电信095秦越超

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电信095秦越超 本文关键词：电信，秦越

电信095秦越超 本文简介：重庆电子工程职业学院毕业设计毕业设计（论文）开关电源设计学生:秦越超系部:电子信息工程系班级:电信095学号:2009000684指导教师:童贞理装订交卷日期:2012年3月15日装订顺序:（1）封面（2）毕业设计（论文）成绩评定记录（3）标题、中文摘要及关键词（4）正文（5）附录（6）参考文献毕业

电信095秦越超 本文内容：

重庆电子工程职业学院毕业设计

毕业设计（论文）

开关电源设计

学生:秦越超系部:电子信息工程系

班级:电信095

学号:2009000684

指导教师:童贞理

装订交卷日期:2012年3月15日

装订顺序:

（1）封面（2）毕业设计（论文）成绩评定记录（3）标题、中文摘要及关键词（4）正文（5）附录（6）参考文献

毕业设计（论文）成绩评定记录表

指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:

成绩（平时成绩）:

指导教师签名：*年*月*日

评阅教师评语：

成绩（评阅成绩）:

评阅教师签名：*年*月*日

答辩情况记录:

答辩成绩:

答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名:*年*月*日

总评成绩:

注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定；

2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。

教务处制

毕业设计（论文）成绩评定记录表

指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:

成绩（平时成绩）:

指导教师签名：*年*月*日

评阅教师评语：

成绩（评阅成绩）:

评阅教师签名：*年*月*日

总评成绩:

注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定；

2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。

教务处

第

页

共

页

重庆电子工程职业学院

电子信息

系

毕业设计（论文）、毕业实习报告

任

务

书

学生

姓名

秦越超

班级

电信095

学号

2009000684

联系电话

15520082891

电子邮箱

[email protected]。Com

课题

题目

开关电源设计

型式

毕业设计●

毕业论文○

总结报告○

任务

来源

●

○

完成时间

任务下达

2012年2月25

日

开题报告

2012年

月25日

定稿交卷

2012年

月15

日

毕业答辩

月

日

指导教师

姓名

童贞理

电子邮箱

[email protected]

联系电话

(办)

要求完成的主要任务内容：

以89s51单片机为核心，DS18B20与AT89C51

结合实现最简开关电源设计。

课题目的意义和主要技术指标：

提高自身能力,学习开关电源的设计!

主要文献、资料和参考书

[1]

王静霞

单片机应用技术：C语言版

电子工业出版社

2009.5

[2]

王幸之，钟爱琴，王雷，王闪

AT89系列单片机原理与接口技术

北京航空航天大学出版社

2004.05.

[3]

及力

Protel99SE

原理图与PCB设计教程

电子工业出版社

2007.8

2版

[4]

张毅刚

MCS-51单片机应用设计

哈尔滨工业大学出版社

1997.12

1版

[5]

杨欣

51单片机应用实例详解

清华大学出版社

2010，4

[6]

李玉梅

基于MCS-51系列单片机原理的应用设计

国防工业出版社

2006.05.

[7]

杨宁

单片机与控制技术[M]

北京航空航天大学出版社

2005.02.

[8]

汪文，陈林

.单片机原理及应用[M]

华中科技大学出版社

2007.03

[9]

康华光，邹寿彬，秦臻

电子技术基础（数字部分）

高等教育出版社

2008.02

[10]

梅丽凤，王艳秋，张军

单片机原理及接口技术

清华大学出版社

2006.08.

[11]

胡汉才

单片机原理及系统设计[M]

清华大学出版社

2003.01.

[12]

邓兴成

单片机原理与实践指导

机械工业出版社

2009.6

[13]

惠仇

手把手教你学单片机

电子工业出版社

2009.1

[14]

王熠东

传感器及应用

机械工业出版社

2008.2

2版

审批:

教研室主任

系主任

二○○

年

月

重庆电子工程职业学院

毕业设计（论文）开题报告

系

别

电子信息系

专

业

电子信息工程

班

级

电信095

学生姓名

秦越超

学

号

2009000684

指导教师

童贞理

一.

设计目的

目前电子类的产品已经深入到人们生活的各项领域当中，每个产品都离不开电源。就目前电源发展这一块也是形式多样化。但也存在功率省耗大，转换效率不高，体积大不便于携带等导致性价比不高。基于这些我们设计一个AC-DC的直流稳压可调的开关电源，它的性能优越，电压可调，体积小、重量轻、性价比高等他将更加普遍使用于生活当中。希望通过本次课程设计了解ncp1050的功能及用法，进一步将数模电知识加以运用，进而不断提高自己的专业知识。

二.设计要求

基本要求：

1、输入电压：单相交流额定电压有效值220V±20%

2、频率：频率范围

45-65Hz

3、电流：在满载运行时,输入220V,小于

8A。在264V时,冲击电流不大于18A

4、输出电压U。可调范围：30～36V。

三.方案总体概要设计：

方案一

步骤如下：

显示部份

控制系统

DC-DC变换器

整流滤波

隔离变压

方案一框图

说明：选择了Boost升压变换器实现DC-DC变换，控制系统选用单片机ADuC812和脉宽调制控制器SG3525通过双闭环回路共同控制DC-DC变换电路，实现输出电压稳定、可调；SG3525产生高频脉冲控制DC-DC变换，ADuC812实现显示、A/D和D/A转换、过流保护、处理电压反馈信号。

该方案的优点：

1.电路结构简单，转换效率高稳压性能优，并且转换效率高;

