I程控升壓開關(guān)電源的設(shè)計摘要隨著現(xiàn)代的科技發(fā)展，很多領(lǐng)域的電源系統(tǒng)中都用到了DCDC電源模塊。因相應技術(shù)的提高，電源系統(tǒng)的性能極其使用的價值都有了更高的要求。像對電源的體積、功耗、及其輸出功率和成本等的要求。本文介紹的程控升壓開關(guān)電源，正是基于實現(xiàn)以上思想的基礎(chǔ)上來設(shè)計的。設(shè)計的過程中，分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分，但不論是硬件還是軟件上都采用了模塊化的思想，使設(shè)計的作品結(jié)構(gòu)清晰切易于發(fā)現(xiàn)和改進它在各個方面的不足。設(shè)計作品主要分為由MC34063芯片組成的DC/DC升壓變換模塊和由STC12C5410AD單片機組成的控制模塊組成。另外還包括了鍵盤模塊和LED顯示模塊等。DC/DC升壓變換模塊用來完成對直流電壓的升壓，而中心控制模塊則用來控制對輸出的電壓電流數(shù)據(jù)的采集極其顯示，及對直流電壓升降的程控。鍵盤的輸入是程控電壓升降大小的參數(shù)，LED顯示模塊則用來顯示整個系統(tǒng)輸出的電壓電流的大小。設(shè)計作品具有體積小、功耗底、輸出功率大及價格相對便宜等優(yōu)點。它基本符合了現(xiàn)在很電源領(lǐng)域的應用。關(guān)鍵詞程控，DC/DC升壓變換，STC12C5410AD單片機，LED顯示。IIDESIGNOFBOOSTPROGRAMCONTROLLEDSWITCHINGPOWERSUPPLYABSTRACTWITHMODERNSCIENCEANDTECHNOLOGYDEVELOPMENT,MANYAREASOFPOWERSYSTEMSAREUSEDINTHEDCDCPOWERMODULESAPPROPRIATETECHNOLOGYFORTHEIMPROVEMENTOFPOWERSUPPLYSYSTEMUSEDINTHEPERFORMANCEOFMOSTVALUEHAVEAHIGHERDEMANDLIKETHEPOWEROFSIZE,POWERCONSUMPTION,ANDITSOUTPUTPOWERANDCOSTREQUIREMENTSTHISPAPERDESCRIBESTHESTEPUPPROGRAMCONTROLLEDSWITCHINGPOWERSUPPLY,ISBASEDONTHEREALIZATIONOFTHEABOVEIDEASONTHEBASISOFTHEDESIGNINTHEPROCESSOFDESIGN,HARDWAREDESIGNANDSOFTWAREDESIGNISDIVIDEDINTOTWOPARTS,BUTNOMATTERWHATHARDWAREANDSOFTWAREUSEDONAMODULARTHINKINGDESIGNWORKSWEREMAINLYCOMPOSEDOFTHEMC34063CHIPDC/DCBOOSTTRANSFORMSTC12C5410ADSCMMODULESANDCOMPONENTSFROMTHECONTROLMODULEITALSOINCLUDESAKEYBOARDMODULEANDLEDDISPLAYMODULEDC/DCBOOSTMODULEUSEDTOCOMPLETETHETRANSFORMATIONOFTHESTEPUPDCVOLTAGE,THECENTERCONTROLMODULEISUSEDTOCONTROLTHEOUTPUTVOLTAGEANDCURRENTDATACOLLECTIONISEXTREMELY,ANDTHEDCVOLTAGEOFTHEPROGRAMCONTROLLEDMOVEMENTSKEYBOARDINPUTVOLTAGEISPROGRAMMEDMOVEMENTSOFTHESIZEPARAMETERS,LEDDISPLAYMODULEISUSEDTOSHOWTHEWHOLESYSTEMOUTPUTVOLTAGEANDCURRENTSIZEDESIGNWORKISSMALLINSIZE,POWERCONSUMPTIONATTHEENDOFTHEOUTPUTPOWERANDPRICEADVANTAGESOFRELATIVELYCHEAPITISNOWBASICALLYINLINEWITHTHEPOWEROFTHEAPPLICATIONKEYWORDSPROGRAMCONTROLLED，DC/DCBOOSTTRANSFORM，STC12C5410ADIIISCM，LEDDISPLAY0目錄前言2第1章程控升壓開關(guān)電源設(shè)計的原理及方案介紹311程控生壓開關(guān)電源的工作原理312程控生壓開關(guān)電源的方案介紹4121程控升壓開關(guān)電源的技術(shù)指標及主要功能4122程控升壓開關(guān)電源的硬件設(shè)計方案4123程控升壓開關(guān)電源的軟件設(shè)計方案5第2章程控升壓開關(guān)電源的硬件電路的設(shè)計721開關(guān)電源DC/DC升壓變換電路的設(shè)計722控制模塊的電路設(shè)計1023LED顯示模塊電路的硬件設(shè)計1224鍵盤模塊的硬件電路的設(shè)計1425硬件其它模塊的電路設(shè)計15第3章程控升壓開關(guān)電源的軟件系統(tǒng)的設(shè)計1731系統(tǒng)主程序模塊的設(shè)計1732A/D數(shù)據(jù)采樣模塊的程序設(shè)計1833鍵盤掃描模塊的程序流程圖1934LED顯示模塊的程序23結(jié)論24參考文獻25致謝26附錄271前言隨著對節(jié)能技術(shù)的呼聲越來越高，隨著電子設(shè)備小型化的要求，隨著對環(huán)境保護的更高要求，開關(guān)電源技術(shù)也在飛速地發(fā)展著。更高效率，更小體積，更少電磁污染，更可靠地工作的開關(guān)電源成為了現(xiàn)在電源中所必須的。開關(guān)電源的迅速發(fā)展是與彈片機分不開的，而本設(shè)計程控升壓開關(guān)電源也正是在相關(guān)的彈片機的基礎(chǔ)上來完成的。