10.基于单片机控制的程控开关电源研究
基于单片机控制的开关电源设计
摘要:开关电源是当代电子科技技术的产物，用于达到输出电压的稳定，开关电源主要是通过改变脉宽调制（PWM）进行输出电压的改变。
它是一种电力电子装置，广泛应用于各种电子设备、工业、通信、航天航空以及军事等领域。
具有输出电压稳定、噪音小、小型化和轻型化等特点。
为了设计并实现一个单片机控制的开关电源，可以通过软件编程让单片机输出一个PWM 波形给双运算放大电路，双运算放大电路对PWM波形进行变换调压，反馈到DC-DC降压电路进行降压和稳压后输出所需要的电压。
输出电压可以通过按键调节，调节范围在0至25V，电压调节幅度为0.5V，由液晶显示屏实时显示。
单片机控制开关电源，实现电源的智能化，具有输出电压范围大、电压可调和输出电压实时显等优点。
关键字：开关电源,单片机,PWM波形,调节，智能化第一章概述开关电源是改变开关管的通断的时间比较来控制输出电压的大小的电力电子器件。
随着世界科技的快速发展，开关电源成为了人们生命中不可缺少的必需品，其应用于工业、农业、通信、航空和计算机等领域，具有高效率转换、重量小、小体积和高精度等特点。
传统的开关电源系统存在调整之繁琐，电路很繁琐，可靠性低等问题，本文通过对单片机进行编程实现开关电源的有效输出，具体是将常用电源220V交流电通入变压器转换成24V的交流电，经过整流电路得到直流信号，通过电容滤波得到相对干净的直流电分别接入两个LM2596S-ADJ芯片，一个是构成DC-DC降压型电路，一个是构成5V稳压电路，前者是控制输出电压的，后者是给单片机和液晶显示屏供电的。
输出电压的大小由PWM控制，将PWM 波形送到PWM调压电路，进行稳压和调压，并反馈到DC-DC降压电路后输出。
按键能控制输出电压的大小，输出电压能在0-25V范围里可连续调节，步加步减在0.5V，复位按键可以是输出电压恢复到5V，并由液晶显示屏显示。
单片机控制开关电源，具有灵活性好的优势，可根据设计人员的想法进行设计。
基于单片机控制的开关电源论文(经典)
基于单片机控制的开关电源论文(经典)目录引言 (3)1 概述................................................ 错误!未定义书签。
1.1 课题来源及意义...................................... 错误!未定义书签。
1.2 课题基本要求........................................ 错误!未定义书签。
1.3 课题相关背景 (1)2 开关电源方案设计 (1)2.1 开关电源工作原理 (1)2.2 开关电源与线性电源的比较 (2)2.3 方案论证 (3)2.3.1方案1 (3)2.3.2方案2 (3)2.3.3方案3 (3)2.3.4方案分析 (3)2.3.5总体结构设计 (3)2.4 难点分析 (5)2.4.1如何提高电源工作频率 (5)2.4.2储能电感的绕制 (5)2.4.3标度转换技术 (6)2.5 控制技术选择 (6)2.6 开关变换器结构分析与选择 (8)2.7 开关电路器件参数选择 (10)2.7.1功率开关管的选择 (10)2.7.2 滤波电容的选择 (11)2.7.3储能电感的选择 (12)2.7.4续流二极管的选择 (12)3 硬件电路设计 (12)3.1 电源电路设计 (12)3.1.1整流滤波电路 (12)3.1.2开关变换电路 (13)3.1.3分压电阻的计算 (13)3.1.4保护电路 (14)3.2 控制电路设计 (15)3.2.1反馈电路设计 (16)3.2.2四位数码显示电路设计 (17)3.2.3单片机与键盘接口电路设计 (18)4 软件设计 (18)4.1 总体编程思想 (18)4.1.1键盘防抖动子程序 (19)4.1.2数码显示子程序 (20)4.1.3采样子程序 (21)4.1.4中断处理程序设计 (22)4.1.5PID控制算法 (23)4.1.6数字滤波 (23)5 系统调试 (24)5.1 硬件模块调试 (24)5.1.1整流滤波电路的调试 (24)5.1.2AD转换的调试 (24)5.1.3脉冲输出电路的调试 (24)5.1.4功率开关管的调试 (25)5.2 电源性能指标的测试 (25)5.2.1开关电源的技术指标 (25)5.2.2输出电压的测试 (26)5.2.3最大输出电流的测试 (27)5.2.4过流保护的测试 (27)5.2.5电压调整率的测试 (27)5.2.6纹波电压的测试 (28)6 结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)附录 (32)1.3 课题相关背景我国的三极管直流变换器及开关电源的研制工作开始于60年代初期，到了60年代中期进入了实用阶段，紧跟着70年代初开始研制无工频变压器开关电源。
基于单片机控制的开关电源及其设计
基于单片机控制的开关电源及其设计单片机控制的开关电源是一种高效率、高稳定性的电源系统，常用于电子设备中。
本文将介绍基于单片机控制的开关电源的原理、设计步骤以及相关注意事项。
一、原理1.1开关电源的工作原理开关电源的核心部分是一个开关管，它通过不断开闭来调整输出电压和电流。
当开关管关断时，电源输入端的电压会通过变压器产生瞬态电流，这个电流被蓄能电容器存储在电容中。
当开关管打开时，储存在电容中的能量被释放，通过滤波电感得到稳定的电压输出。
1.2单片机控制开关电源的工作原理在单片机控制的开关电源中，单片机通过控制开关管的开闭状态来调整输出电压和电流。
单片机能够实时监测电源的输入和输出情况，并根据设定的参数进行调整。
