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基于STC12C5410AD的數字穩壓電源開發.doc

'基于STC12C5410AD的數字穩壓電源開發.doc'
?基于STC12C5410AD數字穩壓電源開發實訓技術報告 指導老師:從宏 戴娟 提交日期:2011年5月20日概 要 本次實訓通過實習進一步掌握基于STC12C5410AD數字穩壓電源設計與制作,掌握基本的電路設計與制作方法和技巧,通過實習加強學生理論聯系實際的能力,提高學生的動手能力;通過實習培養學生團結協作和刻苦耐勞精神?! ?nbsp;目錄1.緒論………………………………42.系統結構具體設計………………52.1最小系統…………………………………………52.2電壓檢測…………………………………………143.組裝調試…………………………154.軟件編程…………………………29 4.1鍵盤與顯示………………………………………29 4.2 PWM程序…………………………………………294.3 A/D采樣…………………………………………295.整機調試與測試…………………306.結論與心得………………………327.致………………………………338.參考文獻…………………………34第一章 緒論1.概述穩壓電源是用電器必不可少的能源動力,其要求有較高的穩定性和實用性。通常中,一種用電器相對于一定值電源電壓,在相對于多種用電器中,一種多級供電電源可以用來備接交替使用,會方便經濟很多。在滿足穩壓電源的基本性能上,利用數字電路的快捷傳輸特性,將數字技術應用到穩壓電源中,實現其控制可調性。能在較寬的電源波動圍穩定使用,適用于多種電壓圍調控,可設計有多種輸出接口。該電源優點在于方便實用,且成本低廉,在低壓用電器中可以取代多種電源即一源多用,也適用于旅行攜帶。2.設計目的1.了解和鞏固所學的理論知識,訓練應用已經學過的理論知識分析解決工程實際問題的能力。2.進一步提高同學們動手能力。3. 能根據要求設計電路,并對經計算機仿真成功后的電路進行焊接調試。3、設計要求 設計并制作基于STC12C515419AD的數字穩壓電源的開發 ?;疽笕缦?.  BUST結構及原理 BOOST結構及原理2.  輸出電壓u與輸出電壓的主調關系3.  電壓調整率<=0.1%4.  負載調整率<=1%5. 紋波電壓峰峰值=85% 第二章   系統結構具體設計隨著新型電力電子器件和適于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,傳統應用技術,由于功率器件性能的限制使開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態,為了提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源,十分必要。1 幾種數控直流穩壓電源設計方案比較1.1 幾種設計方案電路原理    方案1:采用模擬的分立元件,利用純硬件來實現功能,通過電源變壓器、整流濾波電路以及穩壓電路,實現穩壓電源穩定輸出±5 V、±12 V、±15 V并能可調輸出0~30 V電壓,見圖1所示。但由于模擬分立元件的分散性較大,各電阻電容之間的影響較大,因此所設計的指標不高、不符合設計要求、且使用的器件較多、連接復雜、靈活性差、功耗也大,同時焊點和線路較多,使成品的穩定性和精度受到影響。方案2:此方案采用51系列單片機作為整機的控制單元,通過改變輸入數字量來改變輸出電壓值,從而使開關控制電源輸出電壓發生變化,間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統具備檢測實際輸出電壓值的大小,經過ADC0809進行模數轉換,間接用單片機實時對電壓進行采樣,然后進行數據處理。利用單片機程控輸出數字信號,經過D/A轉換器(DA0830)輸出模擬量,再經開關電源控制電路,使得輸出電壓達到穩壓的目的。