設(shè)計是基于現(xiàn)實中對開關(guān)電源的要求來完成的。試制成的作品不但達到了應用的相關(guān)要求還有體積小，功耗小，價格底等的優(yōu)點。整個設(shè)計分了硬件和軟件兩塊，本文主要是針對硬件的設(shè)計。硬件以MC3063和STC12C5410AD單片機為中心，前一單片機及其外圍電路組成了DC/DC升壓變換模塊，而后者和其外圍電路則共同構(gòu)成了系統(tǒng)的控制模塊。通過這兩主要模塊及一些相關(guān)的模塊從而完成了設(shè)計所要實現(xiàn)的要求。在硬件和軟件都設(shè)計成功后，兩者聯(lián)合在一起便可以正常的工作了。論文的第一章介紹了整個系統(tǒng)的設(shè)計原理及其實現(xiàn)的方安，從而對程控開關(guān)電源做了一個全面的介紹；論文的第二章主要是程控開關(guān)電源的硬件設(shè)計部分。其中重點介紹了DC/DC升壓變換電路和中心控制電路的硬件設(shè)計。第三章簡要介紹了系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計。因為本文主要是針對硬件，所以只是簡要介紹了軟件設(shè)計的流程圖等。其中只對鍵盤模塊的程序做了詳細的設(shè)計。由于時間的限制及其本人的水平有限，所一設(shè)計的作品還有很多的不足之處，像系統(tǒng)的散熱功能不是很好等。所以作品在很多的方面都需要改進。2第一章程控升壓開關(guān)電源設(shè)計的原理及方案介紹隨著科學技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源穩(wěn)壓器技也得到了飛速的發(fā)展。更高效率，更小體積，更少電磁污染，更可靠地工作的開關(guān)電源是現(xiàn)在設(shè)備中所需要的。而本設(shè)計也是基于這些優(yōu)點上的設(shè)計。本章介紹了開關(guān)電源的原理和本設(shè)計的主要設(shè)計方案。12程控生壓開關(guān)電源的工作原理開關(guān)電源的工作原理是通過電路控制開關(guān)管進行高速的導通與截止。將整流濾波變換后的直流電壓電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓，再將交流電壓變換成直流電壓輸出。DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式TS不變，改變TON（通用），二是頻率調(diào)制方式，TON不變，改變TS（易產(chǎn)生干擾）。DC/DC生壓電路具體有以下幾類（1）BOOST電路升壓斬波器，其輸出平均電壓UO大于輸入電壓UI，極性相同。（2）BUCKBOOST電路升壓斬波器，其輸出平均電壓UO大于或小于輸入電壓UI，極性相反，電感傳輸。（3）CUK電路升壓斬波器，其輸出平均電壓UO大于或小于輸入電壓UI,極性相反，電容傳輸。開關(guān)電源工作效率高，一般可達到80以上。在其輸出電流的選擇上，準確測量或計算用電設(shè)備的最大吸收電流，通常輸出的計算公式為ISKIF式中IS開關(guān)電源的額定輸出電流；IF用電設(shè)備的最大吸收電流；K裕量系數(shù)，一般取1518；3另外好的開關(guān)電源還需要有必要的保護電路和接地等的設(shè)計。12程控生壓開關(guān)電源的方案介紹電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展極大地推動了開關(guān)電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代電子設(shè)備供電系統(tǒng)的主流。當然，開關(guān)電源的產(chǎn)生反過來也同樣解決了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的很多的難題。整個程控生壓開關(guān)電源的設(shè)計方案主要包括硬件設(shè)計部分和軟件設(shè)計部分。121程控升壓開關(guān)電源的技術(shù)指標及主要功能1輸入直流電壓1826V，輸出直流電壓32V，電流2A；輸出電壓的調(diào)整范圍10；2輸出電壓的調(diào)整可通過單片機的控制實現(xiàn)；能數(shù)字顯示輸出的電壓和電流122程控升壓開關(guān)電源的硬件設(shè)計方案硬件設(shè)計部分采用模塊化的設(shè)計思想，其硬件主要有以下模塊1單片機控制模塊（單片機采用STC12C5410AD）；2DC/DC升壓變換模塊（采用MC34063）；3鍵盤和LED顯示模塊；在控制模塊中，STC12C5410AD單片機是整個系統(tǒng)的控制中心。它負責控制DC/DC升壓模塊的步進，對輸出的電壓和電流數(shù)據(jù)的采集，控制LED對輸出數(shù)據(jù)的精確顯示。DC/DC升壓變換模塊是本設(shè)計的中心，它的主要作用是完成直流到直流的升壓變換，從而達到所要求的電壓值。鍵盤和LED顯示模塊受控制模塊的控制，鍵盤可以實現(xiàn)對電壓和電流輸出大小的設(shè)置；控制模塊采集的電壓電流數(shù)據(jù)則由LED顯示模塊來顯示。程控升壓開關(guān)電源系統(tǒng)硬件的總框圖如圖所示4控制模塊（STC12C5410AD單片機）DC/DC升壓變換模塊（MC34063）LED顯示模塊電源鍵盤模塊圖11系統(tǒng)硬件的總框圖123程控升壓開關(guān)電源的軟件設(shè)計方案系統(tǒng)的整個軟件的設(shè)計也采用模塊化思想，對各個部分的程序進行相應的設(shè)計。程序模塊的總框圖如圖12所示主模塊LED顯示鍵盤掃描A/D數(shù)據(jù)采集采集輸出的電壓電流的數(shù)據(jù)顯示輸出的電壓電流改變PWM波的占空比（改變輸出電壓）圖12系統(tǒng)軟件設(shè)計模塊的總框圖5程控升壓開關(guān)電源的系統(tǒng)程序中，主程序包括了程序的起始地址，中斷服務程序的起始地址，有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序。