1、 圖圖10-810-8（C C） LCDLCD顯示電路顯示電路 圖圖10-810-8（G G） 單片機(jī)電路單片機(jī)電路 預(yù)設(shè)值（預(yù)設(shè)值（V V）0.50.51.001.001.501.502.002.002.502.503.003.003.503.504.004.004.504.505.005.00實際值（實際值（V V）0.4920.4921.0101.0101.5021.5021.9871.9872.5072.5073.0103.0103.4923.4924.0124.0124.4974.4975.0215.021預(yù)設(shè)值（預(yù)設(shè)值（V V）5.505.506.006.006.506.507.0

2、07.007.507.508.008.008.508.509.009.009.509.5010.0010.00實際值（實際值（V V）4.4894.4896.0286.0286.4926.4927.0087.0087.4897.4898.0018.0018.4998.4999.0079.0079.4939.4939.9799.979圖圖10-11 10-11 系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)總體框圖 (2) (2)輸入輸入/ /輸出引腳，輸出引腳，P0P0端口端口(P0.0(P0.0P0.7)P0.7)：P0P0口是一個口是一個8 8位位漏極開路的雙向漏極開路的雙向I/OI/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動口。作

3、為輸出口，每位能驅(qū)動8 8個個TTLTTL邏輯電邏輯電平。對平。對P0P0端口寫端口寫“1”1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0P0可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/ /數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。在這種模式下，在這種模式下，P0P0具有內(nèi)部上拉電阻。在對具有內(nèi)部上拉電阻。在對flashflash存儲器行編程存儲器行編程時，時，P0P0口用于接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)；口用于接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)；這時需要外部上拉電阻。這時需要外部上拉電阻。P1P1端口端口(P1.0(P

4、1.0P1.7)P1.7)：P1P1口是一個具口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的有內(nèi)部上拉電阻的8 8位雙向位雙向I/OI/O口，口，P1P1輸出緩沖器能驅(qū)動輸出緩沖器能驅(qū)動8 8個個TTLTTL邏輯電平。對邏輯電平。對P1P1端口寫端口寫“1”1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。時可以作為輸入口使用。P2P2端口：端口：P2P2口也是一個具有內(nèi)部上拉口也是一個具有內(nèi)部上拉電阻的電阻的8 8位雙向位雙向I/OI/O口，口，P2P2輸出緩沖器能驅(qū)動輸出緩沖器能驅(qū)動4 4個個TTLTTL邏輯電平。邏輯電平。 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D

5、和和D/AD/A模塊模塊 A/D A/D轉(zhuǎn)換模塊采用轉(zhuǎn)換模塊采用TLC2543TLC2543芯片完成，它是芯片完成，它是1212位串位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/DA/D轉(zhuǎn)換過程，由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省轉(zhuǎn)換過程，由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省5151系列單系列單片機(jī)片機(jī)I/OI/O資源；且價格適中，分辨率較高，因此在儀資源；且價格適中，分辨率較高，因此在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。TLC2543TLC2543特點如下所述：特點如下所述： A/DA/D轉(zhuǎn)換器有轉(zhuǎn)換器有1212位分辨率；在工作溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換

6、位分辨率；在工作溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換時間為時間為1010微秒；有微秒；有1111個模擬輸入通道；采用個模擬輸入通道；采用 3 3路內(nèi)置路內(nèi)置自測試方式；有轉(zhuǎn)換結(jié)束自測試方式；有轉(zhuǎn)換結(jié)束(EOC)(EOC)輸出；具有單、雙極輸出；具有單、雙極性輸出；有可編程的性輸出；有可編程的MSBMSB或或 LSBLSB前導(dǎo)；輸出數(shù)據(jù)長度前導(dǎo)；輸出數(shù)據(jù)長度可以編程設(shè)定為可以編程設(shè)定為8 8位、位、1212位或位或1616位。位。 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/

7、DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.2 10.3.4.2 A/DA/D和和D/AD/A模塊模塊 10.3.4.3 10.3.4.3 恒流源模塊恒

8、流源模塊 10.3.4.3 10.3.4.3 恒流源模塊恒流源模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.4 10.3.4.4 語音電路模塊語音電路模塊 10.3.4.5 10.3.4.5 串口通信模塊串口通信模塊 10.3.4.5 10.3.4.5

