time=65536duty_array[index]。 lolv_time=65536(4630duty_array[index]) 。 流程圖如下： 第 34頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 [ ] 檢測到用戶輸入（有按鍵被按下） 判斷為是那個按鍵被按下 檢測到 KEY2被按下 檢測到 KEY3被按下 減小單片機輸出占空比 增加單片機輸出占空比 等待 等待 檢測到 KEY4 鍵長按兩秒以上，進入開環控制狀態 第 35頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 7. 致謝 [對實驗及論文報告工作給過指導和幫助的單位、 同學、老師或其他個人，表示必要的感激和敬意 ] 第 36頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 8. 參考文獻 [1] 馬忠梅等，單片機的 C 語言應用程序設計，北京航空航天大學出版社， 1998 [2] 陳章龍等，嵌入式技術與系統 ——Inter XScale 結構與開發，北京航空航天大學出版社，2020 [3] ATMEL ， 8 BIT MICROCONTROLLER WITH 8KEY BYTES INSYSTEM PROGRAMMABLE FLASH AT89S52， 2020 [4] 上海交大電子工程系， 科技創新 [5] 課程任務要求 ， 2020 第 37頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 9. 附錄 A 開發環境 硬件開發 表 硬件開發工具及運行環境列表 硬件開發工具 運行環境 直流 穩壓電源 室溫， 上海交通大學電子信息與電氣工程學院樓群實驗室 4105 萬用表 數字示波器 電烙鐵 斜口鉗 一字螺絲刀 剪刀 鑷子 單片微型計算機集成芯片 ：使用 ATMEL公司的 AT89S52 軟件開發 表 軟件開發工具及運行環境列表 軟件開發工具 運行環境 燒錄工具 Atmel Microcontroller ISP Software WindowsXP 單片機 C 語 言編譯環境 KEIL C Origin Matlab PROTEL 99 SE 第 38頁 上海交通大學 電子信息與電氣 工程學院 10. 附錄 B 軟件程序清單 include include define PWM_Hi_Limit 61832 define PWM_Lo_Limit 64610 define TO