基于单片机的智能稳压电源设计

基于单片机的智能稳压电源设计内容摘要：

内部结构图 下面分析怎么样产生上图波形： 刚接通电源时 , 运放 1 同相端电位为 0 ，小于反相端电位   1122C C E E E E C C E EV V V V V V    ，使得运放 1 输出 SWV 是低电平 EE ,经电阻 fR 、电容 C 充电，运放 2 的输出电压线性增大 ,当 tV 增大到 THV 时，运放 1 的同相端输入电压也为 THV ,大于反相端的电平Ｖ ,则 SWV 翻转 ,变为高电平 CCV ,这时运放 2 对 CCV 进行反向充电，输出电压逐步减少，当 tV 减少到 TLV 时，则运放 1 的输出 SWV 为低电平 ,如此反复，将在运算放大器 2 的输出端得到一线性变化的三角波电压。 产生波形如图三 (a)、 (b)所示的。 当输入的电压Ｖ C大于 tV 时 ,比 较器１输出高电平 CCV ，当 CV 小于 tV 时 ,比较器 1输出低电平 EEV ,由于 tV 是一个三角波 ,从 TLV 上升到 THV ,又从 THV 下降到 TLV ,所以在基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 11 tV = CV 时 ,是转折点 ,当 tV CV 时 ,这段时间 ,比较器１输出高电平 CCV ,等到 tV 逐渐增大到 tV CV 时 ,这段时间 ,比较器１输出低电平 EEV ,这样整个过程产生如图 (c)的波形 ,由于 CV 不同 ,使得输出脉冲宽度不同 ,即占空比不同 , CV 起到调节脉宽的作用 [5]. 根据电路原理 ,进行公式推导： 设 : EECCS VVV  , (12)脚电位为： 1V Ｖ = )(21)(21 EECCEEEECC VVVVV  式（ ） 刚接通电源， 1V =0， 1V V， SWV = EEV。 电容 C进行充电。 等到充到 THV 时，这时： 1121 RVVR VV EETH  ,推得：21211 RR RVRVV EETH  当 1V =V 时， SWV 翻转为高电平 CCV 则： )(212121 EECCEETH VVRR RVRV  式（ ） 推得： )2)((21 2121 EESEETH VVRRRVRV  ))(21(1 1211 EESTH VRVRRRV  EESTH VRRVV  )1(2112 式（ ） 同理：当运放 2 输出翻转变为 EEV时，电容 C 放电，当放到 TLV ，使 V1=V 时， SWV 为低电平 EEV 则： 112 1 RVVR VV CCTL 推得： 21 211 RRRVRVV CCTL  式（ ） )(2121 21 EECCCCTL VVRR RVRV  )2)((21 2121 EESCCTL VVRRVRRV  推得： EESTL VRRVV  )1(2112 式（ ） 振荡频率 : 基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 12 214 CRRRff 占空比 : )( TLTH TLC VV VVDC  式（ ） 脉宽调制电路参数的选择 占空比： DC= TLTHTLVV VV 02 02V 是 MC3405（ 2）脚输入的电压值 EECCS VVV  EESTH VVV  ）ＲＲ（１１２21 EESTL VVV  ）ＲＲ（１ １２21 式（ ） 选取 2R =150K， 1R =300K， CCV =15V， EEV =5V EECCS VVV  =15（ 5） =20（ v） 则： EESTH VVV  ）ＲＲ（１１２21 EESTL VVV  ）ＲＲ（１ １２21 占空比： DC= TLTHTLVV VV 02 10（Ｖ） 5 ） ２ １ （１       10 2 1 ） 0（ 5 ） ２ １ （１ v       10 2 1 基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 13 1001000202VV 214 CRRRff 取 KRf 5 , C= 则： 214 CRRRff 开关管输出的电路参数的选择 CON ETTV 0 CDCE 式（ ） 当 V V 0V CDCE 当Ｖ 02=0v 时 Ｖ o=0 所以Ｖ 01 在 0到 输出Ｖ o在 0到 15Ｖ变化 平滑电容电阻的参数选取 由于 10R 和 4C 的时间常数必须大于等于周期 T的 5倍 所以选 10R =5K 4C = F 则： 4101 CRT  ） （ v E V C 0 . 15 24 10 26 . 6 10 01     ） （ＫＨ z 10 10 150 10 01 . 0 10 5 4 10 300 3 6 3 3           基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 14 键盘设计 键盘设计如图 ： 0— 9数值键 : 设置要输出的电压值 复位键（ Rst）：重设输出电压 值 存储键（ Sav）：把当前的电压值保存到存储器 预设键（ Prst）：把存储器的预设电压输出 图 键盘设计 液晶显示 用总线方式控制 1602 液晶显示屏 [6]，如图。 