基于单片机控制的升压电源设计

论文总字数：18194字

目 录

1 绪论 1

1.1 本课题的研究目的及意义 1

1.2 本课题的研究现状 1

1.3 设计内容 2

2 系统方案设计 3

2.1 方案设计 3

2.2 方案选择 5

3 系统硬件设计 6

3.1单片机主控模块 6

3.1.1 STC89C52单片机选择 6

3.1.2 STC89C52单片机分析 6

3.1.3 STC89C52单片机硬件电路 6

3.2 显示模块 7

3.2.1 数码管的选择与分析 7

3.2.2 数码管与单片机硬件连接 8

3.3 按键模块 9

3.4 驱动模块 9

3.5 升压模块 11

4 系统软件设计 13

4.1 主程序结构 13

4.2 数码管显示 14

4.3 升压结构流程 15

5 系统的硬件制作与调试 17

5.1 系统硬件制作 17

5.2 系统硬件调试 17

6 总结 21

参考文献 21

致谢 22

基于单片机控制的升压电源设计

丁波

,China

Abstract: The occasion of the output voltage is higher than the input voltage more and more application in real life, the power supply has become an essential part of modern life, booster power supply but also is closely related to our life. This paper designed a booster power supply controlled by single chip microcomputer, through the button control the duty ratio, the microcontroller PWM and the sampling and amplification and finally driven by PWM waveform booster circuit and digital tube display output voltage value. Is designed in this paper, the design of power supply for detailed argumentation and comparison of booster and booster principle, analyzed the various components of choice, and at last the debugging of the whole system and verify the feasibility of boosting the power supply. Since this design is a low-power adjustable boost power supply, it can be widely used in real life and meet people's various demands for power supply.

Keywords:Single chip microcomputer, Booster principle, display,The keys

1 绪论

1.1 本课题的研究目的及意义

电源是各种电子和电气设备的驱动力，也是自动化的一个组成部分。近年来，随着科学技术的发展，直流稳压电源的工作频率从几十千赫兹增加到几百千赫兹甚至更高。智能直流稳压电源现已在生产领域得到广泛应用，该领域的研究也开始在高频领域得到发展，常用的直流稳压电源有线性稳压电源和开关稳压电源两种。

近年来，随着科学技术的迅速发展，电子产品和各种仪器设备的应用越来越广泛，对我们的日常生活带来了极大的改善，随处可见的手机、电脑和照相机更是丰富了我们的生活。所以，现在对小型电源的需要不仅日益增大，而且对电源的性能和效率也有了更高的要求，例如，人们希望手机的充电时间越短越好，这才会有一系列的快充等电子成品出现。而开关稳压电源可以很好地满足这些要求，因为开关稳压电源具有以下优点：

（1）开关稳压电源一般都有辅助电路，以提供自动保护功能。

（2）通过对直流电压的脉宽调制来实现开关稳压电源的电压调节，因此具有线性控制区域较大，电压调节范围较宽的特点，开关稳压电源的稳压效果受电流变化的影响很小。

（3）开关电源可以直接从电网整流输入的交流电压，然后进行PWM控制。这样可以节省大功率变压器，减少电源的体积和重量。

正因为直流稳压电源有着这多方面的优点,因此对其进行研究具有重要意义。这不仅是对所学到的东西进行总结，而且对未来的工作也有很大帮助。对所选主题进行研究，在各个领域发展自己的能力，并进一步锻炼自己。

1.2 本课题的研究现状

自20世纪80年代以来，用于开关电源的电力设备在高反压高功率金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管以及电源模块等各种设备,使电源的工作频率可以达到几兆赫,工作效率大大地增加。在这时间段之前，人们所使用的稳压电源都是需要整流和滤波的，生产电力更是极为的复杂，对电源的转换效率也不高。

现在人们所使用的电源中功率管一般都是双极晶体管，开关频率不算很高，足够日常生活所用。但是对于航天产业、交通运输业以及精密的仪器仪表就需要提高开关电源工作频率，这些频率有的可达到兆赫，对电源开关频率的要求非常高。目前人们认为提高开关频率最合适的方法是提高开关速度，这样做的好处就是可以将开关损耗和噪声降到很小。开关损耗是指开关管对寄生电容充放电，这代表着能量的损耗，而降低损耗也是节约能量的一种体现。目前，开关稳压电源的发展趋势可以总结为高频化、数字化、模块化和绿色化这四个方面。

首先就是刚才提到的高频化，随着电力电子设备运行频率上限的逐渐提高，原来使用电子管的许多传统高频设备已经固化为节约能源和节约材料带来了显著的经济效益，更可体现技术含量的价值，还有上面提到的降低噪声也是很重要的一点。接着是数字化，目前数字式信号、数字电路显得越来越重要，尤其是应用智能化的事物，智能家具和智能电网的出现展现了很强大的发展势头，而现在对于智能化的应用越来越多，相信在不久的将来，人工智能化将会迅速占领市场。然后就是模块化，其一般都是值功率模块化（SPM），模块化的优点有很多体积小，方便操作等，更为关键的是能够消除电感和电容参数，所以可以增加了系统的稳定性和高效率性。最后是绿色化，电源系统的绿色化有两层含义：首先是这些电源不能（或少）对电网产生污染；其次是节约用电。因为目前我国最主要的还是火力发电，燃烧煤炭带来能量的同时，也会给我们带来了环境污染，CO2的增加、冰川融化和臭氧层的破坏等都是坏境污染，因此，节省用电是非常有必要的。

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