基于89c51的開(kāi)關(guān)電源課程設(shè)計(jì)報(bào)告(附程序)

1、<p><b>　　XX大 學(xué)</b></p><p>　　模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　課題名稱(chēng)：基于STC12系列單片機(jī)的串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　學(xué) 院 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院</p><p>　　專(zhuān) 業(yè) </p><

2、p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　摘要：本模擬電路課程設(shè)計(jì)要求制作開(kāi)關(guān)電源的模擬電路部分，在掌握原理的基礎(chǔ)上將其與單片機(jī)相結(jié)合，完成開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)。本報(bào)告旨在詳述開(kāi)關(guān)電源的原理分析、計(jì)算、仿真波形、相關(guān)控制方法以及程

3、序展示。</p><p><b>　　開(kāi)關(guān)電源原理分析</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制與模擬電路相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源。單片機(jī)所采用的芯片為STC12C5A60S2，該芯片在擁有8051內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了10為AD和PWM發(fā)生器。通過(guò)程序，即可控制單片機(jī)產(chǎn)生一定占空比的PWM脈沖，將此脈沖輸入到模擬電路部分，在模擬電路的輸出端即可產(chǎn)生一定的輸

4、出電壓，可比較容易的通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的控制。但上述的開(kāi)環(huán)控制是無(wú)法達(dá)到精確的調(diào)節(jié)電壓，因此需要采用閉環(huán)控制來(lái)精確調(diào)制。即，對(duì)輸出電壓進(jìn)行AD采樣，將其輸入回單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)根據(jù)處理的結(jié)果來(lái)對(duì)輸出電壓做出修正，經(jīng)過(guò)這樣的逐步調(diào)節(jié)即可達(dá)到閉環(huán)的精密輸出。由此原理，可以將整個(gè)過(guò)程分成一下模塊：MCU控制模塊，PWM波形輸出模塊，模擬電路模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)碼管顯示模塊，鍵盤(pán)輸入模塊。原理圖如下：</p>&

5、lt;p><b>　　二、本設(shè)計(jì)的特色</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾次完善，本課程設(shè)計(jì)的程序改掉了之前的獨(dú)立按鍵而換用了矩陣鍵盤(pán)，同時(shí)，矩陣鍵盤(pán)與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)形式與手機(jī)鍵盤(pán)相同，操作方便。對(duì)于顯示函數(shù)進(jìn)行了一定的修改，廢棄了應(yīng)用Delay函數(shù)的原始辦法，改用中斷進(jìn)行顯示，這樣的效果更佳。同時(shí)，對(duì)于閉環(huán)控制也進(jìn)行了一定的更改，由原來(lái)的簡(jiǎn)單的對(duì)占空比進(jìn)行操作變成了在一定時(shí)刻后對(duì)占空比進(jìn)

6、行10000次疊加取均值，這樣使顯示更加的穩(wěn)定準(zhǔn)確。將每次輸入數(shù)據(jù)都要復(fù)位的缺點(diǎn)進(jìn)行看修改，只需先按獨(dú)立按鍵就可進(jìn)入重復(fù)鍵入數(shù)據(jù)的模式，使得程序更加實(shí)用。同時(shí)程序中也加入了對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和按鍵音的功能，使得整個(gè)設(shè)計(jì)更加人性化。</p><p>　　三、模擬電路原理說(shuō)明</p><p><b>　　模擬電路圖如下：</b></p><p>　

7、　該模擬電路的控制部分原理為，通過(guò)MCU輸出的PWM脈沖來(lái)不斷的使三極管導(dǎo)通和截止，這樣就達(dá)到了一個(gè)類(lèi)似開(kāi)關(guān)的功能，使得三極管的射極與VCC導(dǎo)通和截止。而射極的電壓經(jīng)過(guò)后續(xù)電路后，其輸出端就會(huì)輸出一定的電壓值。也就是說(shuō)通過(guò)調(diào)整PWM脈沖即可該電路的輸出電壓。</p><p><b>　　四、相關(guān)控制說(shuō)明</b></p><p>　　本系統(tǒng)通過(guò)STC12C5A60S2單

8、片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，具體控制流程為：首先，程序先對(duì)定時(shí)器進(jìn)行初始化，通過(guò)定時(shí)器中斷來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，之后通過(guò)鍵盤(pán)輸入程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并將其輸入的數(shù)據(jù)保存在數(shù)組中。在這個(gè)過(guò)程中可以對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行更改。之后對(duì)單片機(jī)進(jìn)行AD、PWM初始化。使其處于工作狀態(tài)。在初始化時(shí)，應(yīng)該將PWM的占空比設(shè)定為最小，即CCAP0H、CCAP0L=0XFE。之后，AD采樣回電壓并將其儲(chǔ)存在數(shù)組中同時(shí)轉(zhuǎn)化成能夠與鍵盤(pán)輸入值進(jìn)行比較的形式。將該值與鍵盤(pán)輸入值進(jìn)

