基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现Word格式文档下载.docx
《基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现Word格式文档下载.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
{
if（P2_6==0）
delay（10）;
//延时去抖动
while（P2_6==0）
if（a<
9）
{a++;
}
elsea=0;
}
}
if（P2_5==0）
while（P2_5==0）;
if（b<
{b++;
else（b=0）;
if（P2_4==0）
while（P2_4==0）;
if（c<
5）
{c++;
elsec=0;
}}
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起亮着的。
8位分别有段选和位选，段选就是要一个数码管显示的字型，而位选则是由低电平选中所要那一个数码管，该数码管才能亮。
因此要使得数码管亮并显示数字，则必须在位选时该数码管的位选管脚出于低电平，然后再通过段选显示字型。
如下图所示的数码管：
数码管显示模块程序为：
voiddisplay（floatx）
uintM,N,I;
I=100*x/100;
N=（100*x-100*I）/10;
M=100*x-100*I-10*N;
P2_0=0;
P0=table[0];
P2_0=1;
P2_1=0;
P0=gao_table[I];
P2_1=1;
P2_2=0;
P0=table[N];
P2_2=1;
P2_3=0;
P0=table[M];
P2_3=1；
}
3、控制PWM输出部分
STC12C5A60S2系列单片机集成了两路可编程计数器阵列（PCA）模块，可用于软件定时器，外部脉冲的捕捉，高速输出以及脉宽调制（PWM）输出。
在该实验中主要用到PWM脉宽调制输出，通过对特殊功能寄存器初始化，就可以在P1.3（选择模式0时）或P1.4（选择模式1时）端口输出可调占空比的高速脉冲。
PWM模块程序如下：
voidPWM_Drv_Init（void）
{
CCON=0;
//初始化PCA控制寄存器
CL=0;
//初始化PCA计数器
CH=0;
CMOD=0x08;
CR=1;
voidPWM0_Drv_SetDuty（unsignedcharDutyValue）
{
CCAP0H=CCAP0L=DutyValue;
//设置看空比
CCAPM0=0x42;
CR=1;
PWM仿真图为：
4、AD转换模块（完成万用表功能，即测量开关电源输出电压）
STC12C5A60S2系列单片机自带有8路10位高速A/D转换器，在本实验中只用到其中的一路，故可以通过软件设计选择其中的一路用来测量电压。
在不需作为A/D转换的端口可以继续作为I/O口使用。
AD转换对特殊功能寄存器的初始化主要有ADC_CONTR和A/D转换结果寄存器ADC_RES（用来存放高八位）﹑ADC_RESL（用来存放低两位）；
在ADC_CONTR中包含有ADC电源控制位ADC_POWER,模数转换器转换速度控制位SPEED1﹑SPEED0,模数转换器转换结束标志位ADC_FLAG,模数转换器（ADC）转换启动控制位ADC_START,模拟输入通道选择CHS1/CHS2/CHS3。
由于是2套时钟，在设置ADC_CONTR控制寄存器的语句执行之后，要经过4个CPU时钟的延时，其值才能够保证被这只进ADC_CONTR控制寄存器，所以设置ADC_CONTR控制寄存器后，要加4个空操作延时才能正确读到ADC_CONTR寄存器的值。
ADC的结构如下图所示：
AD转化模块的程序为：
voidADC_Drv_Demo（void）
if（ADC_Finish_Flag==TRUE）
ADC_Finish_Flag=FALSE;
ADC_Drv_StartCh（ADC_channel）;
m=ADC_Result[ADC_channel]*5.0/1024;
}}
5、闭环控制算法
这部分是整个实验中最重要的部分，该部分主要是通过A/D采集数据控制PWM输出，PWM控制开关电源输出，以达到稳定，即让开关电源输出电压稳定在键盘输入的电压值。
针对前面的要求，则需要用单片机来完成所有的控制与计算。
在该实验中，作为AD采集的端口为P1.7，PWM输出端口为P1.3,在采集完电压数据的时候把数据存放在ADC之中，而从键盘输入数值时，键盘上显示的是一个小数，但在单片机中存在中间变量temp的是一个整数，为小数的1000倍，因此在引用数码管显示的数值时要将temp除以1000才能得到实际的设置电压数值Vs；
另一方面，采集回来的电压ADC要转换成实际的电压数值，则由下面的算法得出：
真实值Vr=ADV*5.0/1024.0
在得到这两个数值之后对他们进行比较，要是Vr<
Vs,说明采集回来的电压偏低，此时则要降低PWM输出脉冲的占空比；
同理，当Vr>
Vs时，则要增大PWM输出脉冲的占空比，由此而使得串联开关电路的输出电压与事先所设置的电压值相同。
实际测得的电压与设置的电压对比表格如下：
Vs
<
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
Vr
—
0.79
0.89
0.98
1.08
1.18
1.28
1.39
1.49
1.59
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
1.78
1.88
2.02
2.08
2.17
2.28
2.38
2.51
2.58
2.68
2.78
2.91
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.0
>
2.98
3.12
3.19
3.28
3.39
3.48
3.59
3.68
3.79
3.96
3.98
通过上面的表格可以看出来，虽然实际测出来的电压Vr和设置的电压Vs有一定的误差，但是总体还是在设置的电压附近波动，所能输出地电压范围为0.8v～4.0v。
误差原因分析：
（1）单片机电源不够稳定，在接入电脑后给单片机提供的电压小于5V