9、串口通信模塊串口通信模塊 功耗低，典型供電電流功耗低，典型供電電流5mA5mA； 內(nèi)部集成內(nèi)部集成2 2個個RS-232CRS-232C驅(qū)動器；驅(qū)動器； 內(nèi)部集成兩個內(nèi)部集成兩個RS-232CRS-232C接收器；接收器； 高集成度，片外最低只需高集成度，片外最低只需4 4個電容即可工作。個電容即可工作。 圖圖10-2110-21為通信芯片為通信芯片MAX232MAX232引腳圖，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本引腳圖，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6腳和腳和4 4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+1

10、2v+12v和和-12v-12v兩兩個電源，提供給個電源，提供給RS-232RS-232串口電平的需要。第二部分是串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7 7、8 8、9 9、1010、1111、1212、1313、1414腳構(gòu)腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通成兩個數(shù)據(jù)通 10.3.4.5 10.3.4.5 串口通信模塊串口通信模塊 10.3.4.5 10.3.4.5 串口通信模塊串口通信模塊 10.3.4.5 10.3.4.5 串口通信模塊串口通信模塊 本設(shè)計本設(shè)計RS232CRS232C接口選用接口選用9 9芯接頭，電平轉(zhuǎn)換芯片芯接頭，電平轉(zhuǎn)換芯片選用選用MAX232AMAX232A，

11、用來實現(xiàn)，用來實現(xiàn)232232電平與電平與TTLTTL電平的轉(zhuǎn)換。電平的轉(zhuǎn)換。串口通信電路如圖串口通信電路如圖10-2210-22所示，采用了三線制連接串所示，采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的口，也就是說和電腦的9 9針串口只連接其中的針串口只連接其中的3 3根線：根線：第第5 5腳的腳的GNDGND、第、第2 2腳的腳的RXDRXD、第、第3 3腳的腳的TXDTXD。MAX232MAX232的的第第1010腳和單片機(jī)的腳和單片機(jī)的1717腳連接，第腳連接，第9 9腳和單片機(jī)的腳和單片機(jī)的1818腳腳連接，第連接，第1515腳和地線連接。腳和地線連接。10.3.4.5 10.3.4.5

12、串口通信模塊串口通信模塊 10.3.4.6 10.3.4.6 鍵盤模塊鍵盤模塊10.3.4.6 10.3.4.6 鍵盤模塊鍵盤模塊1.1.編程掃描方式：編程掃描方式：CPUCPU對鍵盤掃描可以采用程序控制的對鍵盤掃描可以采用程序控制的隨機(jī)方式調(diào)用鍵盤掃描子程序響應(yīng)鍵輸入要求；也可以采隨機(jī)方式調(diào)用鍵盤掃描子程序響應(yīng)鍵輸入要求；也可以采用定時控制方式，即每隔一定時間調(diào)用鍵盤掃描子程序響用定時控制方式，即每隔一定時間調(diào)用鍵盤掃描子程序響應(yīng)鍵輸入要求。應(yīng)鍵輸入要求。 2.2.中斷掃描方式：采用編程掃描工作方式能及時響應(yīng)鍵中斷掃描方式：采用編程掃描工作方式能及時響應(yīng)鍵入的命令或數(shù)據(jù)，但是這種方式不管鍵盤

13、上有無鍵按下，入的命令或數(shù)據(jù)，但是這種方式不管鍵盤上有無鍵按下，CPUCPU總要定時掃描鍵盤，而應(yīng)用系統(tǒng)工作時，并不需要鍵輸總要定時掃描鍵盤，而應(yīng)用系統(tǒng)工作時，并不需要鍵輸入，因此，入，因此，CPUCPU經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)。經(jīng)常處于空掃描狀態(tài)。 為了提高為了提高CPUCPU的工作效率，本系統(tǒng)采用中斷掃描工作方的工作效率，本系統(tǒng)采用中斷掃描工作方式。即只有在鍵盤上有鍵按下時發(fā)中斷請求，式。即只有在鍵盤上有鍵按下時發(fā)中斷請求，CPUCPU響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷請求后，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序，進(jìn)行鍵掃描，識別鍵碼。本設(shè)請求后，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序，進(jìn)行鍵掃描，識別鍵碼。本設(shè)計要求可進(jìn)行電流給定值的設(shè)置和步進(jìn)調(diào)整，利用計

