基于msp430的开关稳压电源的设计毕业论文好！

基于msp430的开关稳压电源的设计毕业论文好！内容摘要：

单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。 [2] MSP430单片机的发展 德州仪器 1996 年到 2020 年初，先后推 出了 31x、 32x、 33x 等几个系列，这些系列具有 LCD 驱动模块，对提高系统的集成度较有利。 每一系列有 ROM型（ C）、 OTP 型（ P）、和 EPROM 型（ E）等芯片。 EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。 这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用 EPROM 型开发样机；用 OTP 型进行小批量生产；而 ROM型适应大批量生产的产品。 2020 年推出了 11x/11x1 系列。 这个系列采用 20 脚封装，内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少，但是价格比较低廉。 这个时期 的 MSP430 已经显露出了它的特低功耗等的一系列技基于 MSP430 的开关稳压电源设计 8 术特点，但也有不尽如人意之处。 它的许多重要特性如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的 I/O 引脚等，只有 33x 系列才具备。 33x 系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。 当用户设计需要更多考虑成本时， 33x 并不一定是最适合的。 而片内高精度 A/D 转换器又只有 32x 系列才有。 2020 年 7 月推出了 F13x/F14x 系列，在 2020 年 7 月到 2020年又相继推出 F41x、 F43x、 F44x。 这些全部是 Flash 型单片机。 F41x 系列单片机有 48 个 I/O 口， 96 段 LCD驱动。 F43x、 F44x系列是在 13x、 14x 的基础上，增加了液晶驱动器，将驱动 LCD 的段数由 3xx系列的最多 120段增加到 160段。 并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址，为以后的发展拓展了空间。 MSP430 系列的部分产品具有 Flash 存储器，在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。 TI公司推出具有 Flash 型存储器及 JTAG 边界扫描技术的廉价开发工具 MSPFET430X110，将国际上先进的 JTAG 技术和 Flash 在线编程技术引入 MSP430。 这种以 Flash 技术与 FET 开发工具组合的开发方式，具有方便、廉价、实用等优点，给用户提供了一个较为理想的样机开发方式。 2020 年 TI 公司又公布了 BOOTSTRAP LOADER 技术，利用它可在烧断熔丝以后只要几根线就可更改并运行内部的程序。 这为系统软件的升级提供了又一方便的手段。 BOOTSTRAP 具有很高的保密性，口令可达到 32 个字节的长度。 TI公司在 2020年底和 2020年期间又陆续推出了 F15x和 F16x系列的产品。 在这一新的系列中，有了两个方面的发展。 一是从存储器方面来说，将 RAM 容量大大增加，如 F1611 的 RAM 容量增加到了 10KB。 二是从外围模块来说，增加了 I2C、 DMA、 DAC12 和 SVS 等模块。 MSP430单片机的特点 处理能力强 MSP430系列单片机是一个 16位的单片机，采用了精简指令集（ RISC）结构，具有丰富的寻址方式（ 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址）、基于 MSP430 的开关稳压电源设计 9 简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。 这些特点保证了可编制出高效率的源程序。 运算速度快 MSP430 系列单片机能在 25MHz 晶体的驱动下，实现 40ns 的指令周期。 16 位的数据宽度、 40ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。 超低功耗 MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。 首先， MSP430 系列单片机的电源电压采用的是 电压。 因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在 165μA 左右， RAM 保持 模式下的最低功耗只有。 其次，独特的时钟系统设计。 在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（ FLL 和 FLL+）时钟系统和 DCO数字振荡器时钟系统。 可以只使用一个晶体振荡器（ 32768Hz），也可以使用两个晶体振荡器。 由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。 并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。 由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。 在系统中共有一种活动模式（ AM）和五种低功耗模式 （ LPM0~LPM4）。 在实时时钟模式下，可达 ，在 RAM 保持模式下，最低可达。 片内资源丰富 MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。 