基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 15 图 液晶显示电路 1602 采用标准的 14 脚接口，其中 : 第 1脚： VSS 为地电源 第 2脚： VDD 接 5V正电源 第 3 脚： VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 第 4脚： RS 为寄存器选择，高电平时选择数 据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚： RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 RW 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 RW 为低电平时可以写入数据。 第 6脚： E 端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～14 脚： D0～ D7为 8位双向数据线。 另外引脚 A和 K为背光引脚 ,A接正 ,K接负便会点亮背光灯 . 1602 液晶模块内部的字符发生存储器（ CGROM)已经存储了 160 个不同的点阵 字符图形，如表 2 所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“ A”的代码是 01000001B（ 41H），显示时模块把地址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“ A”。 基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 16 表 1602液晶模块内部的字符 0000 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1010 1011 1100 1101 1110 1111 XXXX0000 CGRAM (1) 0 0 P \ p く た ォ ス Ω XXXX0001 (2) ! 1 A Q a q ぁ ぐ だ オ ズ Ϊ XXXX0010 (3) “ 2 B R b r あ け ダ カ セ Ϋ XXXX0011 (4) 3 C S c s ぃ げ ち ガ ゼ ά XXXX0100 (5) $ 4 D T d t い こ ち キ ゾ έ XXXX0101 (6) % 5 E U e u ぅ ご ぢ ギ タ ή XXXX0110 (7) ^ 6 F V f v う さ っ ク チ ί XXXX0111 (8) 7 G W g w ぇ ざ つ グ ダ ΰ XXXX1000 (1) ( 8 H X h x え し ァ ケ ヂ α XXXX1001 (2) ) 9 I Y i y ぉ じ ア ゲ ヂ β XXXX1010 (3) “。 J Z j z お す ィ コ ッ γ XXXX1011 (4) + : K Δ k { か ず イ ゴ ツ δ XXXX1100 (5) L ] l } が せ ゥ サ Υ ε XXXX1101 (6) = M m ] き ぜ ウ ザ Φ ζ XXXX1110 (7) . N n ─ ぎ そ ェ シ Χ XXXX1111 (8) / ? O _ o ┄ ぎ ぞ エ ジ Ψ 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如表 所示： 表 内部控制器 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存储器地址 0 0 0 1 字符发生存储器地址 (AGG) 8 置数据存储器地址 0 0 1 显示数据存储器地址 (ADD) 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 (AC) 10 写数到 CGRAM 或 DDRAM 1 0 要写的数 11 从 CGRAM 或 DDRAM 读数 1 1 读出的数据 它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 （说 明： 1为高电平、0 为低电平） 高位 低位 基于单片机的智能稳压电源设计 系统模块电路分析 17 令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址 00H 位置 令 2：光标复位，光标返回到地址 00H 令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁 令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字 ，低电平时移动光标 令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显示5x10 的点阵字符 指令 7：字符发生器 RAM 地址设置 指令 8： DDRAM 地址设置 指令 9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据 指令 11：读数据 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不 忙，否则此指令失效。 要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，表 是 DM162 的内部显示地址 表 DM162的内部显示地。