同时，单片机还可以实现一些保护功能，如过压、过流、过温等保护。
二、设计步骤2.1确定需求首先要确定开关电源的功率需求、输入电压范围和输出电压范围。
根据需求选择合适的开关管和变压器等元器件。
2.2定义控制策略根据开关电源的工作原理以及需求，确定单片机的控制策略。
可以采用PWM（脉宽调制）控制方法来控制开关管的开闭时间，以实现对输出电压的调节。
2.3确定单片机和外围电路选择合适的单片机控制器，并设计相应的外围电路，包括ADC（模拟数字转换）模块、PWM输出模块、电流传感器等。
2.4编写软件程序根据控制策略，编写单片机的控制程序，并完成软件的调试和优化。
2.5PCB设计与制造根据电路原理图设计PCB布局，并制造相关的电路板。
2.6装配与测试完成PCB板的焊接与装配，进行电源的测试和调试。
三、注意事项3.1安全性开关电源具有高电压、高电流的特点，因此在设计和使用过程中要注意安全性。
应采用合适的绝缘措施，保证电源与其他电路之间的隔离。
3.2效率和稳定性开关电源的效率和稳定性是设计过程中需要考虑的重要因素。
应合理选择元器件，控制开关管的导通和关断时间，以提高电源的效率和稳定性。
3.3EMC（电磁兼容）设计开关电源由于工作频率较高，容易产生电磁干扰。
探究基于单片机控制的程控开关电源
探究基于单片机控制的程控开关电源本文重点对单片机开关电源的设计和控制进行了分析，希望能够给读者提供一些参考。
标签：单片机;开关电源;设计;控制一、前言开关电源具有体积小、重量轻、效率高等特点，在各领域广泛应用。
特别是当前新电子元件的应用，开关电源技术更是向着可靠性和智能化的方向发展。
二、开关电源模拟控制的种类与特点开关电源的模拟控制方法已经使用了数十年，也形成了一系列的控制方式，大致有3种：脉冲宽度调制方式PWM、脉冲频率调制方式PFM和混合调制方式。
以脉宽调制式（PWM）开关为例，电源AC220V，输入电压经过整流滤波后变成直流电压U，再由功率开关管斩波、高频变压器降压，得到高频矩形波电压，最后通过输出整流滤波器，获得所需要的直流输出电压Uo。
利用误差放大器和PWM比较器构成闭环调节系统。
这种模拟控制电路因为使用元器件多而需要很大空间，这些元器件本身的值还会随着使用时间、温度和其他环境条件的变化而变动，并对系统稳定性和响应能力造成负面影响，不利于模拟系统的测试和维修。
另外，模拟控制的控制响应特性是由分立元器件的值决定的，因此无法为所有电源值或负载点提供最优化的控制响应。
三、开关电源数字控制的特点与应用所谓电源的数字控制，也称为“回路内部的处理器”，是指控制器能在数字域执行所有系统控制算法。
它必须对两个数字串进行比较以产生脉冲宽度来驱动电源开关，而不是使用传统模拟PWM比较器。
它会将所有模拟系统参数转换成数字信号，并在数字域利用这些数据计算控制响应，然后将新产生的控制信息加传至系统。
数字控制电源系统有以下特点：1、以数字信号处理器DSP或单片机为核心，将数字电源驱动器及PWM控制器作为控制对象而构成的智能化开关电源系统。
2、采用“整合数字电源”技术，实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合。
3、高集成度，实现了电源系统单片集成化，将大量的分立元器件整合到一个芯片或一组芯片中。
4、能充分发挥数字信号处理器及微控制器的优势，使所设计的数字电源达到高技术指标。
基于单片机控制的开关电源设计
摘要:开关电源是当代电子科技技术的产物，用于达到输出电压的稳定，开关电源主要是通过改变脉宽调制（PWM）进行输出电压的改变。
它是一种电力电子装置，广泛应用于各种电子设备、工业、通信、航天航空以及军事等领域。
具有输出电压稳定、噪音小、小型化和轻型化等特点。
为了设计并实现一个单片机控制的开关电源，可以通过软件编程让单片机输出一个PWM 波形给双运算放大电路，双运算放大电路对PWM波形进行变换调压，反馈到DC-DC降压电路进行降压和稳压后输出所需要的电压。
输出电压可以通过按键调节，调节范围在0至25V，电压调节幅度为0.5V，由液晶显示屏实时显示。
单片机控制开关电源，实现电源的智能化，具有输出电压范围大、电压可调和输出电压实时显等优点。
关键字：开关电源,单片机,PWM波形,调节，智能化第一章概述开关电源是改变开关管的通断的时间比较来控制输出电压的大小的电力电子器件。
随着世界科技的快速发展，开关电源成为了人们生命中不可缺少的必需品，其应用于工业、农业、通信、航空和计算机等领域，具有高效率转换、重量小、小体积和高精度等特点。
传统的开关电源系统存在调整之繁琐，电路很繁琐，可靠性低等问题，本文通过对单片机进行编程实现开关电源的有效输出，具体是将常用电源220V交流电通入变压器转换成24V的交流电，经过整流电路得到直流信号，通过电容滤波得到相对干净的直流电分别接入两个LM2596S-ADJ芯片，一个是构成DC-DC降压型电路，一个是构成5V稳压电路，前者是控制输出电压的，后者是给单片机和液晶显示屏供电的。
输出电压的大小由PWM控制，将PWM 波形送到PWM调压电路，进行稳压和调压，并反馈到DC-DC降压电路后输出。
按键能控制输出电压的大小，输出电压能在0-25V范围里可连续调节，步加步减在0.5V，复位按键可以是输出电压恢复到5V，并由液晶显示屏显示。
单片机控制开关电源，具有灵活性好的优势，可根据设计人员的想法进行设计。
基于单片机控制的开关电源及其设计
基于单片机控制的开关电源及其设计
开关电源是一种广泛应用于电子设备中的电源，它具有高效率、稳定
性好、体积小等优点。
基于单片机控制的开关电源则是在传统开关电源的
基础上结合了单片机的控制功能，可以实现更精确、智能的控制。