（2）提供给AD转换的参考电压不够精确，使转化存在误差。
四、心得体会
通过这次实验让我知道理论需要联合实际，只有将自己所掌握的知识真正应用于实际才算真正的掌握了知识。
在刚开始做的时候我对于单片机的知识理论只是有一些模糊的印象，不能真正掌握单片机的知识，比如用AD采样需要用单片机的哪些管脚，还有数码管需要用哪些管脚控制，并且哪些管脚控制段选，哪些控制位选。
这些我都不太清楚，但通过请教才会用程序写出来。
虽然这次实验做出来了，但是我还是有些知识无法真正掌握，比如定时器中断或定时，所以这次实验我只能用delay延时来写。
通过这次实验我还注意到细节决定一个程序是否能成功运行，比如我在写程序是应用了if……else格式，可是因为在写的过程中括号没对齐，使程序没能成功运行，经过同学帮忙才成功运行。
还有的细节就是关于键盘的防抖动问题。
总体来说，我通过这次课程设计不单单学到了很多单片机和C51编程的的知识，更多的是学会了学习的方法，能够将所学到的知识用到实验上面，可以把知识记得更清楚。
这还更多地提高了在遇到实际问题时该怎样解决实际问题的能力。
更深入地学习C语言，又可以更多地提高自己的逻辑，思考能力，使思维结构更严谨。
希望在以后的学习之中可以更多地接触到这样的实验，那样就可以更好地提高自己的动手能力与对所学知识的运用能力
本实验C程序源代码：
/******************************************************************************/
/***文件名：
开关稳压电源.c*****************************************************/
/***功能：
设定电压初始值，使得输出电压值与数码管显示值相同*********************/
/***单片机型号：
STC12C5A60S2（带AD转换与PWM脉宽调制输出功能）**************/
#include"
stc12c5a60s2.h"
#include<
intrins.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
#defineTRUE1
#defineFALSE0
voiddelay（uintz）;
//延时函数声明
voiddisplay（floatm）;
//显示函数声明
voidkey（）;
//键盘扫描函数
voidADC_Drv_InitCh（unsignedcharChNo）;
voidADC_Drv_StartCh（unsignedcharChNo）;
voidADC_Drv_Service（void）;
voidADC_Drv_Demo（void）;
voidPWM_Drv_Init（void）;
voidPWM0_Drv_SetDuty（unsignedcharDutyValue）;
ucharADC_channel=7;
//选中哪一个通道的变量（范围0--7）
uintADC_Result[8]=0;
//保存ADC转换结果
floatm,n;
ucharD;
ucharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
ucharcodegao_table[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12};
sbitP2_0=P2^0;
sbitP2_1=P2^1;
sbitP2_2=P2^2;
sbitP2_3=P2^3;
sbitP2_4=P2^4;
sbitP2_5=P2^5;
sbitP2_6=P2^6;
sbitP2_7=P2^7;
sbitPWM0=P1^3;
//定义PWM0的输出端
sbitP1_5=P1^5;
bitADC_Finish_Flag=FALSE;
//ADC完成标志
uinta,b,c;
voidmain（）
a=0,b=0,c=0,D=100;
P1_5=0;
ADC_Drv_InitCh（7）;
ADC_Drv_StartCh（7）;
PWM_Drv_Init（）;
while
（1）
key（）;
n=c+0.1*b+0.01*a;
ADC_Drv_Service（）;
ADC_Drv_Demo（）;
PWM0_Drv_SetDuty（D）;
if（m<
n）
{
if（（m+0.05）>
n）;
else
if（D<
=0）
D=0;
D--;
}
if（m>
if（（m-0.05）<
if（D>
=255）
D=255;
D++;
if（P1_5）
display（m）;
else
display（n）；
voiddelay（uintz）//延时函数
uintx,y;
for（x=z;
x>
0;
x--）
for（y=110;
y>
y--）;
voidkey（）//键盘扫描函数
{
while（P2_6==0）;
voiddisplay（floatx）
P2_3=1;
voidADC_Drv_InitCh（unsignedcharChNo）
P1ASF=P1ASF|（0x01<
ChNo）;
//初始化相应通道工作在AD模式下
voidADC_Drv_StartCh（ucharChNo）//转换启动
uintDelay=0x00;
//初始化相应通道工作在AD模式下
ADC_RES=0;
//Clearpreviousresult
ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ADC_START|ChNo;
//
for（Delay=0x00;
Delay<
500;
Delay++）;
//ADCpower-onanddelay
IE=0xA0|IE;
//可位寻址中断允许寄存器用于AD中断
EA=1;
//单片机CPU总中断
voidADC_Drv_Service（void）
ADC_Result[ADC_channel]=ADC_RES;
ADC_Result[ADC_channel]=（ADC_Result[ADC_channel]<
2）|ADC_RESL;
ADC_Finish_Flag=TRUE;
voidPWM_Drv_Init（void）
升级会员 