14、要求可進(jìn)行電流給定值的設(shè)置和步進(jìn)調(diào)整，利用3 3個按鍵，個按鍵，多菜單方式控制，多菜單方式控制， 10.3.4.6 10.3.4.6 鍵盤模塊鍵盤模塊10.3.4.6 10.3.4.6 鍵盤模塊鍵盤模塊10.3.4.7 10.3.4.7 LCDLCD顯示模塊顯示模塊10.3.4.7 10.3.4.7 LCDLCD顯示模塊顯示模塊10.3.4.7 10.3.4.7 LCDLCD顯示模塊顯示模塊10.3.4.7 10.3.4.7 LCDLCD顯示模塊顯示模塊圖圖10-24 LCD10-24 LCD顯示電路圖顯示電路圖10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10

15、.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.4.8 10.3.4.8 供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊10.3.5 10.3

16、.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件主要有設(shè)置模塊，比較處理模塊，顯系統(tǒng)軟件主要有設(shè)置模塊，比較處理模塊，顯示模塊。軟件設(shè)計采用示模塊。軟件設(shè)計采用C C語言，語言，C C語言是一種高級程語言是一種高級程序設(shè)計語言，它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制序設(shè)計語言，它提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此采用結(jié)構(gòu)。因此采用C51C51語言設(shè)計單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時，語言設(shè)計單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時，要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，這樣可使要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，這樣可使整個應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)。在整個應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)。在程序設(shè)計過程中，開機(jī)后先初始

17、化，然后從程序設(shè)計過程中，開機(jī)后先初始化，然后從EEPROMEEPROM中讀取前次關(guān)機(jī)時存人的各項數(shù)據(jù)，并按要求輸出。中讀取前次關(guān)機(jī)時存人的各項數(shù)據(jù)，并按要求輸出。接著單片機(jī)的接著單片機(jī)的CPUCPU就開始等待鍵盤輸入所產(chǎn)生的中斷，就開始等待鍵盤輸入所產(chǎn)生的中斷，中斷響應(yīng)后就進(jìn)入相應(yīng)的子程序更新輸出與顯示，中斷響應(yīng)后就進(jìn)入相應(yīng)的子程序更新輸出與顯示，接著等待下一次中斷。對接著等待下一次中斷。對STC89C54RD+STC89C54RD+單片機(jī)進(jìn)行單片機(jī)進(jìn)行編程實現(xiàn)各種功能。編程實現(xiàn)各種功能。10.3.5 10.3.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計10.3.5 10.3.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計

18、10.3.5 10.3.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計10.3.5 10.3.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計10.3.5 10.3.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計圖圖10-31 10-31 軟件流程圖軟件流程圖10.3.6 10.3.6 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試測試次數(shù)測試次數(shù)輸出電壓輸出電壓負(fù)載電流負(fù)載電流負(fù)載電阻負(fù)載電阻紋波電壓有效值紋波電壓有效值112.14V0mA空載空載 250V212.14V25.14mA482.9 180V312.14V50.06mA242.5 140V412.14V100.1mA121.3 130V512.14V0.509A 23.9 122V612.14V1.114A 10

19、.9 122V712.13V2.234A 5.4 180V10.3.6 10.3.6 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試10.3.6 10.3.6 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試10.3.6 10.3.6 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試設(shè)定電流設(shè)定電流 實測輸出電流實測輸出電流 紋波電流紋波電流 負(fù)載電阻負(fù)載電阻 20mA20mA55uA0 40mA40mA60uA0 100mA101mA75uA0 300mA299mA90uA0 800mA798mA160uA0 1A 998mA223uA0 1.2A 1200mA302uA0 1.5A 1496mA330uA0 1.8A 1792mA385uA0 2A 1990mA414uA0 20m

20、A20mA153uA30 40mA40mA167uA30 100mA99mA180uA30 300mA298mA223uA30 10.3.6 10.3.6 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試10.4 10.4 開關(guān)電源設(shè)計開關(guān)電源設(shè)計10.4.1 10.4.1 設(shè)計要求設(shè)計要求 10.4.1 10.4.1 設(shè)計要求設(shè)計要求10.4.1 10.4.1 設(shè)計要求設(shè)計要求10.4.2 10.4.2 方案論證方案論證10.4.2 10.4.2 方案論證方案論證10.4.2 10.4.2 方案論證方案論證10.4.2 10.4.2 方案論證方案論證 10.4.2 10.4.2 方案論證方案論證 由上可知，當(dāng)電源輸入電壓或