首先，输入滤波模块用于滤除输入电源中的高频噪声，以保证后续电
路正常工作。
整流滤波模块则将输入电源的交流信号经过整流后变为直流
信号，并进行滤波以减小波动。
接下来，开关变换模块是整个开关电源的关键。
该模块中包含了主要
的开关电源拓扑结构，如Buck、Boost、Buck-Boost等。
通过开关元件的
开关动作，实现电源输入电压到输出电压的变换。
在设计中，需要考虑开
关频率、开关管的选择以及辅助器件的设计。
输出滤波和稳压控制模块用于进一步滤除开关变换模块输出电压中的
高频噪声，并稳定输出电压。
可以使用电容、电感等元件来实现滤波功能，并通过反馈控制实现稳压功能。
最后，单片机控制模块通过采集输入电压、输出电压等信号，实时监
控电源的工作状态，并根据需要进行调节。
比如，可以通过PWM信号控制
开关元件的开关频率，从而实现输出电压的调节。
同时，单片机还可以实
现过压、过流、过温等保护功能，提高开关电源的安全性和可靠性。
总结起来，基于单片机控制的开关电源通过单片机的控制功能，实现
了对开关电源的精确控制。
在设计中需要注重滤波和稳压控制模块的性能
选择和设计，同时合理选择开关变换模块的拓扑结构和开关元件，以确保
开关电源的效率和稳定性。
程控开关电源基于单片机控制的分析
程控开关电源基于单片机控制的分析摘要：利用单片机控制开关电源是一种很好的控制方式，人们一直以来都在追求一种更为合理的解决方案。
传统的用单片机调整输出电压的方式一般是引用PWM和PFM两种波形控制技术来进行软件编程，在具体实现的过程中很复杂。
在本文中，提出了一种新的利用单片机对直流开关稳压电源进行控制的方式，相较于传统的解决方案，该方案更加的简单，可靠性更高。
关键词：单片机；程控开关电源；控制常见的利用单片机控制开关电源的解决方案主要是：一，模数混合，智能控制和智能检测的任务由单片机来承担，用一般的开关电源控制模式来控制电源。
电源的基准电压可以由单片机的一个输出电压来承担，PWM产生的电路还需要具备功率开关。
采用这种方式只是单纯的将原来的基准电压用单片机来替代，输出电压通过用按键输入电源电压值来改变，这样在电源的反馈环中并没有加入单片机。
二，AD用单片机进行扩展，电源的输出电流和电压要进行不断的检测，逆变器通过设定值和电源输出电压的差来进行控制，功率场效应管的关断时间和导通可以通过功率场的改变来稳定输出电压。
输出电压的调整可以通过单片机技术来实现，但是在实施方案的过程中，需要使用PWM和PFM两种波形控制技术来进行软件编程，技术相对很复杂。
在本文中提出的用单片机对直流开关稳压电源进行控制的方式，是PWM波的产生通过单片机来完成，电源输出电压通过AD转换芯片来进行不断的循环检测，然后比较设定值与电源输出电压的差，对单片机输出PWM波所占空比进行直接的控制调解，这样才能使得电源输出电压的稳压得以实现。
[1]通过对PWM脉冲宽度的改变来实现对输出电压的调整。
相较于常用的两种解决方案，该种方法更加简单，同时可靠性也更高。
1设计电源系统1.1设计电源硬件结构程控开关电源基于单片机控制系统如下图1所示，对于该系统来说，它主要包括两部分：一是，控制电路，二是，主电路。
1.2设计单片机系统电路电源设计的核心是设计单片机系统电路，同时需要考虑到控制能力和运算能力及设计成本等，在本文中选用的是STC89C52单片机，它的性价比较高，将其作为核心控制器的系统电路如下图2所示。
基于51单片机控制的开关电源设计
基于51单片机控制的开关电源设计一、引言开关电源是一种将交流电转换为直流电的电子设备，广泛应用于各个领域。
本文将以基于51单片机控制的开关电源设计为题，介绍设计的原理和实现过程。
二、设计原理开关电源的设计主要包括输入电路、滤波电路、变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路以及控制电路。
其中，控制电路起到控制和调节输出电压的作用。
在本设计中，我们采用了51单片机作为控制电路的核心，通过编程控制电路的开关状态，实现对输出电压的精准调节。
三、设计过程1. 输入电路的设计：输入电路主要用于将交流电转换为直流电，并对电压进行稳压处理。
我们选择了整流桥和滤波电容作为输入电路的核心元件，通过整流和滤波，将交流电转换为平稳的直流电。
2. 变压器的设计：变压器是开关电源的重要组成部分，用于提高或降低输入电压的大小。
我们根据实际需求选择合适的变压器，使得输出电压与输入电压之间满足所需的关系。
3. 整流电路的设计：整流电路用于将输入电压转换为脉冲电压，我们选择了二极管桥整流电路，通过将输入电压进行整流，得到脉冲电压。
4. 控制电路的设计：控制电路是整个开关电源设计中最关键的部分，我们选择了51单片机作为控制电路的核心。
通过编程，我们可以控制开关管的开关状态，从而实现对输出电压的调节和稳定。
5. 输出电路的设计：输出电路主要用于输出稳定的直流电压。
我们选择了稳压电路和滤波电容作为输出电路的核心元件，通过稳压和滤波，得到稳定的输出电压。
四、实现效果通过以上的设计过程，我们成功实现了基于51单片机控制的开关电源。
通过编程控制，我们可以实现对输出电压的精确调节和稳定控制。
该开关电源具有输出电压稳定、效率高、响应速度快等特点，适用于各种电子设备的供电需求。
五、总结本文以基于51单片机控制的开关电源设计为题，介绍了设计的原理和实现过程。
通过该设计，我们可以实现对输出电压的精确调节和稳定控制，满足各种电子设备的供电需求。
希望本文能为读者提供有关开关电源设计的参考和借鉴，同时也希望读者能够通过自己的努力和创新，设计出更加高效和稳定的开关电源。
