基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现-单片机课程设计报告

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1、广西大学单片机及通信接口设计课题名称：基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现—单片机控制部分学院计算机与电子信息学院专业通信工程班级通信142班学号1407200134姓名韦杰摘要：随着电子工业的发展，高频率、高耐压、大功率开关管问世，开关型稳压电源以其自身功耗小、体积小、重量轻，得到越来越广泛的作用。本系统的设计采用STC12C5A60S2单片机作为控制核心，构成一个闭环控制的串联型开关稳压电源。该开关电源为脉冲宽度调制型（PWM）,其中，STC12C5A60S2单片机以及其外围器件实现输出电压实时测量、人

2、机交互、按键等功能。关键词：单片机、稳压、开关电源、AD1、系统方案串联型开关电源原理图E1LIWUCT0R1OUTGNDD1DIODE1TR1RL11lcl+=原理分析：本次模电课程设计的目的是实现一个串联型开关稳压电源，开关稳压电源电路的换能电路将输入的直流电压转换成脉冲电压，再将脉冲电压经LC滤波转换成直流电压。首先，我们看到原理图屮有六个元件，分别是两个电阻，一个电解电容，一个二极管,一个电感，还有一个NPN型的三极管，原理图中虽然只有那么六个简单的元件，却蕴藏着丰富的电路知识。电阻R2的作用主要是用来限流，因为

3、PWM信号是要经过IR1流入三极管，而该三极管的集电极最大电流为1.5A,通过R2电阻限流后，可以对电路起到保护的作用，因此需要一个1K的限流电阻；电阻R1的作用是负载电阻，也就是开关电源的输出部分，我们要在这里进行输出电压的采集，然后构成一个闭环的控制系统；二极管为1N4007,是普通的硅整流二极管，它的作用是在三极管截止后，使得整个电流继续构成一个完整的回路,因为三极管截止后，电源就与LC回路以及负载断开了，这吋通过一个反接的二极管可以继续保持整个电路构成一个回路，所以该二极管也就是续流的作用。电感与电容构成一个LC

4、滤波电路，以及构成换能电路，在换能电路中，如果电感L数值太小，在导通期间储能不足，那么在截止还未结束时，能量己放尽，将导致输出电压为零，出现台阶，这是绝对不允许的，同时为了使输出电压的交流分量足够小，C的取值应足够大。换言之，只有在L和C足够大时，输出电压U0和负载电阻10才是连续的，L和C愈大，U0的波形愈平滑。由于输出电流10是UI通过开关调整管和LC滤波电路轮流提供，通常脉动成分比线性稳压电源要大一些，这是开关型稳压电路的缺点之一；开关管为NPN型三极管，型号为2SC8550,从该三极管的资料上，我们可以知道，当三

5、极管的基极开路时，集电极与发射极有一个反向击穿电压（在资料书上可看到，该最大承受电压为25V）,如果超过了最大值，就会把三极管烧掉,该系统的设计的电源电压为5V,整个电路中不会有超过5V电压的部分，因此，选择该三极管作为开关管是合适的。系统框图如h■:从上图可以看出，该系统采用闭环控制，通过STC单片机内部输出PWM对开关电源电路进行控制，从而得到一个输出电压，将该输出电压与设定的输入电压进行比较,输出电压大于输入电压就PWM「输出电压小于输入电压就PWM++,也就是来加减脉宽。2、系统的硬件设计因为电路比较简单，所以开

6、关电源系统硬件设计没有进行仿真，直接用dxp画图，然后就制作pcb板了。3、系统的软件设计开关电源系统的软件设计主要依靠Keil软件进行程序的设计。该系统采用增强型的STC12C5A60S2单片机进行控制，该单片机具有丰富的片上资源，内部集成2路PWM,8路高速10位A/D转换（250K/S,即25万次/秒），适合对该开关电源系统进行控制，经过实际的验证，证明采用该单片机控制可以得到一个比较好的结果，该系统的软件设计可以釆用不同的算法，但最后的目标都是一样的，实现开关稳压电源的功能。12tmclude<12C5A.h>^

7、includej3tdefmeucharunsignedchar4ctdefineul6unsignedshorew6fdefmeADC_POWER0x807tdeflneADC^START0x088#defineADC^SPEED0x40//AD转按速变180时钟一次9♦defineADC^FLAG0x101011//T-65536・(FTH0・256+FTL0)12IdefmeFTHOOxef13tdeflneFTLOOxff141516•defineADCroad0x01//后3位表示ADC采

8、集引弊17tdefmeADCpin0x02//将放入P1ASF*吞克的值"置1位对应引更为AD输入模式18sbxtK：1・P3r；19sbitKIL-P3A5；20sbxcPWMouc-Pl*3;//设fiPl*3为口2122sbitP2..0■P27；//数码管位选23sbitP2：[1■P2F24sbxtP2.2