它们分别是看门狗（ WDT、模拟比较器 A、定时器 A0（ Timer_A0）、定时基于 MSP430 的开关稳压电源设计 10 器 A1（ Timer_A1）、定时器 B0（ Timer_B0）、 UART、 SPI、 I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、 10位 /12 位 ADC、 16 位 Σ Δ ADC 、 DMA、I/O端口、基本定时器（ Basic Timer）、实时时钟（ RTC）和 USB 控制器等 若干外围模块的不同组合。 其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器； 16 位定时器（ Timer_A 和 Timer_B）具有捕获 /比较功能，大量的捕获 /比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；具有较多的 I/O 端口， P0、 PP2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入； 10/12 位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达 200kbps ，能够 满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达 160 段；实现两路的 12 位 D/A 转换；硬件 I2C 串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的 DMA 模块。 MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。 另外， MSP430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。 当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需 5μs。 方便高效的开发环境 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件 ，这些器件的开发手段不同。 对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片；对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。 这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。 开发语言有汇编语言和 C 语言。 基于 MSP430 的开关稳压电源设计 11 3 系统结构和总设计方案 基 于 MSP430 的开关电源设计 本开关稳压电源是以 MSP430 为主控制器件，它是 TI 公司生产的 16位超低功耗特性的功能强大的单片机，其低功耗的优点有利于系统效率高的要求，且其 ADC12 是高精度的 12位 A／ D转换模块，有高速、通用的特点。 键盘控制， PWM 波产生，基准电压设定；电压电流显示；过电流保护等。 系统结构 及思路 基于题目的基本要求，可以采用图一所示的方案。 系统主要由整流滤波、DCDC 变换器、控制系统、显示等电路组成。 变压经过整流滤波电路转换为直流电压模块实现数码管显示、 A/D 转换、过流保护、 DCDC 电压输出控制和稳压、显示、人机交换 等功能，保护电路实现输出电流过流保护功能。 图 整流滤波 DCDC 变换 负载 过流保护 键 盘 控制系统 显示 基于 MSP430 的开关稳压电源设计 12 ： 方案一 ： 单片机来实现整个系统的控制。 该方案的优点：布线简单，硬件设计节省时间。 该方案的缺点： 1 控制软件编程工作量大、难度大； 2 所有的控制都由单片机来实现，对单片机得硬件资源要求很高； 3 该设计要求对 DCDC 变换器实现 PWM 控制的开关频率至少要为 100KHz，这些单片机难于实现的； 方 案二： 单片机和脉宽调制型控制 器共同实现整个系统的控制。 该方案的优点： 1. 控制系统软件编程工作量较小，难度不大； 2. 用脉宽调制型控制器实现 PWM 控制，产生频率为 100KHz 的脉冲较容易，并且完全由硬件产生高频脉冲，实时性好； 3. 单片机控制的任务较轻，对单片机硬件资源要求不高。 该方案的缺点： 1. 硬件器件设计难度较大 ； 2. 电路板布线工作量较大； 经过方案比较和论证，最终确定用方案二 „„„„ 单片机和和脉宽调制型控制器共同实现整个系统的控制，系统的组成框图如下图所示， 脉宽调制直接控制 DCDC 变换模块。 单片机 实现数码管显示， A/D 转换、过流保护、对脉宽调整前进行控制、显示和人机交换等功能；过流保护使负载不超过 ； 基于 MSP430 的开关稳压电源设计 13 本开关稳压电源是以 MSP430F449 为主控制器件，它是 TI 公司生产的 16 位超低功耗特性的功能强大的单片机，其低功耗的优点有利于系统效率高的要求，且其 ADC12 是高精度的 12 位 A／ D 转换模块，有高速、通用的特点。 这里使用 MSP430 完成电压反馈的 PI 调节； PWM 波产生，基准电压设定；电压电流显示；过电流保护等。 图 系统框 图如图所示 DCDC 的作 用及调制方式 DCDC 的作用 DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压 ,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能 ,并同时收到节约电能的效AC 输入 整流滤波 电路 DCDC 转换电路 负载 驱动 A/D 采样电压反馈 过 电 流 保护 MSP430 单片机 键盘设定 基准电压 电压电流 显示 PWM 基于 MSP430 的开关稳压电源设计 14 果。 用直流斩波器代替变阻器可节约 20％～ 30％的电能。 直流斩波器不仅能起到调压的作用 (开关电源 ),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。 DCDC转换器一般由控制芯片，电感线圈，二极管，三极管，。