基于单片机控制的开关电源的设计
基于单片机控制的开关电源的设计开关电源是一种将输入的电能转化为所需输出电能的电源，它具有效率高、体积小、重量轻、可靠性高等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍一种基于单片机控制的开关电源的设计。
一、设计原理开关电源的核心是DC-DC变换器，其输入端接受交流电源，通过整流滤波电路将交流电源转化为直流电源，并经过DC-DC变换器将直流电源转化为所需输出电压。
此外，为了实现对输出电压的控制和保护功能，需要使用单片机进行控制和监测。
1.输入电路输入电路由输入滤波电路和整流电路组成。
输入滤波电路主要是为了去除交流电源中的高频干扰，通常采用电容和电感组成的滤波网络。
整流电路将交流电源转换为直流电源，常见的整流电路有整流桥和二极管整流电路。
2.DC-DC变换器DC-DC变换器是开关电源的核心部分，它将输入的直流电源转变为所需的输出电压。
常见的DC-DC变换器有：（1）Buck变换器：输出电压小于输入电压；（2）Boost变换器：输出电压大于输入电压；（3）Buck-Boost变换器：输出电压可大于也可小于输入电压。
3.控制电路为了实现对输出电压的控制和监测，需要使用单片机进行控制。
单片机可以通过PWM技术控制开关管的导通和断开，从而控制开关电源输出电压的大小。
同时，单片机还可以监测输出电压的大小，并进行保护控制，如过压保护、欠压保护、过流保护等。
二、设计步骤以下是基于单片机控制的开关电源的设计步骤：1.确定输入电压范围和输出电压要求，并选择合适的DC-DC变换器电路。
2.根据输入电压和输出电压要求，计算所需的滤波电容和电感值，并选择合适的元器件。
3.根据DC-DC变换器电路的控制方式，设计开关管的驱动电路。
常见的驱动方式有：反馈控制、定时控制、电流控制等。
4. 选择合适的单片机，并进行引脚分配。
常见的单片机有：ATmega8、STM32等。
5.编写单片机程序，实现对输出电压的控制和监测。
程序中需要包含PWM控制部分、过压保护部分、欠压保护部分、过流保护部分等。
基于单片机控制的开关电源的设计
基于单片机控制的开关电源的设计开关电源是一种电力转换装置，其工作原理是将输入的电能转换为高频交流电能，经过变压、整流、滤波等处理，输出稳定的直流电压给负载。
它具有体积小、效率高、输出稳定等优点，在各种电子设备中广泛应用。
本文的设计目标是基于单片机控制的开关电源，通过软件程序实现开关电源的控制和保护功能。
下面将从硬件设计和软件设计两方面介绍基于单片机控制的开关电源的设计过程。
硬件设计：1.选择单片机：根据需要选择适合的单片机，常用的有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
选择时要考虑单片机的性能、IO口数量、工作电压等参数。
2.电源输入：选择合适的变压器和整流滤波电路，将输入交流电转换为直流电，供给开关电源的PWM控制电路和负载。
3.开关电源的PWM控制电路：使用单片机的PWM输出控制开关电源的工作周期和占空比，从而控制输出电压的大小。
可以使用单片机的IO口连接到MOSFET等开关元件，通过调节IO口的电平和频率来控制开关电源的输出电压。
4.电路保护：为了保护开关电源和负载不受损坏，需要添加过压保护、过流保护、过温保护等电路。
可以使用电压比较器、电流检测芯片等进行监测和保护。
软件设计：1.初始化：在程序运行开始时，对单片机的IO口、定时器等进行初始化设置。
2.输入检测：通过外部引脚读取输入电压和电流的大小，判断是否超出范围。
如果超出范围，则进行相应的保护措施，如关闭开关电源输出。
3.控制算法：根据输入电压和目标输出电压，通过控制占空比调整输出电压的大小。
可以使用PID控制算法等来实现精确控制。
4.输出控制：使用单片机的PWM输出控制开关电源的开关状态和工作周期。
根据控制算法计算的合适占空比，将其作为PWM的占空比输出。
同时，通过监测输出电压和电流的大小，进行闭环控制，使输出电压保持稳定。
5.保护机制：实现过压保护、过流保护、过温保护等功能。
当检测到异常情况时，及时关闭开关电源输出，避免负载和开关电源的损坏。
毕业设计(论文)--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：专业班级：电信10D1学号：指导老师：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。
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引言许多科学实验都离不开电，并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、电流大小以及动态指标有着特殊的要求。
因此，如果实验电源不仅具有良好的输出质量而且还具有多功能以及一定的智能化，那么就省去了许多不精确的人为操作，取而代之的是精确的微机控制，而我们所要做的就是在实验开始前对一些参数进行预设。
这将会给各个领域中的实验研究带来不同程度的便捷与高效。
因此，直流电源今后的发展目标之一就是不仅要在性能上做到效率高、噪声低、高次谐波低、既节能又不干扰环境，还要在功能上力求实现数控化、多功能化与智能化。
本文所介绍的就是一个数控可调电源，这是一个高性能的直流稳压电源。
由于在该电源中引入了单片机控制，故该电源还具有一定的智能化,可实现变压，显示输出电压、电流，预置输出电压值等功能。
本文中研究的单片机控制的线性电源，可以通过键盘预置期望输出电压值，模/数转换器对输出电压进行采样并显示在数码管上。