它將其它模塊的程序嵌套在一起，從而完成對整個電路的操作。數(shù)據(jù)采集部分的程序用來完成對輸出的電壓電流的數(shù)據(jù)采集，并獎采集來的數(shù)據(jù)送到LED顯示模塊來進行顯示。鍵盤、LED顯示模塊用來對整個系統(tǒng)進行控制，并顯示輸出數(shù)據(jù)的大小。通信模塊中包括了初始化、發(fā)送及接收部分，可實現(xiàn)系統(tǒng)與PC機通信的功能。6第二章程控升壓開關(guān)電源的硬件電路的設(shè)計硬件電路以DC/DC升壓電路為中心，而由STC12C5410AD單片機組成的電路是整個電路的控制中心。另外還包括了鍵盤電路、LED顯示電路和對DC/DC升壓模塊及單片機的供電電路。整個系統(tǒng)的電路原理圖見附錄。21開關(guān)電源DC/DC升壓變換電路的設(shè)計本設(shè)計的主要硬件部分便是DC/DC升壓電路部分，在設(shè)計中，為達到設(shè)計的要求的指標，而采用了專業(yè)的DC/DC電壓變換芯片MC34063。MC34063是一種用于DC/DC電源變換的集成電路，它的應用比較廣泛，且通用廉價易購。它可以用于電壓的升壓、降壓以及極性反轉(zhuǎn)。極性反轉(zhuǎn)效率最高65，升壓效率最高90，變換效率和工作頻率濾波電容等成正比。另外，輸出功率達不到要求的時候，比如大于250300MA時，可以通過外接擴功率管的方法擴大電流。由于內(nèi)置有大電流的電源開關(guān)，MC34063能夠控制的開關(guān)電流達到15A。內(nèi)部電路包含有參考電壓源、震蕩器、邏輯控制線路和開關(guān)晶體管。參考電壓源是溫度補償?shù)膸痘鶞试?。震蕩器的震蕩頻率由3角的外接定時電容決定。開關(guān)晶體管由比較器的反向輸入端和與震蕩器相連的邏輯控制線路置成ON，并由震蕩器輸出同步的下一個脈沖置成OFF。34063的內(nèi)部原理圖及相應的外圍電路構(gòu)成的DC/DC升壓電路如下圖21所示7圖21MC34063內(nèi)部原理和相應的外圍電路圖外圍電路的含義和他們的計算公式如下VOUT（輸出電壓）125V1R1/R2CT定時電容決定內(nèi)部的工作頻率。CT0000004TON（工作頻率）IPK2IOMAXT/TOFFRSC限流電阻決定輸出電流。RSC033/IPKLMIN電感LMINVIMINVCESTOM/IPKCO濾波電容決定輸出電壓波紋系數(shù)。COIOTON/VPP波紋系數(shù)其他固定的參數(shù)VCES10VTON/TOFFVOVFVIMIN/VIMINVCESVIMIN輸入電壓不穩(wěn)定時的最小植。VF12V快速開關(guān)二極管正向壓降通過對上面的參數(shù)的計算，可以確定響應器件的大小。其中R2設(shè)置成可變的電阻，用來調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。由于34063所經(jīng)受的最大電流小于2A，所以在它的外圍電路上加了MOS管用于擴流，使其輸出的電流達到設(shè)計的要求。整個DC/DC升壓變換模塊的電路圖如圖22所示8RSC002CT511PFVINDRI8IPK7VCC6FS5SC1SE2TC3GND4L3406334063VOUTDL1534UHRQ97RR41888KRR322KRR25KQ2IRF5307圖22DC/DC升壓變換模塊電路圖輸入DC/DC升壓變換模塊的電壓是18V26V的直流電壓，所以由交流變壓器變換過來的電壓要經(jīng)過整流濾波后才可輸入。常用的濾波整流電路有單相橋式蒸餾電容濾波電路、全波整流濾波電路、半波整流濾波電路和倍壓整流濾波電路。相比而言，第一種電路具有輸出電壓高、變壓器利用率高，脈動小等的優(yōu)點。本設(shè)計整流濾波采用就是單相橋式蒸餾電容濾波。整流濾波的電路圖如圖23所示1234D_BRIDGEBRIDGE1TRTRANS3VINLINDUCTORC_LVBO14700UFC_LVBO22350UFGND13圖23整流濾波模塊的電路圖922控制模塊的電路設(shè)計在控制模塊中，STC12C5410AD單片機是其核心部件。STC12C5410AD單片機是深圳宏晶科技生產(chǎn)的一款單片機。它是單時鐘/機器周期1T的兼容8051內(nèi)核單片機，是高速/低功耗的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍，內(nèi)部集成MAX810專用復位電路。4路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換。STC12C5410AD單片機其所有I/O口均可由軟件配置成4種工作類型之一。4種類型分別為準雙向口（標準8051輸出模式）、推挽輸出、僅為輸入（高阻）或開漏輸出功能。每個口由2個控制寄存器中的相應位控制每個引腳工作類型。單片機上電復位后為準雙向口（標準8051的I/O口模式）模式。2V以上時為高電平，08V以下時為低電平。圖24STC12C5410AD單片機的封裝圖STC12C5410AD單片機帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器,速度可達100KHZ。P17P10共8路電壓輸入型A/D，可做溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。所以本設(shè)計用到的A/D轉(zhuǎn)換是直接接在10彈片機的A/D口上的。上電復位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不需作為A/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。需作為A/D使用的口需先將其設(shè)置為高阻輸入或開漏模式。在P1M0、P1M1中對相應的位進行設(shè)置。STC12C5410AD單片機電源和晶振的描述如下VCC運行和程序校驗時加的電壓；VSS接地；XTAL1輸入到振蕩器的反向放大器；XTAL2反向放大器輸出，輸入到內(nèi)部時鐘發(fā)生器。