单片机的开关电源的设计
目 录
一、 引 言 1
（一）课题研究目的和意义 1
（二）课题研究的方法 1
（三）课题研究的主要内容 1
二、系统总体设计方案 2
（一）整体方案的设计与选择 2
（二）系统的整体框图 2
三、系统硬件系统设计 3
（一）单片机电路设计 3
（二）数模转换电路设计 5
（三）放大电路设计 7
（四）显示电路设计 7
（五） 按键电路设计 8
（六） 电源电路设计 9
四、系统软件系统设计 10
（一）主程序流程图 10
（二）子程序流程图 11
（三）keil软件和Protues软件介绍 12
五、软件仿真 13
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录A部分源程序 18
附录B系统原理图 22
一、 引 言
（一）课题研究的目的和意义
随着当今科学技术的不断的发展和快速的进步，电子产品已经越来越多的在生活中和生产中使用。而使用电子产品就必须要使用到电源，因此电源质量的好坏也直接影响这产品的性能和使用的寿命，可以说电源在现代的生活中扮演着非常重要的角色，传统的电源主要是使用模拟芯片来设计的模拟电源，模拟电源的线性度好，但是操作起来不是很方便。为了方便的使用，现在市场上已经研发了数字型式的电源，数字电源主要是使用可编程芯片并配合数字电路芯片实现的电源，可以通过程序来实现电源的智能的功能。使用的时候也可以任意的调节电源的输出电压值。当今数控电源已经越来越普及，数控电源在使用的时候不会产生误差，电源的灵敏度也不会随着使用的时间长短而降低。由于电源在一个电子系统中起到至关重要的地位，因此使用这个在选择电源的时候都会选择性能可靠，家里合理的数字式开关电源。它会给使用者带来很多的便利。
通过上面的介绍，本次知道了电源的重要性。本次就是设计了一款基于单片机的数控可调式开关电源的设计。使用STC89C52单片机为核心控制器，并配合其它的显示电路、DAC转换电路、按键
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
时候不会产生误差，电源的灵敏度也不会随着使用的时间长短而降低。由于电源在一个电子系统中起到至关重要的地位，因此使用这个在选择电源的时候都会选择性能可靠，家里合理的数字式开关电源。它会给使用者带来很多的便利。
通过上面的介绍，本次知道了电源的重要性。本次就是设计了一款基于单片机的数控可调式开关电源的设计。使用STC89C52单片机为核心控制器，并配合其它的显示电路、DAC转换电路、按键控制电路实现了一款输出电压值可以调节和显示的开关电源，通过本次设计我们可以更加清楚的了解单片机的性能和电源的工作原理和设计过程，对我们的动手和设计能力有很大的提高。
（二）课题研究的主要方法
本次毕业设计在一开始拿到课题的时候，在老师的知道下，本次使用了理论和实践相结合的研究方法，首先在在拿到课题的时候，明确课题主要的研究的内容和工作任务，之后通过在网上和学校的图书馆查阅和本课题相关的文献资料，学习每一篇文献资料中的精华的内容，并进行记录。把和本可以有关系的资料记录下来。之后根据查阅的资料的设计思想设计本次课题的方案和框图，在确定框图和方案正确的情况下开始设计系统的硬件电路，包括单片机电路，显示电路，控制电路等。电路设计好后开始设计C语言软件程序，并进行调试，最后为了验证系统的正确性，使用仿真软件对系统所要实现的功能进行仿真验证。
（三）课题实现的主要功能
本可以设计了以单片机为控制核心的数控开关稳压电源，该电源要求实现如下的功能：
使用单片机为控制核心。
开关电源的输出电压范围为+1.2V-+15V，输出电流大于1A，输出步进值0.1V。
使用LED数码管显示输出的电压值的大小。
使用独立按键进行输出电压的调节，可以增加和减小输出电压。