该系统还采用了温度传感器对输出电压进行校正，使得输出电压更稳定精确度也更高。
并且该系统可以给芯片提供+12V，+5V及-12V的工作电压。
由单片机控制的数控电源主要由三部分所构成，主要是电源电路，控制电路和校正电路。
以LM317三端电压可调器来调节电压，其具有输出电压稳定，可调范围较大，但其缺点是输出的电流较小，所以在设计的时候还加入了扩展电流电路。
课题来源及意义电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术。
随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。
目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。
他对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键作用。
我国的电子仪器以及机电一体化仪器中，开关稳压电源还不能得到十分广泛的普及及使用。
电子信息专业论文 基于单片机的程控电源的设计
基于单片机的程控电源的设计摘要电源是现代完成产品设计的最基本工具之一。
采用单片机作为核心控制器件的程控电源具有输出电压电流可变，操作方便，便于携带等优点，是一种新型电源。
无论在实验室还是在工程现场都有比较广泛的应用。
本设计是基于STC12 系列的单片机进行的程控电源硬件电路设计，采用的是STC12C5410AD 单片机替代常规51 单片机加AD 模块的新模式。
设计由主要控制模块、数控电源驱动模块、辅助电源模块、LCD 显示模块、按键操作模块五个模块组成。
本设计以直流电压源为核心，STC12C5410AD 单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进等级可达0.1V，输出电压范围为0-25V，最大电流为1A，并可由液晶屏显示实际输出电压值。
本系统由单片机程控输出数字信号，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压，输入电压、反馈电压、反馈电流由LCD液晶显示器显示。
最终可实现由LCD显示设置电压，及当前电压；通过加减键设置输出电压，步进0.1V，0-25V可调; 实时采样电流，并在LCD上显示出电流值。
本文详细的分析了该程控电源的工作过程。
关键词：程控电源，STC12C5410AD，LCD，AD，51单片机The Design of Programmable Power Supply based onSingle chip MicrocomputerABSTRACTPower supply complete the product design is the most basic of modern tools.Programmable power supply is in one of these new power supplies. Programmablepower supply with single-chip microprocessor control, advanced technology, allprogrammed, all key operations, small size, light weight, adjustable output parameters, easy to carry, both for the laboratory, you can also use the site. Its design system control module, NC power by driving module, auxiliary powermodule,display module, buttons were five modules adjust module. This design with dcvoltage source as the core, STC12C5410AD microcontroller, mainly through thekeyboard to set the controller dc power output voltage, setting stepping level can amountto 0.1 V, output voltagerange of 0-25V, maximum current 1A, and by the display on theLCD panel output voltage. The system is composed of single-chip microcomputerprogram-controlled output digital signal, and then after op-amp isolatingamplifier, control the output power tube, as the base of the base power tube voltageoutput different voltage changes, the input voltage，feedback voltage, feedback by LCDdisplay current. These designs ultimately realize functions: The system can use LCDdisplay Settings voltageand the current voltage. Through