振蕩器是用來將直流電源能量轉(zhuǎn)換為一定波形的交變振蕩信號能量的轉(zhuǎn)換電路。本彈片機內(nèi)部自帶晶振，但為滿足要求，設(shè)計采用了外部石英晶振。石英晶振的固有頻率十分穩(wěn)定，它的溫度系數(shù)（溫度變化1C所引起的固有頻率相對變化量）在106以下。的晶振電路如下圖25所示YC133PFC233PF圖25外部晶振電路圖另外它的工作電壓為55V38V（選用的5V單片機），工作頻率范圍在035MHZ，實際的工作頻率可達48MHZ。內(nèi)部集成有512字節(jié)RAM。其工作溫度范圍在4085。本設(shè)計采用的STC12C5410AD單片機引角排列和封裝如上圖24所示。由STC12C5410AD單片機組成的控制模塊負責對輸出電壓和電流大小的數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)送到LED顯示模塊，控制顯示模塊精確顯示系統(tǒng)輸出電壓電流的大小。另外控制模塊對鍵盤上輸入的信息進行處理，完成對系統(tǒng)輸出電壓的調(diào)整，使其輸出符合實際工作的需求。由STC12C5410AD單片機組成的電路如下圖26所示11YC133PFC233PFRR110KC310UFVCCP221P232RST3RXD/P304TXD/P315XTAL26XTAL17INTO/P328INT1/P339ECI/TO/P3410PWM1/PCA1/T1/P3511PWM3/PCA3/P2412P2513VSS16P2614P2715P37/PCA0/PWM017P10/ADC018P11/ADC119P12/ADC220P13/ADC321P14/SS/ADC422P15/MOSI/ADC523P16/MISO/ADC624P17/SCLK/ADC725P20/PCA2/PWM226P2127VDD32P0331P0230P0129P0028U_STC12C5410ADSTC12C5410ADUSBGNDRXDTXDPWMD_LEDVCCR_LEDRES1S_POWERP17P16VCCP11P12P13P10圖26STC12C5410AD單片機組成的控制模塊的電路圖23LED顯示模塊電路的硬件設(shè)計顯示器是最長用的輸出設(shè)備。由發(fā)光二極管組成的LED顯示器和液晶模塊組成的LCD顯示器因其結(jié)構(gòu)簡單、價格廉價和接口容易等的特點，更是得到了廣泛的應用。因系統(tǒng)輸出的只是數(shù)字，所以在設(shè)計中采用了由發(fā)光二極管組成的LED顯示器。發(fā)光二極管顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成顯示的字段，當二極管導通時相應的一個點或一個筆劃發(fā)光，這樣就能顯示各種字符。本設(shè)計采用的是七段LED數(shù)碼顯示器。七段LED數(shù)碼顯示器分為共陽極和共陰極兩種，設(shè)計中采用了共陽極的數(shù)碼顯示器。它的結(jié)構(gòu)圖如下圖27所示12圖27七段LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)和引角圖因為采用的是共陽極的，所以COMM端接的是高電平。當某個字段的陰極接底電平時，對應的字段就會點亮。LED顯示分為動態(tài)和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示時，若顯示某個數(shù)字相應的發(fā)光二極管恒定得導通或截止，這種方法，每一顯示位都需要一個8位的輸出口控制，占用的硬件較多，一般僅用于顯示位數(shù)較少的場合。動態(tài)顯示時，將會一位一位地輪流點亮各位顯示器，對每一位顯示器而言，每隔一段時間點亮一次，利用人的視覺留感達到顯示的目的。顯示器的亮度跟導通的電流有關(guān)，也和點亮的時間與間隔的比例有關(guān)。動態(tài)顯示器因其硬件成本較低，而得到廣泛的應用。因為系統(tǒng)輸出的數(shù)字位數(shù)較少，所以采用了最為簡單的靜態(tài)顯示。由控制模塊傳輸過來的信號，通過一位寄存器74LS164輸出，然后與數(shù)碼管的相應引角連在一起。而三極管的放大信號與數(shù)碼管的共陽極相連，由兩個信號來控制數(shù)碼管的顯示。本設(shè)計的顯示器由5個數(shù)碼管相連組成，其電路圖如圖28所示13A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U174LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U274LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U374LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U474LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U574LS164L11L12L13L14L15L16L17L18L21L22L23L24L25L26L27L28L31L32L33L34L35L36L37L38L41L42L43L44L45L46L47L48L51L52L53L54L55L56L57L58P11P10VCCABFCGDEVCC1245679ABCDEFG10DPDP83VCCDS1GREENCAABFCGDEVCC1245679ABCDEFG10DPDP83VCCDS2GREENCAABFCGDEVCC1245679ABCDEFG10DPDP83VCCDS3GREENCAABFCGDEVCC1245679ABCDEFG10DPDP83VCCDS4GREENCAABFCGDEVCC1245679ABCDEFG10DPDP83VCCDS5GREENCAQ1PNPR4330KVCCP12L18L17L16L15L14L13L12L11L28L27L26L25L24L23L22L21L38L37L36L35L34L33L32L31L48L47L46L45L44