21、負(fù)載發(fā)生變化時，兩種由上可知，當(dāng)電源輸入電壓或負(fù)載發(fā)生變化時，兩種控制類型的動態(tài)響應(yīng)速度是不同的。如果電壓升高，則開控制類型的動態(tài)響應(yīng)速度是不同的。如果電壓升高，則開關(guān)管的電流增長速度變快。對電流控制型而言，只要電流關(guān)管的電流增長速度變快。對電流控制型而言，只要電流脈沖一達(dá)到設(shè)定的幅值，脈寬比較器就動作，開關(guān)管關(guān)斷，脈沖一達(dá)到設(shè)定的幅值，脈寬比較器就動作，開關(guān)管關(guān)斷，保證了輸出電壓的穩(wěn)定。對電壓控制型而言，檢測電路對保證了輸出電壓的穩(wěn)定。對電壓控制型而言，檢測電路對電流的變化沒有直接的反映，一直等到輸出電壓發(fā)生變化電流的變化沒有直接的反映，一直等到輸出電壓發(fā)生變化后才去調(diào)節(jié)脈寬，由于濾波電路的

22、滯后效應(yīng)，這種變化需后才去調(diào)節(jié)脈寬，由于濾波電路的滯后效應(yīng)，這種變化需要多個周期后才能表現(xiàn)出來，顯然動態(tài)響應(yīng)速度要慢得多，要多個周期后才能表現(xiàn)出來，顯然動態(tài)響應(yīng)速度要慢得多，且輸出電壓的穩(wěn)定性也受到一定的影響。所以該系統(tǒng)選用且輸出電壓的穩(wěn)定性也受到一定的影響。所以該系統(tǒng)選用峰值電流模式控制的峰值電流模式控制的PWMPWM芯片芯片UC3846UC3846為控制核心為控制核心 10.4.2 10.4.2 方案論證方案論證(a)電壓模式控制電壓模式控制 (b)峰值電流模式控制峰值電流模式控制 圖圖10-33 電壓模式控制和峰值電流模式控制電壓模式控制和峰值電流模式控制PWM原理圖原理圖10.4.3

23、10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計3 3控制電路、驅(qū)動電路控制電路、驅(qū)動電路 首先，了解一下控制芯片首先，了解一下控制芯片UC3846UC3846。UC3846UC3846是一種雙端是一種雙端輸出的電流控制型脈寬調(diào)制器芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如輸出的電流控制型脈寬調(diào)制器芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如圖圖10-3810-38所示。其引出的腳所示。其

24、引出的腳1 1為限流電平設(shè)置端；腳為限流電平設(shè)置端；腳2 2為基準(zhǔn)為基準(zhǔn)電壓輸出端；腳電壓輸出端；腳3 3為電流檢測放大器的反相輸入端；腳為電流檢測放大器的反相輸入端；腳4 4為為電流檢測放大器的同相輸入端；腳電流檢測放大器的同相輸入端；腳5 5為誤差放大器的同相輸為誤差放大器的同相輸入端；腳入端；腳6 6為誤差放大器的反相輸入端；腳為誤差放大器的反相輸入端；腳7 7為誤差放大器為誤差放大器反饋補(bǔ)償；腳反饋補(bǔ)償；腳8 8為振蕩器的外接電容端；腳為振蕩器的外接電容端；腳9 9為振蕩器的外為振蕩器的外接電阻端；腳接電阻端；腳1010為同步端；腳為同步端；腳1111為為PWMPWM脈沖的脈沖的A A

25、輸出端；腳輸出端；腳1212為地；腳為地；腳1313為集電極電源端；腳為集電極電源端；腳1414為為PWMPWM脈沖的脈沖的B B輸出端；輸出端；腳腳1515為控制電源輸入端；腳為控制電源輸入端；腳1616為關(guān)閉端。為關(guān)閉端。 10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 保護(hù)電路動作，晶閘管導(dǎo)通，使腳保護(hù)電路動作，晶閘管導(dǎo)通，使腳1 1電平被拉至接近地電平，電平被拉至接近地電平，電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，輸出脈沖封鎖。電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，輸出脈沖封鎖。 10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計10.4.3 10.4.3 系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計 以以UC3846UC3846為主要元器件組成的半橋式開關(guān)電源的控為主要元器件組成的半橋式開關(guān)電源的控制電路如圖制電路如圖10-4010-40所示。圖中，所示。圖中，R15()R15()及及C23