the addition and subtractionkey bindings output voltage, stepping 0.1V, 0-25V adjustable. The current real-timesampling is displayed on LCD and the current value. This paper analyzes in detail theworking process of the programmable power supply.Keywords :SPC power,STC12C5410AD,LCD,AD,MCS—51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.2 国内外研究现状、水平 (2)1.3 本课题的发展趋势 (2)2 程控电源系统基本理论 (3)2.1 程控电源的工作原理 (3)2.2 程控电源的设计指标 (3)2.3 程控电源的系统组成 (3)2.4 系统设计方案 (4)2.4.1 系统可行性分析 (4)2.4.2 设计方案比较 (4)3 系统硬件的设计与实现 (6)3.1 电路设计框图 (6)3.2 STC12C5410AD 单片机介绍 (6)3.2.1 STC12C5410AD 单片机特点 (6)3.2.2 STC12C5410AD 工作类型 (8)3.2.3 STC12C5410AD 的晶振及其连接方法 (9)3.3 数字控制部分 (10)3.3.1 复位电路 (10)3.3.2 晶振电路 (10)3.3.3 键盘电路 (11)3.3.4 主控系统的整体结构 (12)3.4 数控电源驱动电路以及其反馈模块 (13)3.4.1 数控电源驱动电路连接 (13)3.4.2 电压采样电路 (14)3.4.3 电流采样电路 (14)3.5 显示电路的设计 (15)3.5.1 LCD 液晶显示器简介 (15)3.5.2 显示电路 (15)3.6 电源的设计 (16)4 软件设计 (18)4.1 主程序流程图 (18)4.2 键盘扫描流程图 (19)4.3 定时中断流程图 (20)总结............................................................................. 错误!未定义书签。
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随着电子技术的快速发展，电源技术也在不断演进。
目前，基于单片机控制的开关电源设计成为了一种趋势。
本文将从开关电源的概念、工作原理、单片机的选择、开关电源的设计要点等方面进行讨论。
开关电源是一种能够将交流电转换为稳定直流电的电源装置。
与传统的线性电源相比，开关电源具有高效率、体积小、重量轻以及可调节性强的特点。
基于单片机控制的开关电源设计，通过单片机的智能控制和精确调节，可以实现更加稳定和精确的电源输出。
首先，我们来了解一下开关电源的工作原理。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、变换电路和输出电路四部分组成。
其中，输入滤波电路用于滤除电源输入的杂波干扰，整流电路将交流电转换为直流电，变换电路通过变换器件（如MOSFET、继电器）来调节输出电压和电流，输出电路将变换后的电源输出给负载。
在基于单片机控制的开关电源设计中，单片机是一个重要的组成部分。
选择合适的单片机，可以更好地满足设计需求。
在选择单片机时，需要考虑以下几个方面：性能、接口和IO数量、编程方式、工作频率、功耗和成本等。
根据具体的设计要求，选择性能合适、接口丰富的单片机是非常重要的。
接下来，我们将介绍一些开关电源设计的要点。
首先是开关电源的稳压和稳流控制。
通过单片机控制，可以实现对输出电压和电流的精确调节，保证稳定的输出。
同时，还需要注意开关电源的过流、过压、过温等保护功能的设计，以避免电源损坏和负载设备受损。
此外，还需要考虑开关电源的高效率设计，以减少功耗和热量产生，提高电源的使用寿命。
此外，开关电源的电磁兼容性和故障诊断能力也需要进行充分考虑。
最后，我们还需要关注一些细节问题，如电路调试和信号处理等。
在电路调试中，需要通过实际测量和观察数据来分析和确认电路的工作状态，进一步优化和调整电路性能。
信号处理可以使用单片机的AD转换功能来采集和处理信号，实现对电源工作状态的监测和控制。
综上所述，基于单片机控制的开关电源设计是一项重要而有挑战的工作。
基于单片机的程控电源
工 业 技 术63科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.35.063基于单片机的程控电源钟佳霖（济南大学自动化与电气工程学院 山东济南 250022）摘 要:随着科技的发展，越来越多的电子产品进入了人们的生活。
这些电子产品对供电质量的要求是非常严格的，而且不同设备的电压不同。
本设计就是满足以上需求的一款基于STC12C5A系列单片机的程控电源。
电源由主控，显示模块，按键模块等部分组成。
用户可通过按键调节输出电压。
单片机控制DA电路输出模拟量，再经过放大反馈滤波等过程得到稳定的输出电压。
关键词:电子技术 74HC595 DA转换 程控电源中图分类号:TP368 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)12(b)-0063-021 设计背景及意义如今越来越多的电子产品进入了人们的生活，但是这些电子产品对供电的要求是非常严格的。
