桂林電子科技大學(xué)課設(shè)參考論文

1、 課程設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書題 目： 可調(diào)穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源 及其自測(cè)電壓表 院 （系）： 信息與通信學(xué)院 專 業(yè)： 微電子學(xué) 學(xué)生姓名： 甘新泉 學(xué) 號(hào)： 1100240210 指導(dǎo)教師： 陳小毛 職 稱： 講師 2013年 12 月 12 日摘 要 本設(shè)計(jì)是基于LM2596和89C52單片機(jī)的數(shù)字電壓表應(yīng)用。 LM2596開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V， 可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開(kāi)關(guān)頻率為150KHz，與低頻開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)

2、格的濾波元件。由于該器件只需4個(gè)外接元件，可以使用通用的標(biāo)準(zhǔn)電感，這更優(yōu)化了LM2596的使用，極大地簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)。89C52單片機(jī)是一塊簡(jiǎn)單易學(xué)的MCU，是作為初學(xué)軟件MCU控制的經(jīng)典芯片，利用89C52把ADC采樣回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后去控制12864液晶的顯示。ADC0809是8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，且為8位并行輸出。再利用89C52作為MCU控制128641液晶顯示。關(guān)鍵字：LM2596;ADC0809;89C52Abstract This design is based on LM2596 and 89 C52 digital voltage meter applicati

3、on. LM2596 type switch voltage regulator is step-down power management monolithic integrated circuit, can the drive current of the output 3 a, has the very good linear and load regulation characteristics at the same time. Fixed output version 3.3 V, 5 V, 12 V, adjustable version can output voltage l

4、ess than 37 V. The device internal integration frequency compensation and fixed frequency generator, switching frequency is 150 KHZ, compared with low frequency switching regulator, can use smaller specifications of the filter element. Because the device only four external components, you can use th

5、e general standard of inductance, the better the LM2596 use, greatly simplifies the circuit design of switch power supply.89 c52 MCU is a piece of easy to learn, as a beginner's classic software MCU control chip, using 89 c52 ADC sampling back data for processing, then to control the 12864 LCD d

6、isplay. ADC0809 is 8-bit analog-to-digital conversion chip, and 8 bits parallel output. Using 89 c52 as MCU control 128641 liquid crystal display (LCD).Key words：LM2596;ADC0809;89C52目 錄 引言11 設(shè)計(jì)要求22 設(shè)計(jì)思路22.1 硬件部分 22.2 輸入電壓濾波電路22.3 DCDC變換器22.4 輸出電壓指示電路和EMI設(shè)計(jì)32.5 最小單片機(jī)系統(tǒng)32.6 輸出反饋電路32.7 ADC0809電壓采樣電路 42

7、.8 LCD顯示電路43 公式計(jì)算54 程序思路55 結(jié)論6謝辭 6參考文獻(xiàn) 6附錄 6引 言想象在某個(gè)傍晚的交通高峰時(shí)刻，我們站在一個(gè)川流不息的地鐵站，幾乎同時(shí)，成千上萬(wàn)的旅客涌向這個(gè)車站準(zhǔn)備回家。當(dāng)然，不可能有一輛車大到足以同時(shí)裝載所有的旅客。我們應(yīng)該如何解決這個(gè)問(wèn)題？很簡(jiǎn)單，我們把這些旅客進(jìn)行分流，然后陸續(xù)的把他們運(yùn)送回家。此后，許多要去外地的旅客還會(huì)選擇其他可能的交通工具。這樣，地鐵的運(yùn)輸量就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣卉嚮虺鲎廛嚨鹊鹊倪\(yùn)輸量。但是，最終人群還會(huì)在次匯合，我們就能看到巨大的人流從目的地涌出來(lái)。開(kāi)關(guān)電源和一個(gè)大規(guī)模的運(yùn)輸系統(tǒng)非常相似。不同的是，從一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方的是能量而不是人。