其他功能自由发挥。
二、系统总体设计方案
（一）整体方案的设计与选择
数控稳压电源在生活中具有重要的做用，特别是在当今电子设备快速发展的时代，每种电子设备都离不开电源。因此电源质量的好坏都直接影响着设备能否可靠的运行。本次设计了一款基于单片机的可控的开关稳压电源，在设计的初期通过查阅相关的文献资料，确定了几种方案，并对几种方案进行了分析。具体的方案比较如下：
1.方案一
方案一：采用数字电路的方法设计
使用数字电路设计开关稳压电源，数字电路是一切芯片或者电路的基础，数字电路的主要优点是电路设计可以根据事先做好的真值表进行设计。设计方法固定不变，而且不需要使用编程。缺点是数字电路的电路复杂，很容易出错。有一个地方出现错误都不会好使。
2.方案二
方案二：采用单片机的方法进行设计
随着芯片技术的不断的发展，可编程芯片已经越来越占有重要的地位。使用单片机和相关的芯片进行开关电源的设计已经非常的流行，优点是系统的电路简单，所有要实现的功能都可以通过程序进行实现。缺点是对于单片机初学者来说可能要花费一点时间来研究。因为单片机涉及的知识比较多，数字电路、C语言知识都应该掌握。
通过方案一和方案二的对比，以及结合自身的情况，本次选择方案二使用单片机进行开关电源的设计。
（二）系统的整体框图
经过对电路原理的分析，基本对电路有了一个大概的设计，如图1所示：
图1 系统整体方框图
在上图1中我们可以看到本次设计的开关电源的整体的方案框图，主要包括单片机模块，显示模块，按键模块，D/A转换模块，变压器模块等。每部分的模块功能如下所示：
(1)单片机模块：主要功能是作为系统的处理器，也可以说是电源的大脑，系统的程序写在单片机中，实现对每个模块的调度。
(2)显示模块：显示模块使用LED数码管显示，主要是显示开关电源输出的电压值的大小。
(3)按键模块：按键模块的主要的功能是用来设置
一、 引 言 1
（一）课题研究目的和意义 1
（二）课题研究的方法 1
（三）课题研究的主要内容 1
二、系统总体设计方案 2
（一）整体方案的设计与选择 2
（二）系统的整体框图 2
三、系统硬件系统设计 3
（一）单片机电路设计 3
（二）数模转换电路设计 5
（三）放大电路设计 7
（四）显示电路设计 7
（五） 按键电路设计 8
（六） 电源电路设计 9
四、系统软件系统设计 10
（一）主程序流程图 10
（二）子程序流程图 11
（三）keil软件和Protues软件介绍 12
五、软件仿真 13
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录A部分源程序 18
附录B系统原理图 22
一、 引 言
（一）课题研究的目的和意义
随着当今科学技术的不断的发展和快速的进步，电子产品已经越来越多的在生活中和生产中使用。而使用电子产品就必须要使用到电源，因此电源质量的好坏也直接影响这产品的性能和使用的寿命，可以说电源在现代的生活中扮演着非常重要的角色，传统的电源主要是使用模拟芯片来设计的模拟电源，模拟电源的线性度好，但是操作起来不是很方便。为了方便的使用，现在市场上已经研发了数字型式的电源，数字电源主要是使用可编程芯片并配合数字电路芯片实现的电源，可以通过程序来实现电源的智能的功能。使用的时候也可以任意的调节电源的输出电压值。当今数控电源已经越来越普及，数控电源在使用的时候不会产生误差，电源的灵敏度也不会随着使用的时间长短而降低。由于电源在一个电子系统中起到至关重要的地位，因此使用这个在选择电源的时候都会选择性能可靠，家里合理的数字式开关电源。它会给使用者带来很多的便利。
通过上面的介绍，本次知道了电源的重要性。本次就是设计了一款基于单片机的数控可调式开关电源的设计。使用STC89C52单片机为核心控制器，并配合其它的显示电路、DAC转换电路、按键