供电电压如果小于额定电压，该电子产品就不能达到正常的工作状态，不能达到人们的要求。
如果大于额定电压，产品的寿命会降低，甚至可能当场烧掉。
不同的电子产品额定电压的大小不同，所以一种可以调节输出电压大小的电源是人们迫切需要的。
电源作为电子设备的供电装置，对于电子产品不可或缺。
电源不仅可以用来给电子设备供电，而且可以给不同电压的充电电池充电。
大容量电池作为一种电源越来越多用在电动车等设备中，而它的充电也需要稳定的电源，如果电源不匹配，很容易发生危险。
在如此大的市场下，可调节电源应运而生。
本设计属于程控可调节电源，是通过单片机程序控制输出电压的电源。
其有易于控制，可靠性高，成本较低且显示直观的特点。
用户只需设定想要的输出电压即可。
输出电路的连接有放大与反馈部分，提高了输出电压的稳定性。
该电源利用数码管显示实时的输出电压，使用户方便的知道此时此刻电源的输出状态。
2 总体方案本设计可以输出0～15V的直流电，电压可以0.2V的分辨率连续调节。
程控开关电源应用单片机控制的分析
程控开关电源应用单片机控制的分析摘要：本文采用大量文献分析法、比较法，分析了程控开关电源简介，分析了基于单片机控制的程控开关电源硬件设计，分析了基于单片机控制的程控开关电源软件程序设计，得出采用单片机作为程控开关电源的核心控制系统可有效提高程控开关电源系统运行稳定性的结论。
关键词：程控开关、单片机、控制1、程控开关电源简介目前我国程控开关电源用高频变压器代替工频变压器，明显缩小了程控开关电源设备的体积。
程控开关电源系统的总体结构框架如下图1[1]所示：由上图1可知程控开关电源主要由DC变换器、高频整流滤波器、采样电路、上位机PC、USB接口和单片机等组成，其中单片机是程控开关电源系统的核心控制系统。
程控开关电源系统运行的基本原理是交流输入电压通过整流滤波降交流电压中不需要的频率过滤出来，过滤后的电压通过DC变换器和高频整流滤波器形成直流高压，并以稳定高压直流的方式输出，实现高频调压的功能。
此外上位机PC通过USB接口将指令发送给单片机，单片机对指令进行分析、处理调节PWM脉冲波形，调节后的PWM脉冲波形经过数模转换电路进行转换，可改变交流高频电压实现程控开关电源电压调节。
程控开关电源硬件包括交流滤波器、反激式高频变压器、光电耦合器和采样分压电路等，软件设计包括主程序设计、键盘扫描设计和定时终端设计等。
2、基于单片机控制的程控开关电源硬件设计2.1单片机的选择程控开关电源核心控制系统一般采用单片机作为系统的控制中心，在我国常用的单片机类型主要有三种，分别是89C51单片机、ARM芯片和STC12C54110AD 单片机。
第一种单片机运算能力非常强大，设计变成相对比较灵活，因此它的自由度比较大。
但是因自身特点89C51单片机需要添加数模、模数转换电路提高程控开关电源的设计精度，致使设计电路结构非常复杂，降低了89C51单片机作为程控开关电源核心控制系统的性价比。
ARM芯片是目前我国新流行的控制技术，这种技术各方面都比89C51优秀，但是这种芯片价格比较高，而程控开关电源并不需要如此高性能的控制系统。
基于单片机控制的开关电源的研究与设计
基于单片机控制的开关电源的研究与设计
王贵锋;李峰
【期刊名称】《自动化与仪器仪表》
【年(卷),期】2014(0)10
【摘要】基于单片机控制技术设计了一种数控开关电源。
以89C51单片机作为控制核心,对开关变换电路进行脉宽调制,构成一个智能闭环控制系统。
设计的开关电源具备更加完善的功能,更人性化、智能化,便于实时监控。
可以实现对开关电源输出电压进行检测,并显示实时电压值;通过按键进行编程预置期望输出的电压。
通过A/D转换器采样输出电压,根据PID算法计算控制量修改占空比,以得到期望的输出电压,并稳定在设定的电压值。
过流保护功能以及辅助电源给单片机提供工作电压与电源输入,并通过键盘修订PID参数,进行实时调整。
【总页数】3页(P47-49)
【关键词】开关电源;单片机;脉宽调制;功率开关管;占空比
【作者】王贵锋;李峰
【作者单位】兰州理工大学技术工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
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ＡＤ转换芯片，不断循环检测电源输出电压，根据电源输 出电压与设定值相比较的差，直接控制调解单片机输出 ＰＷＭ波占空比，从而控制电源功率开关的导通关断时 间，最终实现电源输出电压的稳压。输出电压的调节则 采用通过改变ＰＷＭ脉冲宽度的方式实现。在这种工作 方式基础上设计的开关电源与上述的两种解决方案相 比，具有方法简单、使用器件少及可靠性高等特点。 １电源系统设计 １．１电源硬件结构设计 基于单片机控制的程控开关电源硬件系统如图１ 所示。该系统由两大部分组成：（１）控制电路由单片机软 件编程产生ＰＷＭ信号控制功率开关管导通和关断，同 时单片机对ＡＤ采集的输出反馈电压、电流信号进行运 算结果处理并根据程序设置改变ＰＷＭ信号输出状态， 达到稳定输出电源电压的目的。（２）主电路由典型单端 反激电路高频变压器、功率ＭＯＳ开关组成，完成ＤＣ— ＤＣ变换【４ｌ。单片机对ＡＤ采集的信号进行运算，分别用
基于单片机控制的程控开关电源研究
芦守平，姜瀚文，徐千 （哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要：提出了基于单片机控制的程控开关电源解决方案，给出的主电路采用典型单端反激电路 模式，控制电路采用５ｌ单片机为核心芯片，结合ＡＤ采样解决了控制功率开关管导通与关断信号 ＰＷＭ的控制问题。实现了开关电源输出电压为０．１ Ｖ／级的程控调节，其调节范围最大可达额定输出的 ７６％。这种工作方式的建立使开关电源在设计上具有使用器件少、实现方法简单和可靠性高等优点。 关键词：开关电源；单片机；程控