8、也就是我們從一個(gè)輸入源連續(xù)的獲得能量，用開(kāi)關(guān)（晶體管）把這些能量截成一個(gè)個(gè)能量包，然后通過(guò)一些元件（電容和電感）進(jìn)行傳輸，從而在輸出到平穩(wěn)的能量。在上述運(yùn)輸旅客和傳輸能量?jī)煞N情況下，從觀測(cè)者的角度看，我們可以看到一個(gè)連續(xù)的輸入和一個(gè)類似的連續(xù)輸出。但是在中間階段，是把連續(xù)的輸入截?cái)喑筛菀滋幚淼陌鼇?lái)完成這種輸入輸出。深入分析車站的例子，我們還可以發(fā)現(xiàn)要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸一定數(shù)量的旅客，一種方法是使用大型列車，相隔時(shí)間對(duì)長(zhǎng)一些，另一種方法是使用一些小型列車，相隔時(shí)間很短。因此，開(kāi)關(guān)電源工作頻率通常很高就不足為奇。最根本的目的就是減少能量包的大小，從而減小用來(lái)存儲(chǔ)的元件的尺寸。應(yīng)用這種院里的電源稱

9、成為開(kāi)關(guān)電源或者開(kāi)關(guān)型功率變換器。DC-DC變換器是現(xiàn)代高頻開(kāi)關(guān)電源最基本的構(gòu)件。顧名思義，它把已知直流輸入電壓VIN變換成所需要的或易于使用的直流輸出電壓VO。AD-DC變換器也稱為離線式電源，其特點(diǎn)是從輸入電網(wǎng)取電。它們首先將輸入的正弦交流電壓VAC整流為直流電壓，作為后級(jí)DC-DC變換電路的輸入。因此從本質(zhì)上說(shuō)幾乎就是DC-DC變換過(guò)程。所以這個(gè)設(shè)計(jì)是作為電源的最基本設(shè)計(jì)，是一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的開(kāi)關(guān)電源。這里設(shè)計(jì)的電源就是DC-DC的18V-36V直流輸入變換成為1V-10V電壓輸出的開(kāi)關(guān)電源，而LM2596正是經(jīng)典的BUCK電路應(yīng)用的經(jīng)典芯片。1 設(shè)計(jì)要求 利用89C52制作數(shù)字電壓表。 自

10、制24VDC輸入，輸出可調(diào)范圍2VDC10VDC，電流1A。 并使用制作的電壓表測(cè)試自制電源的輸出電壓。2 設(shè)計(jì)思路2.1 硬件部分12864LDC顯示89C52MCUADC電壓檢測(cè)反饋2V10V電壓輸LM2596降壓電路24VDC輸入根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用TI公司的LM2596芯片，作為BUCK變換器的主控芯片，制作自測(cè)電壓表則使用89C52作為主控MCU，顯示使用12864LCD液晶。設(shè)計(jì)思路框圖如下：2.2 輸入電壓濾波電路輸入24VDC電壓經(jīng)過(guò)電容C4和C5濾波，濾除輸入電源的高頻部分，而且使用兩個(gè)電容層次濾波更可以作為后面電路的電泵，使得輸入功率更加充足。2.3 DC-DC變換器 經(jīng)過(guò)濾波

11、后的電壓輸入到LM2596芯片，由于內(nèi)部PWM驅(qū)動(dòng)對(duì)內(nèi)部MOS管的開(kāi)關(guān)作用，使得輸入電壓不停地對(duì)LS1電感進(jìn)行充放電。其中整個(gè)電路是BUCK變換器的經(jīng)典脫去結(jié)構(gòu)。2.4 輸出電壓指示電路和EMI設(shè)計(jì)輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻R8給發(fā)光二極管供電，當(dāng)有電壓輸出的時(shí)候LED作為輸出電壓的指示燈。輸出的EMI用簡(jiǎn)單電容濾波即可。2.5 最小單片機(jī)系統(tǒng)主控電路主要采用單片機(jī)對(duì)ADC0809采樣回來(lái)的8位并行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后去控制LCD12864的顯示。最小系統(tǒng)電路主要包括單片機(jī)89C52、復(fù)位電路、起振電路。復(fù)位操作完成單片機(jī)內(nèi)電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)5ms

12、以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無(wú)法執(zhí)行程序。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位、開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。開(kāi)關(guān)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鍵開(kāi)關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。2.6 輸出反饋電路輸出反饋主要采用兩個(gè)電阻進(jìn)行分壓，并且調(diào)節(jié)分壓比。把輸出電壓大小反饋到LM2596芯片的4腳；根據(jù)芯片內(nèi)部結(jié)果和使用手冊(cè)知道，當(dāng)4腳得電壓大于1.23V時(shí)，芯片內(nèi)部PWM占空比變小，從而降低輸出電壓。當(dāng)檢測(cè)到的電壓小于1.23V時(shí)，芯片內(nèi)部的P