L43L42L41L58L57L56L55L54L53L52L51COMCOMCOMCOMCOMR1100R2100R3100R4100R5100R6100R7100R8100R9100R10100R11100R12100R13100R14100R15100R16100R17100R18100R19100R20100R21100R22100R23100R24100R25100R26100R27100R28100R29100R30100R31100R32100R33100R34100R35100R36100R37100R38100R39100R40100COMCOMARR1ARR2ARR3ARR4ARR5ARR6ARR7ARR8圖28LED顯示模塊的電路圖24鍵盤模塊的硬件電路的設(shè)計鍵盤用來對系統(tǒng)輸出電壓大小的設(shè)置，用它可以上下調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出的電壓值。本設(shè)計的鍵盤模塊采用動態(tài)掃描的方式，鍵盤掃描電路輸出端和LED顯示器段碼控制端口共用74HC164的輸出Q0Q7。鍵盤模塊具有八個按鍵輸入，可作為獨立的18按鍵輸入，也可作為24的陣列鍵盤使用。它可采用DC5V供電，也可采用DC3V供電；而且它的接口簡單，可方便與任何一款單片機進行軟硬件接口設(shè)計。本系統(tǒng)的鍵盤采用18行列式鍵盤。其工作原理為單片機通過運行程序不斷掃描鍵盤，檢查是否有鍵按下，當掃描到有鍵按下時。經(jīng)過程序處理找出按下的鍵值，并調(diào)用相應鍵操作程序完成對應的鍵操作。其電路原理圖如下圖29所示。整個鍵盤與系統(tǒng)連接的電路圖見附錄里的總電路圖。14S3SWPBS1SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS2SWPBP13R4210KVCCARR1ARR2ARR3ARR4ARR5ARR6ARR7ARR8圖29鍵盤電路的原理圖25硬件其它模塊的電路設(shè)計設(shè)計中除了以上的硬件電路以外，還有單片機與計算機之間的通信接口電路，及給單片機供電的電源和給DC/DC輸入18V26V的供電電路。單片機與計算機之間的通信是通過計算機上的UART口和MAX232之間的連15接來實現(xiàn)的。通過連接可以將編好的程序下到單片機中。而且也是通過這個接口來為彈片機供電的。接口的電路可見附錄的整個設(shè)計的原理圖。MAX232是控制模塊的一部分，其在電路中的連接如下圖210所示PCRXDVCCPCTXD12345611128714151091316U5_232232CR2R1T2T1TXDRXDC1601UC1701UC1901UC1801U圖210MAX232連接電路圖輸入DC/DC升壓電路模塊的是有專業(yè)的變壓器變壓而來的。變壓器接入220V的交流電源，經(jīng)變壓后變成18V的交流電，經(jīng)整流變壓后，以18V的支流電源輸入到DC/DC升壓模塊。16第三章程控升壓開關(guān)電源的軟件系統(tǒng)的設(shè)計程控升壓開關(guān)電源的軟件系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化的思想，將一個復雜的程序分成幾個部分來設(shè)計。這樣不但使編出的程序看上去思路清晰，且容易及時糾正程序中出的錯誤。因為本設(shè)計主要針對程控升壓開關(guān)電源的硬件設(shè)計，所以在此只是對它的整個軟件系統(tǒng)做簡單的介紹，而對個別模塊的程序設(shè)計則做了進一步詳細的說明。321系統(tǒng)主程序模塊的設(shè)計當整個系統(tǒng)通電后，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。首先STC12C5410AD單片機自動復位，開始運行該程序。該程序先對STC12C5410AD單片機初始化。初始化包括時間中斷的初始化、外部中斷源的初始化、對STC12C5410AD的I/O初始化、RAM初始化、LED顯示，然后調(diào)用數(shù)據(jù)采樣程序，進行一次A/D數(shù)據(jù)采樣，從而給出開機顯示。接下來運行鍵盤模塊的程序，判斷是否有鍵輸入，若沒有鍵輸入，則顯示開機時的初始輸出值；若有鍵按下，則會改變PWM的占空比，從而改變了輸出的電壓，再次調(diào)用數(shù)據(jù)采集程序，進行A/D數(shù)據(jù)采樣，顯示新的輸出結(jié)果。然后再次判斷是否有鍵按下，從而進行循環(huán)。整個程序會一直循環(huán)，直到系統(tǒng)停止工作。整個系統(tǒng)的具體工作流程圖如下圖31所示17開始初始化是否有鍵按下改變PWM波占空比顯示結(jié)果A/D采樣YESNOA/D采樣圖31系統(tǒng)主程序工作流程圖32A/D數(shù)據(jù)采樣模塊的程序設(shè)計A/D數(shù)據(jù)采樣模塊的程序是用來對系統(tǒng)輸出的電壓電流的數(shù)據(jù)進行采集，然后將采集來的數(shù)據(jù)進行相應的處理。如進行A/D轉(zhuǎn)換等。當運行數(shù)據(jù)采樣模塊的程序時，首先進行初始化，然后對輸出數(shù)據(jù)采集，A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保存，顯示轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。18接下來判斷A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束，若沒有結(jié)束，則程序轉(zhuǎn)到對輸出數(shù)據(jù)的采集部分，從而進行循環(huán)。若成功了，則返回。A/D數(shù)據(jù)采樣模塊的程序工作流程圖如下圖32所示開始初始化A/D采樣A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束NO返回YES顯示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲圖32A/D數(shù)據(jù)采樣的程序工作流程圖12鍵盤掃描模塊的程序流程圖鍵盤在單片機應用中是不可缺少的一部分。