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做旅游信息的网站能赚钱吗,企业做网站要注意些什么,建一个网站问谁,求职简历免费模板第二章 开关电源设计分析 2.1 系统难点分析 2.1.1 提高电源工作效率 目前的开关电源可以达到300千赫的工作频率#xff0c;这种设计要求单片机的24M赫兹的晶振频率可以达到40千赫#xff0c;但是对单片机的处理速度比开关电源要快得多。因为切换电源需要极高的切换操作频率…第二章 开关电源设计分析2.1 系统难点分析2.1.1 提高电源工作效率目前的开关电源可以达到300千赫的工作频率这种设计要求单片机的24M赫兹的晶振频率可以达到40千赫但是对单片机的处理速度比开关电源要快得多。因为切换电源需要极高的切换操作频率因此采用24M赫兹的晶振频率在51系列的单片机中并不算太快因为扫描仪、PID控制器、取样信号等工作都需要单片机来完成。由于该脉冲的有效电平(工作周期)是在中断期间由计时器产生的而不能调节因此只能是50%因此可以调节输出的开关电源的可能性不大。处理问题方法目前最重要的问题是无法改变单片机的工作负载若采用较好的单片机来提高处理速度则必然会加大系统的投资从而降低系统的控制效果。在一系列比较之后会在软件设计中进行处理。该方法是先确定两个变量一个是周期T一个是占空比D然后分配他们使D小于T接下来从MCU的I/O口输出高电平T和D同时计算在D的预算值达到时从输入/输出端输出一个低电平直到T值时该端口的输出总是在低电平然后再一次输出高电平。如果要改变脉冲的频率就要调整T和D的值定时的时间是通过定时器的工作频率来设置的。如果要用单片机来输出任何一个频率那么它的时钟频率就必须很高。2.1.2 标度转换技术该设计使用的电压芯片是可以采样0到5V间电压的ADC0832为了让使用者在键盘上所输入的电压能够进行比较所以需要通过标度转换将0到255的数字量与采样收集到的电压相对应起来为了让其拥有相同的单位量纲所以将采样到的电压值转换为数字量。因为被控目标的参数需要经过变送机的处理转化成电子信号但其测量值和测量范围不同。然后为了方便电脑将所获得的参数用V/F或A/D变换器变换为数字信号。同样的数值因为不同的参数其变化的幅度和尺度也不同因此有可能得到不同的模拟量。例如数字量255可以用5V的DC电压来表示并且可以用它来表示其他的模拟量所以如果这些参量改变的幅度是不同的则可以用同样的量纲和同样的数值来表示。比如变换技术是指在打印、记录、报警、显示等操作中将相应的数据转化成不同的量次。标度转换的标准为0到12V间的电压可以在键盘中进行输入并且数字量0至255与取样的0至5V的电压互相对应。换句话说在单片机系统中可以适当地进行处理和比较因此0至255与预先设定在键盘上的0至12V的电压相对应。2.2 开关电源的控制方式电流控制模式与电压控制模式是开关电源常用的控制方式。由于本文中PWM调制Buck电路在两种方式中都被使用所以以此为例来分析。2.2.1 电压控制模式该电压控制方式的反馈信号是一种对该输出电压进行取样的信号该信号被直接输入到该控制电路该电路仅具有一个电压反馈环路。其工作原理此电路基准信号连同输入的电压采样信号被传输到误差放大器的前、后两个输入端。所述电路基准信号连同输入电压采样信号被传输到误差放大器的正、反两个输入端通过放大器对所述差分进行放大并将该差分输出给PWM比较器的逆向输入端同时在PWM比较器的前向输入端中输入锯齿波该锯齿波发生器要求产生特定频率的倾斜电压从而补偿由于工作周期的限制而引起的电路不稳定性的波动。PWM输出的脉冲宽度由锯齿波与误差放大器的输出电压相交决定然后将两者进行比较得出所需要的调制脉冲进一步使开关管开启。同时这种误差放大电路还可以增加输出电压的延时并且利用PWM比较器和锯齿波发生器产生的倾斜电压来调整PWM比较器的脉宽由此延迟所述电压控制电路的瞬时响应。典型电路如图2.1所示。图2.1电压控制PWM调制电路第三章 硬件电路设计3.1 电源电路设计3.1.1 整流滤波电路电源220V通过变压器进行降压然后将其转换为18V直流电流由滤波器网络进行滤波使之成为Buck切换电路的工作电压。该电源采用LM7812型稳压器其输出电压为12V用于驱动IR并可为PWM控制器供电。再用7805稳压器把这个电压转换成5V用来进行单片机的控制。如图3.1所示。图3.1整流滤波电路第四章 软件设计4.1 总体编程思想单片机控制系统的软件设计思想通过扫描键盘输入数据系统会自动调整脉冲宽度输出电压如果没有输入则通过PID控制算法来控制输出电压。软件子程序包括(1)数码管扫描和按键盘程序(2)由计时器0中断而生成的方波程序(3)PID控制子程序(4)计时装置1的中断修正占空比、执行PID控制、数字显示子程序。4.2 键盘防抖动子程序在键盘操作的时候往往会下意识地按下两个按钮或者是连续的按钮然后发送一个错误的命令所以在这个过程中会有两个判定来确定按钮的位置。本文中需要设定电压所以在程序中8个键被定义为个、十、百、千位往上加开关切换个、十、百、千位往下减开关切换。在满足预设电压的条件下可以实现对PID控制的当前设置的电压、PID控制增量、输出增量、PID控制的比例、积分、微分等其他参数的显示。如图4.1所示。图4.1键盘防抖动流程图第五章 系统调试5.1 硬件模块调试单片机控制开关电源仿真电路通过按键设置所需的电压再通过A/D转换电路对输出电压进行采样再通过PID算法对输出电压进行运算对所控制量及占空比来进行调整以此来得出所需的输出电压再通过PID控制来调整输出电压。如图5.1所示。图5.1单片机控制开关电源仿真电路5.1.1 整流滤波电路的调试这一步可以通过使用电脑模拟的方法接好电线之后将电源接通首先测量一下变压器的输出在12.96V的AC档再进行整流要特别注意的是整流桥的接线是否正确以免造成整流输出的电压不准确严重时会烧毁稳压块。试验结果表明该调制解调器的输出电压可达5.10V。5.1.2 A/D转换的调试通过稳压供电将5V的电压输入到变换器中使其电压发生变化数字管上的数字信号随着电压的变化而变化。5.1.3 脉冲输出电路的调试控制脉冲直接被输入到开关管的基极在制版前可以利用面包片模拟脉冲信号的作用如果采用开关管的发射端则会减小输出的脉冲信号的振幅使输出的效率下降。通过与电路的连接示波器对基极和集极端的观测发现其振幅很小而在切换后振幅显著增大表明控制脉冲能够直接对开关进行控制从而确保了信号的稳定。结论通过单片机对开关电源进行智能控制并通过实验证明采用单片机可以完成智能化开关电源的生产。使用者采用键盘来进行电压的设定由单片机来实现脉冲宽度的调节从而实现了大范围的电压调节的目的。在此基础上利用工作频率高的单片机可以生产出更好的、更高的工作频率、更高的智能化的开关电源。比如由单片机来实现如果开关电源在长时间内不使用时它将会自动断电如果使用了片内带模数转换的单片机则可以减少供电的复杂性使用单片机作为智能保护电源在一定的电压和电流下它还能工作当超过这个限值时它就会关断。此外单片机还可以具备多种功能。文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。