13、WM占空比增大，使得輸出電壓上升。從而起到穩(wěn)壓的作用。2.7 ADC0809電壓采樣電路 主要由AD轉(zhuǎn)換器AD0809，頻率發(fā)生器74LS74，單片機(jī)89C52。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，所以使用74LS74作為頻率發(fā)生器。ADC0809的鐵性還有信號(hào)單極性，電壓范圍是05V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。2.8 LCD顯示電路LCD主要看使用手冊(cè)，按說(shuō)明書使用即可。其中的電位器是用來(lái)調(diào)節(jié)灰度的作用。3 公式計(jì)算Vout=Vref(1+R1/R2

14、);注釋:R1/R2是對(duì)輸出電壓的分壓取樣電壓。Vref=1.23VADC0809分離系數(shù)的方法dis0=a/100+0x30; 百位數(shù)計(jì)算dis1=a%100/10+0x30;十位數(shù)計(jì)算dis2=a%100%10+0x30;個(gè)位數(shù)計(jì)算4 程序思路ADC程序流程圖5 結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)完成順利，輸出電壓能穩(wěn)定在2V10V直流電壓調(diào)節(jié)，輸入電壓調(diào)整率1%,電流調(diào)整率1%。能夠帶動(dòng)8的負(fù)載，電路1A穩(wěn)定。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步了解了電子元件的基本使用，更深刻了解設(shè)計(jì)性作品和理論知識(shí)的結(jié)合。謝詞感謝課設(shè)以來(lái)支持技術(shù)和提供資料的朋友，更感謝課程設(shè)計(jì)老師的悉心指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)精通開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)【美】Sanja

15、ya Maniktala新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程郭天祥L(zhǎng)M2596使用手冊(cè)德州儀器有限公司附錄 完整電路圖程序 #include <REG51.H>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit ST=P30;sbit OE=P31;sbit EOC=P32;uint getdate;uchar dis3;void ad0809();/延時(shí)子程序模塊/*void mdelay(uint delay)uint i; for(;delay>0;delay-) f

16、or(i=0;i<80;i+) /1ms延時(shí). ; /*void show(); /液晶顯示程序/*/12864液晶顯示部分子程序模塊/*sbit rs= P20;sbit rw= P21;sbit e = P22;#define lcddata P0sbit busy=P07; /lcd busy bitvoid wr_d_lcd(uchar content);void wr_i_lcd(uchar content);void clrram_lcd (void);void init_lcd(void);void busy_lcd(void);void rev_row_lcd(uchar

17、 row);void rev_co_lcd(uchar row,uchar col,uchar mode);void clr_lcd(void);void wr_co_lcd(uchar row,uchar col,uchar lcddata1,uchar lcddtta2);void wr_row_lcd(uchar row,char *p);/*/液晶初始化/*void init_lcd(void)wr_i_lcd(0x06); /*光標(biāo)的移動(dòng)方向*/wr_i_lcd(0x0c); /*開(kāi)顯示，關(guān)游標(biāo)*/*/填充液晶DDRAM全為空格/*void clrram_lcd (void)wr_i

18、_lcd(0x30);wr_i_lcd(0x01);/*/對(duì)液晶寫數(shù)據(jù)/content為要寫入的數(shù)據(jù)/*void wr_d_lcd(uchar content)busy_lcd();rs=1; rw=0;lcddata=content;e=1;e=0;/*/對(duì)液晶寫指令/content為要寫入的指令代碼/*void wr_i_lcd(uchar content)busy_lcd();rs=0; rw=0;lcddata=content;e=1;e=0;/*/液晶檢測(cè)忙狀態(tài)/在寫入之前必須執(zhí)行/*void busy_lcd(void) lcddata=0xff; rs=0; rw=1; e =1; while(busy=1); e =0;/*/指定要顯示字符的坐標(biāo)/*void gotoxy(unsigned char y, unsigned char x)if(y=1)wr_i_lcd(0x80|x);if(y=2) wr_i_lcd(0x90|x);if(y=3)wr_i_lcd(0x80|x)+8);if(y=4) wr_i_lcd(0x90|x)+8);/*/液晶顯示字符串程序/*void print(uchar *str)while(*str!='0')wr_d_lcd(*str);str+;/*