基于单片机的数控开关电源的毕业设计1介绍.doc

基于单片机的数控开关电源的毕业设计 【摘　要】在科研、生产、实验等应用场合，经常用到电压在5～20V，电流在5～40A的电源。而一般实验用电源最大电流只有5A、10A。本文专 门开发了以51系列单片机为控制单元，以 TL494 作为核心部件，以AT89C52 单片机作为控制部件的开关稳压电源。该稳压电源具有在一定范围内可调、结构简单 , 工作可靠的特点 ,该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。 【关键词】单片机；TL494；场效应管恒流电路 1 前 言 近些年来，随着电子技术的迅猛发展，开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用。然而当前的开关稳压电源，虽然体积小，效率高，但输出电压的纹波较大 , 难以保证输出电压的高稳定性。为此，笔者设计了一种新的开关稳压电源。 1.1 课题背景简介 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。 单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器 件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。从组成上，数控电源可分成器件、主电路 与控制等三部分。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，稳定性差。 电源采用数字控制，具有以下明显优点: 1) 易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使用电源模块的智能化程度更高，性能更完美。 2) 控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。 3) 控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统(或不同型号的产品)，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。 4) 系统维护方便，一旦出现故障，可以很方便地通过RS232接口或RS485接口或USB接口进行调试，故障查询，历史记录查询，故障诊断，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试;也可以通过MODEM远程操作。 5) 系统的一致性好，成本低，生产制造方便。由于控制软件不像模拟器件那样存在差异，所以，其一致性很好。由于采用软件控制，控制板的体积将大大减小，生产成本下降。 1.2 单片机最小系统 2 单片机最小系统，或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。 　对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。下面给出一个51单片机的最小系统电路图（图1）： 1) 复位电路: 由电容串联电阻构成，由图并结合电容电压不能突变的性质，可以知道，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且， 这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠 的复位。一般教科书推荐C 取10u，R取10K。原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。至于如何具体定量计算，可以参考 电路分析相关书籍。 2) 晶振电路： 典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有 串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)，在本电路中，取12M。 3) 单片机： 一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机。对于31脚(EA/Vpp)，当接高电平时，单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行。 ＡＴ８９Ｃ５１单片机的共40个引脚功总共40个脚，电源用2个(Vcc和GND)，晶振用2个，复位1 个，EA/Vpp用1个，剩下还有34个。29脚PSEN，30脚ALE为外扩数据/程序存储器时才有特定用处，一般情况下不用考虑，这样，就只剩下32 个引脚，它们是： P0端口P0.0 - P0.7共8个； P1端口P1.0 - P1.7共8个； P2端口P2.0 - P2.7共8个； P3端口P3.0 - P3.7共8个； 1.3 本课题所做的主要工作 本课题的主要工作： 2 稳压开关电源的设计； 2 DC-DC变换电路的设计； 2 数码管显示电路的设计； 2 软件设计。 2 开关稳