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单片机及模数综合系统设计

课题名称：基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现

—-单片机控制部分

一、实验目的：本模拟电路课程设计要求制作开关电源的模拟电路部分,在掌握

原理的基础上将其与单片机相结合，完成开关电源的设计。本报告旨在详述开

关电源的原理分析、计算、仿真波形、相关控制方法以及程序展示。

二、总体设计思路

本设计由开关电源的主电路和控制电路两部分组成，主电路主要处理电能，

控制电路主要处理电信号，采用负反馈构成一个自动控制系统。开关电源采用PWM

控制方式，通过给定量与反馈量的比较得到偏差，通过调节器控制PWM输出,从而

控制开关电源的输出。当键盘输入预置电压后,单片机通过PWM输出一个固定频率

的脉冲信号，作用于串联开关电源的二极管和三极管，使三极管以一定的频率导

通与断开,然后输出进行AD转化，转化后的结果再给单片机进行输出,进行数码管

显示。

系统的基本框图及控制部分如下：

控制过程原理分析:单片机所采用的芯片为STC12C5A60S2，该芯片在拥有8051内核

的基础上加入了10为AD和PWM发生器。通过程序，即可控制单片机产生一定占空比的PWM

脉冲，将此脉冲输入到模拟电路部分，在模拟电路的输出端即可产生一定的输出电压，可比

较容易的通过程序来实现对输出电压的控制。但上述的开环控制是无法达到精确的调节电压，

因此需要采用闭环控制来精确调制.即，对输出电压进行AD采样，将其输入回单片机中进行

数据处理.单片机根据处理的结果来对输出电压做出修正，经过这样的逐步调节即可达到闭环

的精密输出。由此原理，可以将整个过程分成一下模块：PWM波形输出模块，模拟电路模块，

AD转换模块，数码管显示模块，键盘输入模块。

控制过程基本思路为:首先从键盘输入一个电压值，并把该电压值在数码管上面显示

出来，再由A/D转换模块对串联开关电源电路的输出端进行电压采集,将采集到的电压值与键

盘输入的电压值进行比较，通过闭环算法，控制PWM的脉宽输出，由此控制串联开关电压电

源电路，改变输出的电压值，使得输出值与设定的电压值相等。

三、系统各单元模块电路设计

1、键盘输入数据部分

分别接到单片机的P2。4，P2.5，P2。6，P2.7。每路通过电阻进行上拉,可以编程实现控制

单片机运行不同程序。为了判断键盘上面的按键是否有按下的，可以事先对P2。4，P2。5，

P2.6,P2.7端口赋值，便可以知道具体是哪个按键被按下了.例如：P2.4=0，便可知道P2.4

对应的按键已经按下了。

键盘输入模块程序如下：

voidkey()//键盘扫描函数

｛

if(P2_6==0）

{

delay(10）；//延时去抖动

if(P2_6==0）

｛

while(P2_6==0）

if（a9）

{a++；}

elsea=0；｝

}

if(P2_5==0）

{

delay(10）;//延时去抖动

if（P2_5==0)

{

while（P2_5==0）;

if(b〈9)

{b++;}

else(b=0）；}

if(P2_4==0)

｛

delay（10）；//延时去抖动

if(P2_4==0)

｛

while（P2_4==0)；

if（c5）

{c++;}

elsec=0;｝｝

if（P2_7==0)

{

delay（10)；

if（P2_7==0)

{

while（P2_7==0）;

P1_5=!P1_5；

｝}}

2、数码管数据显示部分

知道了上面在键盘输入的数值后，便要在数码管上面显示出来.

该实验板的8位数码管是共阴极的数码管，使用端口为P0和P2。0—P2。4口，且为动态数

码管，因此在同一时间，只有一个数码管是亮着,但由于人眼的视觉残留,使得看上去是全部

一