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
时候不会产生误差，电源的灵敏度也不会随着使用的时间长短而降低。由于电源在一个电子系统中起到至关重要的地位，因此使用这个在选择电源的时候都会选择性能可靠，家里合理的数字式开关电源。它会给使用者带来很多的便利。
通过上面的介绍，本次知道了电源的重要性。本次就是设计了一款基于单片机的数控可调式开关电源的设计。使用STC89C52单片机为核心控制器，并配合其它的显示电路、DAC转换电路、按键控制电路实现了一款输出电压值可以调节和显示的开关电源，通过本次设计我们可以更加清楚的了解单片机的性能和电源的工作原理和设计过程，对我们的动手和设计能力有很大的提高。
（二）课题研究的主要方法
本次毕业设计在一开始拿到课题的时候，在老师的知道下，本次使用了理论和实践相结合的研究方法，首先在在拿到课题的时候，明确课题主要的研究的内容和工作任务，之后通过在网上和学校的图书馆查阅和本课题相关的文献资料，学习每一篇文献资料中的精华的内容，并进行记录。把和本可以有关系的资料记录下来。之后根据查阅的资料的设计思想设计本次课题的方案和框图，在确定框图和方案正确的情况下开始设计系统的硬件电路，包括单片机电路，显示电路，控制电路等。电路设计好后开始设计C语言软件程序，并进行调试，最后为了验证系统的正确性，使用仿真软件对系统所要实现的功能进行仿真验证。
（三）课题实现的主要功能
本可以设计了以单片机为控制核心的数控开关稳压电源，该电源要求实现如下的功能：
使用单片机为控制核心。
开关电源的输出电压范围为+1.2V-+15V，输出电流大于1A，输出步进值0.1V。
使用LED数码管显示输出的电压值的大小。
使用独立按键进行输出电压的调节，可以增加和减小输出电压。
其他功能自由发挥。
二、系统总体设计方案
（一）整体方案的设计与选择
数控稳压电源在生活中具有重要的做用，特别是在当今电子设备快速发展的时代，每种电子设备都离不开电源。因此电源质量的好坏都直接影响着设备能否可靠的运行。本次设计了一款基于单片机的可控的开关稳压电源，在设计的初期通过查阅相关的文献资料，确定了几种方案，并对几种方案进行了分析。具体的方案比较如下：
1.方案一
方案一：采用数字电路的方法设计
使用数字电路设计开关稳压电源，数字电路是一切芯片或者电路的基础，数字电路的主要优点是电路设计可以根据事先做好的真值表进行设计。设计方法固定不变，而且不需要使用编程。缺点是数字电路的电路复杂，很容易出错。有一个地方出现错误都不会好使。
2.方案二
方案二：采用单片机的方法进行设计
随着芯片技术的不断的发展，可编程芯片已经越来越占有重要的地位。使用单片机和相关的芯片进行开关电源的设计已经非常的流行，优点是系统的电路简单，所有要实现的功能都可以通过程序进行实现。缺点是对于单片机初学者来说可能要花费一点时间来研究。因为单片机涉及的知识比较多，数字电路、C语言知识都应该掌握。
通过方案一和方案二的对比，以及结合自身的情况，本次选择方案二使用单片机进行开关电源的设计。
（二）系统的整体框图
经过对电路原理的分析，基本对电路有了一个大概的设计，如图1所示：
图1 系统整体方框图
在上图1中我们可以看到本次设计的开关电源的整体的方案框图，主要包括单片机模块，显示模块，按键模块，D/A转换模块，变压器模块等。每部分的模块功能如下所示：
(1)单片机模块：主要功能是作为系统的处理器，也可以说是电源的大脑，系统的程序写在单片机中，实现对每个模块的调度。
(2)显示模块：显示模块使用LED数码管显示，主要是显示开关电源输出的电压值的大小。
(3)按键模块：按键模块的主要的功能是用来设置
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