基于单片机控制的开关电源设计

基于单片机控制的开关电源设计

系部：电子与通信工程系

姓名：龚倩倩

专业班级：电信10D1

学号：102222105

指导老师：邵雯

2012年9月21日

声明

本人所呈交的基于单片机控制的电源开关设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

日期：

【摘要】

开关电源体积小、效率高，被誉为高效节能电源，现己成为稳压电源的主导产品。随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。

本文介绍了一款基于PWM技术的DC-DC开关稳压电源,用proteus仿真,输出纹波小，电压稳定可靠.

[关键词]：开关电源，DC-DC，单片机，proteus

[Abstract]: The small size of the switching power supply, high efficiency, known as energy-efficient power supply, has now become the leading products of the regulated power supply.With the wide application of switching power supplies in computers, communications, aerospace, instrumentation and household appliances, people growing their demand and higher power efficiency, size, weight, and reliabilityrequirements. Switching power supply for its high efficiency, small size, light weight advantages in many ways to gradually replace the inefficient, clunky, heavy linear power.

This article describes a DC-DC switching power supply based on PWM technology, with proteus simulation output ripple voltage is stable and reliable.

[Keywords]: switching power supplies, DC-DC, single-chip, proteus

目录

【摘要】 (3)

一、引言 (4)

二、总体设计 (5)

（一）硬件总体设计 (5)

（二）AT89C52单片机概述 (5)

（三）开关电源系统硬件设计 (9)

1. 开关电源电路设计 (10)

2. 电压反馈电路 (10)

3. 限流电路 (11)

三、软件设计 (11)

（一）总的软件设计思想 (11)

（二）各部分的软件框图和程序 (12)

1.主程序设计 (12)

2．数据显示子程序 (13)

3.键盘扫描子程序 (13)

4.键值处理子程序流程图 (14)

四、程序清单 (14)

一、引言

本设计中采用的是脉宽调制型, Pwm技术是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。在脉宽调制中因为频率不变，所以无论是对电路中的磁性元件及晶体管的测试和设计都很方便，而且对射频干扰的抑制也变得比较容易。利用单片机可以实现对开关电

源的智能控制，实现智能化开关电源的制作。高度集成、功能强大的开关型稳压电源代表着开关电源发展的主流方向，其技术也日驱成熟。

二、总体设计

本课题的主要思想是利用单片机可以实现对开关电源的智能控制，实现智能化开关电源的制作。通过键盘预置电压，控制单片机进行脉宽调制，使输出电压在大范围内可调。通过单片机软件控制，实现电源的智能保护，可以设定某个规定的电压或者电流，当超过该电压或者电流时，单片机关断开关管，电源不再工作，以便保护电源。

三、硬件设计

（一）硬件总体设计

本设计中拟采用脉宽调制型，先通过电压及功率变换设计出一个DC12V左右的电压源,再对12V的电压源,通过脉宽调制,实现步进0.1V、输出电流500 mA、LCD显示的直流电压。利用单片机可以实现对开关电源的智能控制，实现智能化开关电源的制作。硬件总体框图如图3-1所示。

图3-1硬件总体框图

（二）AT89C52单片机概述

1.AT89C52单片机组成

图3-2 AT89C52单片机组成结构图

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。