單片機系統還兼顧對恒壓源進行實時監控,輸出電壓經過電流/電壓轉變后,通過A/D轉換芯片,實時把模擬量轉化為數據量,經單片機分析處理,經過數據形式的反饋環節,使電壓更加穩定,構成穩定的壓控電壓源。而且采用PWM控制的開關電源,該電源具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標、能構成高效率無工頻變壓器的隔離式開關電源等優點。而且在成本上與同等功率的線性穩壓電源相當,而電源效率顯著提高,體積和重量則大為減小。 2 方案的比較與論證    (1)輸出模塊    方案1采用線性調壓電源,以改變其基準電壓的方式使輸出不僅增加/減少,這樣不能不考慮整流濾波后的紋波對輸出地影響,此輸出只能是用萬用表量出。 在方案1中,為抑制紋波而在線性調壓電源輸出端并聯的大電容降低了系統的響應速度,這樣輸出的電壓難以跟蹤快變的輸入,方案2中的輸出電壓波形與D/A變換輸出波形相同,不僅可以輸出直流電平,而且只要預先生成波形的量化數據,就可以產生多種波形輸出,使系統有一定驅動能力的信號源。(2)數控模塊    方案1利用純硬件來控制電壓的輸出,其中最基本的電路原理分析,需要計算負載的大小,穩壓管的選擇有關 ,如方案1中的雙計數器一旦出現計數不同步時,會導致顯示電壓與輸出電壓不一致。在方案4中采用AT89C51單片機完成整個數控部分的功能,同時,AT89C51作為一個智能化的可編程器件,便于系統功能的擴展。  (3)控制模塊    在該系統中,采用具有D/A轉換功能的PWM調節電路、斬波電路、闊流器和可調穩壓管(LM317)去控制輸出參考電壓,在利用A/D轉換采樣,使輸出更準確,且紋波小,電流亦可擴展,容易保護電路。    (4)顯示模塊    方案2采用4位數字電壓表直接對輸出電壓采樣并顯示輸出實際電壓值,一旦系統工作異常,出現預制值與輸出值偏差過大,用戶可以根據該信息予以處理,還采用了鍵盤/顯示器的查詢時間,提高了CPU的利用率。3.具體方案的確定 3.1數字穩壓電源的方案框圖24VDC/DC轉換器濾波器輸出U0 5-10VI0<0.8ALM7805LM7805四位LED數碼管顯示PWMMMMA/D采樣KeyboardU0/I0、Ui/Ii取樣檢測基于STC12C5410AD的數字穩壓電源電路主要由DC/DC轉換器、濾波器、LM7805、STC12C5410AD型單片機、四位數碼管顯示器、鍵盤控制等幾部分組成。本次項目設計最大特點就是采用了自帶A/D采樣、PWM系統的STC12C5410AD型單片機。利用A/D采樣檢測系統可以隨時對輸出的電流電壓進行檢測。改變PWM中的方波脈沖的占空比從而控制輸出電壓。向電路中輸入24V的直流電壓,再經過DC/DC轉換器將24V的直流電壓轉換成5-10V的直流電壓。濾波器對輸出的電壓的紋波、噪聲進行改善。由于單片機正常工作需5V電壓方可正常工作,而線性變換開關LM7805輸出電壓正好是+5V,這時可通過此芯片來達到要求。用四位數碼管來顯示結果3.2數字穩壓電源的原理圖① 電源部分 ② 濾波電路 ③ 電流電壓檢測電路 。省略部分。和關心!最后向審閱技術報告的老師致以深深的意! 參考文獻[1]占松,蔡宣三.開關電源的原理與設計[M].:電子工業。2004[2]順舉,鐘川源.集成專用驅動器在開關電源中的應用[J].現代電子技術,2007(2o):35—37[3]永真,孟麗因.高效率開關電源設計與制作[M].:中國電力,20o8.[4]唐競新.數字電子電路[M].第1版.:清華大學,2003↓[5]康華光.電子技術基礎[M].數字部分.第4版.:高等教育,1998↓[6]電子工程手冊編委會等.中外集成電路簡明速查手冊[M]---TTL,CMOS.:電子工業,1991↓[7].論數字技術[J].《電子報》合訂本.:科學技術,2002.12↓【8】百度 .baidu.【9】單片機嵌入式系統袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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