程控DCDC升压电源.doc

《程控DC/DC升压电源》设计报告 2008年暑期于浙江传媒学院
《程控DC/DC升压电源》设计报告
-----戴和权 陈月敏
一、 设计方案

系统原理框图
1、 总体方案
采用51单片机作控制电路，驱动LED显示输出电压，同时改变数字电位器的输出电阻，以调整输出电压。LM2577T-ADJ升压芯片构成DC/DC电源核心部分。

2、LM2577T-ADJ升压电路的设计

DC/DC升压电路

①　利用BOOST变换器升压原理，将5V电压升高到12V。
②　输出电压计算公式：Vout=1.23V*(1+R1/R2)
③　图中R1为数字电位器，单片机控制其阻值大小来改变输出电压。
④　LM2577的2脚（FEED-BACK）为反馈取样电压输入引脚，与R1、R2构成闭环反馈网络来稳定输出电压。
⑤　LM2577的1脚（COMP）接补偿电容与补偿电阻。

2、 控制电路的设计

①　AT89S52单片机作主控制芯片,同时用24C02记忆芯片实现断电输出电压数据不丢失功能，IIC总线与单片机连接。

②　其中数字电位器采用MCP41010，为256抽头线性调节数字电位器，SPI总线与单片机连接，阻值调节范围为0-10K，有足够高的精度满足电路的需要。

MPC41010数字电位器写入时序图

二、测试报告
输入电压：+5V/DC
一、输出电压测试
1．经测试、电源能够用“+”“—”键调整输出电压的步进或步减
2．经测试、电源能够用按键 开启/关闭 输出电压
3．经测试、电源具有输出记忆功能，当切断电源供电，重新开启后，输出电压保持不变

理论电压（V）
LED显示电压（V）
测试电压（V）
6．0
6．0
5.99
6．5
6．5
6.50
7．0
7．0
7.00
7．5
7．5
7.50
8．0
8．0
7.98
8．5
8．5
8.48
9．0
9．0
8.98
9．5
9．5
9.50
10．0
10．0
9.99
10．5
10．5
10.43

二、输出电流测试

经测试、输出电流的最大值达1.2—1.3A (输入电流=3A)

三、电源效率测试

测试条件：输出电压9V，负载电流1A

输入电压（V）
输入电流（V）
输出电压（V）
输出电流（V）
效率（%）
1
5.0
2.42
9.04
0.99
73.9
2
5.0
2.39
8.95
0.99
74.1
3
5.0
2.50
8.95
1.03
73.7

四、输出电压纹波测试

测试条件：输出电压9V，负载电流1A

输入电压（V）
输入电流（V）
输出电压（V）
输出电流（V）
纹波（mV）
1
5.0
2.39
8.95
0.99
50
2
5.0
2.42
9.04
0.99
50
3
5.0
2.50
8.95
1.03
50
注:高频干扰尚未滤除

三、C51程序
#include <reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define WriteDeviceAddress 0xa0 //定义器件在 IIC 总线中的地址
#define ReadDviceAddress 0xa1
sbit SCL=P3^0;
sbit SDA=P3^1;
sbit K1=P1^5; //电压增加键
sbit K2=P1^6; //电压减少键
sbit K3=P1^7; //开关键
sbit jdq=P3^3;
sbit CS=P2^7;
sbit SCK=P2^6;
sbit SI=P2^5;

//...........24C02驱动程序..................IIC总线........................................