9、行比較，通過(guò)比較結(jié)果來(lái)對(duì)CCAP0H,CCAP0L進(jìn)行調(diào)整，考慮到如果閉環(huán)控制如果是在不斷的調(diào)整占空比，那么隨之接收到并且顯示的電壓必定在不斷跳動(dòng)，因此，可以采用將不斷調(diào)整的占空比進(jìn)行疊加取出均值然后賦給CCAP0H,CCAP0L的方法，直至調(diào)整為與鍵盤(pán)輸入的數(shù)值達(dá)到最優(yōu)為止，這樣即完成了閉環(huán)精確調(diào)制電壓的過(guò)程。</p><p>　　在編程中，需要注意的問(wèn)題有:1、在AD采樣時(shí)，不一定會(huì)達(dá)到很高精度，這時(shí)需要實(shí)測(cè)

10、數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)程序進(jìn)行修正。2、關(guān)于閉環(huán)控制，起初，程序中將鍵盤(pán)輸入與占空比設(shè)置聯(lián)系到了一起。這是十分不明智的。應(yīng)將鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)與占空比的設(shè)置分開(kāi)，鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)僅僅作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用于比較。</p><p>　　五、設(shè)計(jì)中存在的不足</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖說(shuō)程序可以正確運(yùn)行，但是程序中語(yǔ)句的運(yùn)用確實(shí)存在不合理之處。例如本應(yīng)是if……else的語(yǔ)句卻用了兩個(gè)if，這樣看似可以正

11、常運(yùn)行，但是效率卻不如if……else。這些細(xì)微之處都應(yīng)該加以注意。</p><p>　　六、本次課程設(shè)計(jì)的體會(huì)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的最大體會(huì)就是：對(duì)待程序，要多注意關(guān)注它的細(xì)節(jié)，不要以程序可以正確運(yùn)行為目的，而應(yīng)當(dāng)盡可能的提高程序的效率，盡可能的增強(qiáng)程序的可讀性，盡可能的達(dá)到人性化的設(shè)計(jì)。增加一些諸如可刪除，按鍵音，可重復(fù)輸入數(shù)據(jù)，狀態(tài)指示燈等小功能。這些看似容易的小功能實(shí)

12、際是設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想理念的體現(xiàn)，這也正是我們應(yīng)該培養(yǎng)的。</p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#include <PWM.h></p><p>　　#include <AD.h></p&

13、gt;<p>　　#define uint unsigned int </p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define ADC_POWER 0x80 </p><p>　　#define ADC_FLAG 0x10</p><p>　　#define ADC_ST

14、ART0x08</p><p>　　#define ADC_SPEEDLL 0x00</p><p>　　uchar number[6];</p><p>　　uchar code Bit_Table[6]={0xbf,0xdf,0xef,0xfb,0xfd,0xfe};</p><p>　　uchar code Table[]={0x3

15、f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};</p><p>　　uchar key_flag,keyValue,num_key,temp_circle=0xfe,flag4,flag6,flag7,temp,keyValueTemp,z,ratio1=0xfd,KeyDelay,test1,sure=

16、1,b,flag9,try=1,h,k,m,n;</p><p>　　uint i,flag8,j;</p><p>　　long int keyinto,reci,avg;</p><p>　　float a=19.53125;</p><p>　　sbit keyrein=P3^2;</p><p>　　sbit

17、finish=P3^7;</p><p>　　sbit trylight=P3^1;</p><p>　　sbit speak=P3^3;</p><p>　　sbit change=P3^0;</p><p>　　void Inittimer();</p><p>　　void Keyin();</p>

18、<p>　　void InitADC();</p><p>　　void InitPWM();</p><p>　　void ADCrecieve();</p><p>　　void delay(uint z);</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ <

19、;/b></p><p>　　Inittimer();</p><p>　　while(sure)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Keyin();</b></p><p><b>　　}</b></p&g

20、t;<p>　　InitPWM();</p><p>　　InitADC();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ADCrecieve(); </p><p>　　if((keyin

21、to>reci)&&(k==0))</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　m=0;</b></p><p><b>　　ratio1--;</b></p><p>　　if(ratio1==0x01)k=1;</p>

22、;<p><b>　　flag8++;</b></p><p>　　CCAP0H=CCAP0L=ratio1;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　if((keyinto<reci)&&(m==0))</p><p><b>

23、　　{</b></p><p><b>　　k=0;</b></p><p>　　ratio1++; </p><p>　　if(ratio1==0xfe)m=1;</p><p><b>　　flag8++;</b></p><p>　　CCAP0H=CCAP

24、0L=ratio1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(flag8>10000)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　avg+=ratio1;</p><p><b>　　j++;</b>&

25、lt;/p><p>　　if(j==10001)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ratio1=avg/10000;</p><p>　　CCAP0H=CCAP0L=ratio1;</p><p>　　while(keyrein)</p><p>&