与通过它的电流成正比。’ｒＬＣ２４５３的第二通道ＡＮｌ对
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大于２．４Ａ时，单片机会迅速地关断ＰＷＭ驱动信号，使 电源输出关断，保护外围电路。 ２电源软件程序设计 ２．１软件系统设计 基于单片机控制的程控开关电源软件主程序流程 框图【５＿６１如图４所示。程序开始执行时，先对液晶、键盘 等外部接口进行初始化，再对单片机定时器进行初始 化，使单片机的一个Ｉ，Ｏ口输出频率为３０ ｋＨｚ的ＰＷＭ 信号，驱动ＭＯＳ开关管，使电源输出直流电压。此时程 序进入ＡＤ采样循环，当输出电压或电流大于保护值 时，单片机会关断ＰＷＭ信号的输出。程序对ＡＤ采集反 馈电压的数值与键盘设定的数值实时进行比较，如果大 于设定的电压值，则减小ＰｗＭ脉宽，减小刻度为ＰＷＭ 最小分辨率；如果输出电压小于设定的电压，值则增大 ＰｗＭ脉宽，增大刻度为ＰＷＭ最小分辨率。通过ＡＤ对 输出电压的实时采集和ＰＷＭ信号的实时脉宽调整，使 开关电源输出稳定的直流电压。
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图２单片机系统框图 １．３
ＡＤ采样电路设计 ＡＤ采样电路如图３所示。ＡＤ采样要完成电源输出
电压、电流两部分检测任务。 （１）输出电压检测 单片机控制ⅡＪｃ２４５３转换芯片不断地检测电源输 出电压，根据采集到的电压值调整ＰＷＭ占空比，形成电
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来调整ＰｗＭ信号的脉宽和控制液晶显示。单片机的供 电是从２２０ Ｖ电网经小功率变压器，再进行整流滤波、 稳压后得到。应用ＡＤ对输出电压进行采集，并通过单 片机对采集信号进行分析和处理。当输出电压超过额定 电压１０％或负载电流大于额定电流２０％时，单片机自动 关断ＰＷＭ控制信号，同时产生报警提示以避免损坏用 电设备或开关电源。 １．２单片机系统电路设计 单片机系统电路设计是电源设计的核心，兼顾运算 能力与控制能力，并考虑设计成本等因素，系统选用了 性价比较高的ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机作为核心控制器，其系 统电路如图２所示。ＳＴＣ８９Ｃ５２是一款低功耗、高性能的
ｂｉｔ微处理器，片内含有８
ＫＢ
Ｆｌａｓｈ程序存储器和５１２
Ｂ的ＲＡＭ，最高时钟频率为４０ＭＨｚ，机器周期可设置为 ６个。ＡＤ转换芯片采用的是ＴＬＣ２５４３，它是一款１２
ｂｉｔ
ＡＤ转换器，转换时间为ｌＯ恤ｓ，具有１１路模拟输入通
道，最大误差为±１塔Ｂ。
竺兰皇竺卜－型
ＡＤ采样
Ｐ１３ Ｐ３６
报警信号
蜂鸣器
中图分类号：ＴＭ９２
文献标识码：Ｂ
文章编号：０２５８—７９９８（２０１１）０５—００７８—０４
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近年来，人们不断地应用单片机在开关电源控制方 面寻求一种设计较为合理的解决方案。较为常见的解决 方案有两种。（１）模数混合基本形式。①单片机只是承担 智能检测与智能控制任务，电源的控制仍是一般开关电 源的控制模式【１１；②由单片机输出一个电压（经ＤＡ芯片 或ＰＷＭ方式）用作电源的基准电压，同时还必须有功率 开关的驱动电路芯片（ＰＷＭ产生电路）。这种方式仅仅 是用单片机代替了原来的基准电压，用按键输入电源的 电压值来改变输出电压，单片机并没有加入电源的反馈 环【２】。（２）利用单片机扩展ＡＤ，不断检测电源的输出电压 和电流，根据电源输出电压与设定值之差控制逆变器， 改变功率场效应管的导通与关断时间，达到输出电压稳 定的目的。采用单片机技术进行输出电压调整，在方案 过程中，实现使用了ＰＦＭ方向ＰＷＭ两种波形控制技术 的软件编程方法㈣，使得实现技术过于复杂。 为此，本文提出一种新的单片机控制直流开关稳压 电源工作方式，利用单片机完成ＰＷＭ波的产生，使用
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《电子技术应用》２０１１年第３７卷第５期
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整流、稳压、滤波
液晶显示及报警装置
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键盘
图ｌ程控开关电源硬件系统方框图
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图３
ＡＤ采样电路
源反馈回路，使输出电压稳定在５Ｖ。当输出电压大于 ５．５Ｖ时，单片机及时地做出判断，关断ＰＷＭ驱动信号， 从而关断电源输出。ＴＬＣ２５４３的第一通道ＡＮ０对Ｓａｍｐｌｅ— Ｖ点进行采样得巩。玑值可根据下面公式计算： 以＝巩×（Ｒｌ＋Ｒ２），尺２
电阻。
（１）
式中，巩为电源输出ＡＤ采样点电压，Ｒ。、Ｒｚ为采样分压 （２）输出电流的检测 单片机控制ＴＬＣ２４５３转换芯片不断地检测电源负 载电流，根据采集到的电流值与设定值进行比较，单片 机可及时做出判断。当负载电流大于２．４ Ａ时，单片机 会迅速关断ＰＷＭ驱动信号，使电源输出关断，保护外围 电路。图３中ＣＳ０１０ＧＴ是霍尔效应开环电流传感器，其 原边额定输入电流‰＝１０Ａ，其输出电压在一定范围内