本設(shè)計的鍵盤是采用1列8行1X8的設(shè)計思想，74HC164對鍵盤進行行驅(qū)動，列線接在單片機的I/O口上，在固定的極短的時間內(nèi)對鍵盤的列線進行掃描，進而判斷是否有鍵按下，從而跟據(jù)按鍵值對PWM撥的占空比進行相應的改變，在主程序中則根據(jù)按鍵值做出進一步19的判斷。它的程序流程圖如下圖33所示開始是否有鍵按下調(diào)用延時是否有鍵按下查鍵號返回JMPADPTRYESYESNONO0鍵功能子程序1鍵功能子程序A00HA01H圖33鍵盤掃描程序的流程圖本鍵盤模塊采用查詢方法實現(xiàn)鍵盤的輸入功能。由于系統(tǒng)采用由機械觸點構(gòu)成的獨立式按鍵，它存在按鍵開關(guān)的抖動問題，這個抖動容易影響到單片機對按鍵的正確判斷。下圖34是按鍵抖動示意圖20圖34按鍵抖動示意圖為使STC12LE5410AD單片機能正確地讀出P13口的狀態(tài)，對每一次按鍵只作一次響應，就必須消除抖動。而消除抖動的方式有硬件消除和軟件消除兩種。本設(shè)計采用軟件方法去消除抖動，它通過設(shè)置延時定時器的延時時間以達到消除鍵盤抖動的目的。在單片機獲得P13口為低的信息后，不立即認定鍵盤已被按下，而是經(jīng)過一個延時后再次檢測P13口，如果仍為低，說明鍵盤被按下了。這就消除了按鍵按下時前沿的抖動對單片機正確判斷按鍵造成的影響。本設(shè)計的鍵盤掃描程序如下所示SCANKEYSETBKEYROW置P13為高電平MOVDATA_OUTPUTBUF，00HLCALLDATA_OUTPUTMOVA，P1JBACC3，NOKEY判斷是否有鍵按下，沒有的話繼續(xù)掃描，當有的話延時LCALLDELAY45MS軟件消抖MOVA，P1JBACC3，NOKEY鍵盤行還為0，則取鍵值MOVARRANGENUM，00H將鍵盤列號置為0MOVSCANVALUE，07FH列掃描MOVSCANVALUE，0FEHGETKEY1SETBKEYROWMOVA，SCANVALUE掃描字中介寄存器MOVDATA_OUTPUTBUF，ALCALLDATA_OUTPUT列掃描21MOVA，P1JNBACC3，GETKEYVALUEMOVA，SCANVALUERRAMOVSCANVALUE，AINCARRANGENUMJBACC7，GETKEY1LJMPNOKEYGETKEYVALUEMOVDPTR，KEYVALUE；KEYVALUE放顯示的段值MOVA，ARRANGENUMXORA，00H；判斷是否是00號鍵按下XORA，01H；判斷是否是01號鍵按下XORA，07H；判斷是否是07號鍵按下JZKEY0；是00號按下則跳到其功能子程序處，否則執(zhí)行下一句JZKEY1；是01號按下則跳到其功能子程序處，否則執(zhí)行下一句JZKEY7；是07號按下則跳到其功能子程序處，否則執(zhí)行下一句MOVCA，ADPTRMOVKEYVALUEBUF，AMOVDATA_OUTPUTBUF，KEYVALUEBUFLCALLDATA_OUTPUT；用來顯示哪個鍵按下NOKEYAJMPSCANKEY；無按鍵繼續(xù)掃描DELAY45MS；延時MOVR7,150TMMOVR6,15022TM6DJNZR6,TM6DJNZR7,TMRETKEY0；00號鍵實現(xiàn)步加的功能12LED顯示模塊的程序在顯示模塊中，我們采用5片74HC164,5個8段LED數(shù)碼管組成。它的工作原理是主控單片機STC12C5410AD通過它的控制口發(fā)出不同的控制信息去控制點亮不同的數(shù)碼管，而74HC164是用來根據(jù)主控單片機給出的不同信息，給出不同數(shù)碼管所要顯示的不同內(nèi)容，在給出點亮信號時，數(shù)碼管就顯示出74HC164輸出端的信息。系統(tǒng)顯示部分的程序如下所示MOVDPTR,KEYVALUEMOVA,DATA_OUTPUTBUF2MOVCA,ADPTRMOVKEYVALUEBUF,AMOVDATA_OUTPUTBUF,KEYVALUEBUFLCALLDATA_OUTPUT1；用來顯示減的結(jié)果LCALLDELAY1SMOVDATA_OUTPUTBUF1,DATA_OUTPUTBUF2MOVA,DATA_OUTPUTBUF1ADDA,STEPMOVDATA_OUTPUTBUF1,AMOVA,DATA_OUTPUTBUF2SUBBA,STEP；STEP為步進值MOVDATA_OUTPUTBUF2,AAJMPSCANKEY23結(jié)論經(jīng)過三個多月的畢業(yè)設(shè)計，終于成功設(shè)計出了程控升壓開關(guān)電源。由于設(shè)計中采用較長見的MC34063及STC12C5410AD單片機，所以使設(shè)計成的作品不但實現(xiàn)了設(shè)計的要求，也具有了實際產(chǎn)品應用中的一些優(yōu)點。整個設(shè)計分為硬件和軟件兩個部分，本文主要是針對硬件的設(shè)計。設(shè)計過程中采用模塊化思想，將整個設(shè)計分為DC/DC升壓變換模塊和中心控制模塊等。但是由于自己的水平有限，對各個模塊之間的關(guān)系不能從整體上把握，及對軟件部分了解的也不夠等，使設(shè)計出的作品有很多的不足之處，有許多缺陷需要改進。如系統(tǒng)的散熱性能不是很好，電流和電壓的穩(wěn)定性不是很到位等。在整個設(shè)計當中，遇到很多問題，但也正是隨著這一系列的問題的解決才一步步的將作品設(shè)計成功。在解決問題的過程中，有自己的努力、也有同學和老師的幫助，兩者都使自己在對設(shè)計方面的知識有了更多的了解，也使自己學到了很多的知識，從而自己的整體水平在這個過程中得到了很大的提高。因為設(shè)計的時間及個人的能力限制等，設(shè)計作品有很多不足，要想達到實際生產(chǎn)中的應用，還有很多的問題有待解決。