//定时函数
void DelayMs(uint number)
{
uchar temp;
for(;number!=0;number--)
{
for(temp=112;temp!=0;temp--) ;
}
}
//开始总线
void Start()
{
SDA=1;
SCL=1;
SDA=0;
SCL=0;
}
//结束总线
void Stop()
{
SCL=0;
SDA=0;
SCL=1;
SDA=1;
}
//发 ACK0
void NoAck()
{
SDA=1;
SCL=1;
SCL=0;
}
//测试 ACK
bit TestAck()
{
bit ErrorBit;
SDA=1;
SCL=1;
ErrorBit=SDA;
SCL=0;
return(ErrorBit);
}
//写入 8 个 bit 到 24c02
Write8Bit(unsigned char input)
{
unsigned char temp;
for(temp=8;temp!=0;temp--)
{
SDA=(bit)(input&0x80);
SCL=1;
SCL=0;
input=input<<1;
}
}
//写入一个字节到 24c02 中
void Write24c02(uchar ch,uchar address)
{
Start();
Write8Bit(WriteDeviceAddress);
TestAck();
Write8Bit(address);
TestAck();
Write8Bit(ch);
TestAck();
Stop();
DelayMs(10);
}
//从 24c02 中读出 8 个 bit
uchar Read8Bit()
{
uchar temp,rbyte=0;
for(temp=8;temp!=0;temp--)
{
SCL=1;
rbyte=rbyte<<1;
rbyte=rbyte|((uchar)(SDA));
SCL=0;
}
return(rbyte);
}
//从 24c02 中读出 1 个字节
uchar Read24c02(uchar address)
{
uchar ch;
Start();
Write8Bit(WriteDeviceAddress);
TestAck();
Write8Bit(address);
TestAck();
Start();
Write8Bit(ReadDviceAddress);
TestAck();
ch=Read8Bit();
NoAck();
Stop();
return(ch);
}

//....MPC41010数字电位器驱动程序.........SPI总线...........................................

void Write_RES(uchar dat1) //调整数字电位器 dat为返回参数电阻大小
{
uchar i,command=0x11;
CS=1;_nop_();
CS = 0; _nop_(); //片选
SCK = 0;_nop_();
for(i=8;i>0;i--) //写命令8位
{

if(command&0x80)
SI=1;
else
SI=0;_nop_();
command <<= 1;
SCK = 1;
_nop_();
SCK = 0;_nop_();
}
for(i=8;i>0;i--) //写数据八位
{
if(dat1&0x80)
SI=1;
else
SI=0;
_nop_();
dat1 <<= 1;
SCK = 1 ;
_nop_();
SCK = 0 ;
_nop_();
}
CS = 1;
_nop_();

}
//........延时函数.......................................................................
void delay1ms(uchar x)
{
uchar i,j,k;
for(i=0;i<x;i++)
for(j=0;j<2;j++)
for(k=0;k<248;k++);
}
//.......................................................................................

uchar code table0[]={18,39,60,81,101,122,143,164,185,227,};//数字电位器信号数组
uchar code table1[][3]={{10,6,0},{10,6,5},{10,7,0},
{10,7,5},{10,8,0},{10,8,5},
{10,9,0},{10,9,5},{1,0,0},{1,0,5}
}; //由a转换到输出的数字
uchar code table2[]={ 0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,
0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0xff
}; //数码管显示数组
uchar code table3[]={0x02,0x9e,0x24,0x0c,0x98,
0x48,0x40,0x1e,0x00,0x08
}; //小数点控制数组

//............数码管动态显示函数...........................................................
xianshi(uchar a)
{
uchar m,n,p;
m=table1[a][0];
n=table1[a][1];
p=table1[a][2];
P1=0xfd;
P0=table2[m];
delay1ms(1);
P0=table3[n];
P1=0xfb;
delay1ms(1);
P1=0xf7;
P0=table2[p];
delay1ms(1);
}

//.....主程序............................................................................

void main()
{
uchar a=0;
jdq=0;
Write_RES(table0[a]); //写入数字电位器
a=Read24c02(0x02); //读出 24c02 第一个地址数据
while(1)
{ xianshi(a); //数码管显示
Write_RES(table0[a]); //写入数字电位器
if(K1==0&&(a<9))
{delay1ms(90);a++; } //判断K1的状态
if(K2==0&&(a!=0))
{delay1ms(90);a--; } //判断K2的状态
if(K3==0)
{delay1ms(120);
while(1)
{
jdq=1; //继电器开关
Write_RES(table0[a]); //写入数字电位器
P1=0xf7;
P0=0x03; //显示0
if(K3==0) //判断K3的状态
{
delay1ms(120);
jdq=0; //继电器开关
break;
}
}
}
Write24c02(a,0x02); //重新写入 24c02
}
}

四、电路图

DC/DC升压电源电路

控制电路
9