26、lt;b>　　{</b></p><p>　　ADCrecieve(); </p><p><b>　　finish=0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p&g

27、t;<b>　　}</b></p><p>　　if(keyrein==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　if(keyrein==0)</p><p><b&g

28、t;　　{</b></p><p><b>　　sure=1;</b></p><p>　　for(n=0;n<6;n++)</p><p>　　number[n]=0;</p><p>　　ratio1=0xfd;</p><p>　　CCAP0H=CCAP0L=ratio1;

29、</p><p><b>　　reci=0;</b></p><p><b>　　flag8=0;</b></p><p><b>　　k=m=0;</b></p><p><b>　　finish=1;</b></p><p>&

30、lt;b>　　avg=0;</b></p><p><b>　　j=0;</b></p><p>　　while(sure)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Keyin();</b></p><p>

31、<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!keyrein);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　while(!keyrein);</p><p><b

32、>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void T0_interrupt(void) interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p>

33、<p>　　TH0 = 0xfc;</p><p>　　TL0 = 0x66;</p><p><b>　　if(sure)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=temp_circle; </p><p><

34、b>　　temp=P2;</b></p><p>　　if(temp!=temp_circle)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(KeyDelay) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　KeyDe

35、lay++;</p><p>　　if( KeyDelay>50)</p><p>　　{ </p><p>　　if(temp==keyValueTemp)

36、 </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　key_flag=1; </p><p>　　keyValue=temp;</p><p>　　KeyDelay=0; </p><p><b>　　}</b></p&

37、gt;<p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　KeyDelay=1;</p><p>　　keyValueTemp=temp;</p><p><b>　　}</b></p><p>

38、;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　keyValueTemp=temp;</p><p>　　K

39、eyDelay=1;</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　key_flag

40、=0;</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((z==0)||(z==3))</p><p>　　P0=Table[number[z]]+0x80;</p><p><b>　　else</

41、b></p><p>　　P0=Table[number[z]];</p><p>　　P1=Bit_Table[z];</p><p><b>　　z++;</b></p><p>　　if(z==6) z=0;</p><p><b>　　}</b></p&g

42、t;<p>　　void Inittimer()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p>　　TH0 = 0xfc;</p><p

43、>　　TL0 = 0x66;</p><p>　　TMOD = 0x01;</p><p><b>　　TR0 =1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Keyin()</p><p><b>　　{</b&

44、gt;</p><p>　　if(key_flag==1)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　speak=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<15000;i++);</p><p>　　key_flag=0; &l

45、t;/p><p>　　switch(keyValue)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　case 0x7B: num_key=1; change=1;break; </p><p>　　case 0x7D: num_key=2; change=1;break; </p&g

46、t;<p>　　case 0x7E: num_key=3; change=1;break; </p><p>　　case 0xBB: num_key=4; change=1;break; </p><p>　　case 0xBD: num_key=5; change=1;break; </p>&l

47、t;p>　　case 0xBE: num_key=6; change=1;break; </p><p>　　case 0xDB: num_key=7; change=1;break; </p><p>　　case 0xDD: num_key=8; change=1;break; </p><p&g

48、t;　　case 0xDE: num_key=9; change=1;break; </p><p>　　case 0xED: num_key=0; change=1;break; </p><p>　　case 0xEB: flag9=1;flag6--;change=0;break; </p><p><b>　　}

49、 </b></p><p>　　number[flag6]=num_key;</p><p><b>　　flag6++;</b></p><p>　　if(flag6==3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　keyinto=numb

50、er[0]*1000+number[1]*100+number[2]*10;</p><p><b>　　flag6=0;</b></p><p><b>　　sure=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(flag9

51、)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　flag6--;</b></p><p><b>　　flag9=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>&l

52、t;b>　　} </b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　temp_circle=_crol_(temp_circle,1);</p><p>　　if(temp_circle==0xEF)<

53、/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　temp_circle=0xFE; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　speak=1;</b><

54、;/p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void InitADC()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1ASF=0x80; </p>

55、<p>　　ADC_RES=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void InitPWM()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　CCON=0; </p><p><b>　　CL=0;&

56、lt;/b></p><p><b>　　CH=0;</b></p><p>　　CMOD=0x02;</p><p>　　CCAPM0=0x42;</p><p>　　CCAP0H=CCAP0L=ratio1;</p><p><b>　　CR=1;</b></

57、p><p><b>　　}</b></p><p>　　void ADCrecieve()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ADC_CONTR=0x8f;</p><p><b>　　_nop_();</b></p>

58、<p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG));</p><p>　　AD

59、C_CONTR&= ~ADC_FLAG;</p><p>　　b=ADC_RES;</p><p><b>　　reci=b*a;</b></p><p>　　number[3]=reci/1000;</p><p>　　number[4]=reci%1000/100;</p><p>　

60、　number[5]=reci%1000%100/10;</p><p><b>　　} </b></p><p>　　void delay(uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p>