24參考文獻1鄭人杰計算機軟件測試技術(shù)北京清華大學出版社,19922戴梅萼,史嘉微型計算機技術(shù)及應用北京清華大學出版社,19953丁元杰單片微機原理及應用北京機械工業(yè)出版社,19934胡健單片機原理及接口技術(shù)實踐教程北京機械工業(yè)出版社，20045喻評，郭文川單片機原理與接口技術(shù)北京化學工業(yè)出版社，20066李剛51系列單片機系統(tǒng)設(shè)計與應用技巧北京北京航空航天大學出版社。20047沙占友單片機外圍電路設(shè)計北京電子工業(yè)出版社，20038余永權(quán)。MCS51系列單片機應用技術(shù)北京北京航空航天出版社，20029閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)北京高等教育出版社，200210蔡美琴MCS一51系列單片機系統(tǒng)及其應用高等教育出版社199211姚四改PROTEL99SE電子線路設(shè)計教程上海上海交通大學出版社，2004112莫力PROTEL電路設(shè)計北京國防工業(yè)出版社,2005113邱關(guān)源電路第四版北京高等教育出版社,2004414張俊謨單片機中級教程北京北京航空航天大學出版社,199915蔡惟錚常用電子元器件手冊哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學出版社,199816魏澤鼎單片機應用技術(shù)與實例北京電子工業(yè)出版社，2005117王福端單片機測控系統(tǒng)設(shè)計大全北京北京航空航天大學出版社，1998418齊志儒、高福祥匯編語言程序設(shè)計沈陽東北大學出版社,199419張國良匯編語言基礎(chǔ)北京國防工業(yè)出版社,200120馬家辰，孫玉德，張穎MCS51單片機原理及接口技術(shù)哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學出版社,1998925附錄程控升壓開關(guān)電源的原理圖YC133PFC233PFR110KC310UFVCRSC002CT51PFVINDRI8IPK7VC6FS5SC1SE2TC3GND4L3406334063VOUTDL1534UHP221P232RST3RXD/P304TXD/P315XTAL26XTAL17INTO/P328INT1/P339ECI/TO/P3410PWM1/PCA1/T1/P3511PWM3/PCA3/P2412P2513VS16P2614P2715P37/PCA0/PWM017P10/ADC018P11/ADC119P12/ADC220P13/ADC321P14/S/ADC422P15/MOSI/ADC523P16/MISO/ADC624P17/SCLK/ADC725P20/PCA2/PWM226P2127VD32P0331P0230P0129P0028U_STC12C5410ADSTC12C5410AD1234D_BRIDGEBRIDGE1TRTRANS3VINR101KR91KR110K321411U2LMALM324R810KR191KR1810K1098U4_LM324CLM324VOUT1234USB232CON4PCTXDPCRXDUSBVCUSBGNDUSBVCUSBGNDUSBGNDVCRXDATXDAGND12345678910111213141516J2J8VC485SVSVGND485RXDTXDTXDRXDPCRXDVCPCTXD12345611128714151091316U5_232232CR2R1T2T1TXDRXDC1601UC1701UC1901UC1801URXDTXDPWMD_LEDVCR_LEDRES1S_POWERP17P17P16P16VOUTVCA1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U174LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U274LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U374LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U474LS164A1B2QA3QB4QC5QD6CLK8CLR9QE10QF11QG12QH13U574LS164L1L12L13L14L15L16L17L18L21L2L23L24L25L26L27L28L31L32L3L34L35L36L37L38L41L42L43L4L45L46L47L48L51L52L53L54L5L56L57L58P11P10S3SWPBS1SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS2SWPBVCP10P11P12P13VCGNDABFCGDEVC1245679ABCDEFG10DPDP83VCDS1GRENCAABFCGDEVC1245679ABCDEFG10DPDP83VCDS2GRENCAABFCGDEVC1245679ABCDEFG10DPDP83VCDS3GRENCAABFCGDEVC1245679ABCDEFG10DPDP83VCDS4GRENCAABFCGDEVC1245679ABCDEFG10DPDP83VCDS5GRENCAQ1PNPR4330KVCP12L18L17L16L15L14L13L12L11L28L27L26L25L24L23L22L21L38L37L36L35L34L33L32L31L48L47L46L45L44L43L42L41L58L57L56L55L54L53L52L51P13R4210KVCCOMCOMCOMCOMCOMR412KR110R210R310R410R510R610R710R810R910R1010R1110R1210R1310R1410R1510R1610R1710R1810R1910R2010R2110R2210R2310R2410R2510R2610R2710R2810R2910R3010R3110R3210R3310R3410R3510R3610R3710R3810R3910R4010VCS17SWPBRESETRESETCOMCOMLED1LEDARR1ARR2ARR3ARR4ARR5ARR6ARR7ARR8ARR1ARR2ARR3ARR4ARR5ARR6ARR7ARR8VC1234567J1CON7P11P12P13LINDUCTORC_LVBO14700UFC_LVBO22350UFRQ97R41888KR322KR25KQ2IRF5307123456JP9GNDRLVOUT7GNDVIN123456JP7123456JP8VOUTVOUTVOUTRLRLRL33311113R12002P1026外文資料原文SHALLOWLYDISCUSSESTHESPECIALPURPOSEEXCHANGEVOLTAGESTABILIZEDSOURCEABSTRACTALONGWITHTHESOCIALPROGRESSANDTHETECHNICALUNCEASINGDEVELOPMENT,THEUSERALSOFOROWNEQUIPMENTNORMALUSE,THEREQUESTEXCHANGEVOLTAGESTABILIZEDSOURCENOTONLYHASTHECONSTANTVOLTAGEFUNCTION,MOREOVERHASTHEANTIJAMMINGANDTHESUPPRESSIONOVERTONEFUNCTION,FORADAPTSTHEMARKETDEMAND,RECENTLYTHECOMPANYPROMOTESEACHKINDOFSPECIALPURPOSEPOWERSOURCE,EXAMPLECTMACHINE,THENMRCTMACHINESPECIALPURPOSEVOLTAGESTABILIZEDSOURCE,THEANTIJAMMINGEXCHANGEPARAMETERVOLTAGESTABILIZEDSOURCE,THECONSTANTVOLTAGEFILTERPOWERSOURCE,THEACCENTPRESSESTHEVOLTAGESTABILIZEDSOURCEANDSOONTHESPECIALPURPOSEPOWERSOURCEKEYWORDEXCHANGEVOLTAGESTABILIZEDSOURCEANTIJAMMINGOVERTONEWENZHOUMODERNGROUPLIMITEDCOMPANYITSPREDECESSORWASORGANIZES1982THEWENZHOUPRECISEELECTRONINSTRUMENTPLANT,IN1994TENABLEGROUPCOMPANY,PRODUCESEACHKINDOFTYPEEXCHANGEVOLTAGESTABILIZEDSOURCETOHAVEMORETHAN20YEARSHISTORYTHECURRENTPOWERSOURCEMARKETANDTHEPOWERSUPPLYQUALITYCOMPARESWITHTHE80SGOTUPTHEVERYBIGCHANGE,ATPRESENTEXCHANGESTHEVOLTAGESTABILIZEDSOURCEMARKETANDTHEPOWERSUPPLYQUALITYMAINLYHASTWOQUESTIONSONEISTHELOWENDCOMPETITIONISMOREANDMORESERIOUSTWO,THEPOWERSUPPLYQUALITYFREQUENCY,PROFILE,VOLTAGECHANGETHEDIFFERENCETHEMAINREASONISTHEELECTRICPOWERELECTRONICINSTALLATIONWIDESPREADUSEANDBECAUSETHEELECTRICPOWERSUPPLYANDDEMANDCONTRADICTORYSUPPLIESFORONESELFTHEELECTRICITYGENERATIONGROUPMACHINEINCREASE,CAUSESTHEELECTRICALNETWORKPOWERSUPPLYNATUREQUANTITATIVECHANGETOBEBAD,HASTHEINFLUENCETOTHECURRENTCOLLECTORVVVV1,ANTIJAMMINGEXCHANGEPARAMETERVOLTAGESTABILIZEDSOURCE27VVVVEXCHANGEPARAMETERVOLTAGESTABILIZEDSOURCECALLEDTHECONSTANTVOLTAGETRANSFORMERCONSTANTVOLTAGETRANSFORMERISCALLEDCVT,ITSBASICPRINCIPLEISTHEFUNCTIONSWITCHWHICHTHEUSEFERROMAGNETICRESONANCEPRINCIPLEMAKES,HASPLACEDTHELINEARINDUCTANCECOILINASPECIALSTRUCTUREFERRITECORE,THESATURATEDINDUCTANCECOILANDCOMPENSATESTHEINDUCTANCECOIL,HASREALIZEDRESPECTIVEFUNCTIONTHEPRIMARYFERRITECOREWILLAPPLYINTHEFERRITECOREMAGNETIZATIONCURVELINEARSECTION,BUTTHESECONDARYFERRITECOREWILLSELECTTHEMAGNETISMCHARACTERISTICSHALLOWSATURATIONAREAWHENTHEINPUTVOLTAGERISESAGAIN,ITSMAGNETICFIELDDOESNOTAFFECTALREADYTHESATURATEDFERRITECORE,LIKETHISACHIEVESTHECONSTANTVOLTAGETHEGOALTHISKINDOFPOWERSOURCESTRUCTUREUNIQUESIMPLE,STABLERELIABILITYEXTREMELYGOOD,THECONSTANTVOLTAGESCOPEISWIDEWHENTHEINPUTVOLTAGECHANGE20,THEOUTPUTVOLTAGECHANGES3,THEOVERLOADPROTECTIONABILITYISSTRONGWHENTHELOADSHORTCIRCUITS,THEOUTPUTVOLTAGEAUTOMA