2.控制系统软件编程工作量较小，难度不大；

3.用脉宽调制型控制器实现PWM控制，产生频率为100KHZ的脉冲较容易，并且完全由硬件产生高频脉冲，实时性好；

该方案的缺点：

1.件电器设计难度较大；

⒉电路板布线工作量较大。

3.控制软件编程工作量大、难度大；

4.所有控制都由单片机实现,对单片机的硬件资源要求很高；

方案二

步骤如下：

调整输出

控制电路

高频变换

整流滤波

隔离变压

方案二框图

隔离变压=>整流滤波=>高频变换=>控制电路=>调整输出

说明：本电路主要采用3块集成芯片实现对电路的控制，分别是IC1（NCP1050）、IC2（光耦合器SFH615)、IC3（可调式精密电压调节器TL431）。

该方案的优点：

电路结构简单，转换效率高稳压性能优，并且转换效率高;

性能优越，电压可调，体积小、重量轻、性价比高，可普遍使用于生活当中；

NCP1050,TL431等芯片器件功能强大，设计起来比较简单。

该方案的缺点：

输出较难调节;

电路图难以实现仿真;

结合老师提供的器件及对两种方案的对比，发现方案2容易实现,最终我们小组决定采用第2种方案实行本次电子课程设计。

四、参考文献：

参考文献和辅助软件工具

1．叶斌《电力电子应用技术》；北京大学出版社，2006；

2．Ncp1050的资料；www.16fw.com

3．Tl431的内部结构资料；www.16fw.com

4．制作电路板软件protel；

5.钱振宇《开关电源的电磁兼容性设计与测试》北京电子工业出版社，2005；

五、指导教师意见：

指导教师（签字）

日期：

六、审查意见：

教研室负责人（签字）

日期：

系部负责人：（签字）

日期：

摘要

随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各

个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文主要介绍了一个基于89S51

单片机

的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20

开发测温系统的过程，重

点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分

析，特别是数字温度传感器DS18B20

的数据采集过程。对各部分的电路也一一进

行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定

上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积

小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以

当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20

与

AT89C51

结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于

恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。

关键词：

单片机

DS18B20

温度传感器

数字温度计

AT89S51

一．设计目的

二．设计要求

三．方案总体概要设计

四．分模块设计与分析

五．电路的安装与调试

六．总结

七．元器件清单

八．参考文献和辅助工具

第一章．绪论

由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中MCS-51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。目前，可用于MCS-51系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。设计题目的意义、应用场合、及系统功能介绍。

本设计以单片机控制为核心，融合了传感器，模数转换等，综合运用所学的各种知识，也是工业化生产的要求。选用DS18B20

温度传感器，对于传感的选择是一个值得研究的问题，选择一款合适的传感器，会让设计变得简单而行之有效。DS18B20与AT89C51

结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量。

数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所。

第二章．单片机概述

2.1

什么是单片机

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller

Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。用专业语言讲，单片机就是在一块硅片上集成了微处理器、存储器及各种输入/输出接口的芯片。

2.2

单片机的发展简史

早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL

i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。

从8位单片机来看，那么单片机的发展历史大致可分为以下几个阶段:

（1）第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS

–

48为代表。MCS

–

48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola

、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。

（2）第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel公司在MCS

–

基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS

–51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。

①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。

②CPU外围功能单元的集中管理模式。

③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。

④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。

（3）第三阶段（1982-1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS

–

96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS

–

51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。

（4）第四阶段（1990至今）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

2.3

单片机的特点

（1）高集成度，体积小，高可靠性

单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

（2）控制功能强

为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。

（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品

为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。

（4）易扩展

片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

（5）优异的性能价格比

单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。

2.4

单片机的应用领域

（1）单片机在智能仪器仪表中的应用

在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

（2）单片机在机电一体化中的应用

机电一体化是机械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。

（3）单片机在日常生活及家用电器领域的应用

自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、空调器、电子玩具、电饭煲、视听音响设备等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。

（4）在实时过程控制中的应用

用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。

（5）办公自动化设备

现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。

（6）商业营销设备

在商业营销系统中已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。

（7）在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

（8）单片机在医用设备领域中的应用

单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

（9）汽车电子产品

现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都离不开单片机。

（10）航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域。

2.5

主流单片机简介

8051单片机

最早由Intel公司推出的8051/31类单片机也是世界上用量最大的几种单片机之一。由于Intel公司在嵌入式应用应用方面将重点放在286、386、奔腾等与PC类的高档芯片的开发上，8051单片机主要由Philips、Dallas、Siemens、Atmel、华邦、LG等公司接手生产。这些公司都以MCS—51中的基础结构8051为基核推出了许多各具特色、具有优异性能的单片机。这样，把这些厂家以8051为基核推出的各种型号的兼容型单片机统称为51系列单片机。Intel公司MCS—51系列单片机中的8051是其中最基础的单片机型号。

ATMEL单片机

ATMEL公司的90系列单片机是增强型RISC内载Flash的单片机，通常为AVR单片机。AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取。

Microship单片机

PIC单片机系列是美国微芯公司（Microship）的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。CPU采用RISC结构，分别有33、35、58条指令（视单片机的级别而定），属精简指令集。而51系列有111条指令，AVR单片机有118条指令，都比前者复杂。采用Harvard双总线结构，运行速度快(指令周期约160～200ns)，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期（个别除外），这也是高效率运行的原因之一。此外，它还具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。

Motorola单片机

Motorola是世界上最大的单片机厂商。从M6800开始，开发了广泛的品种，4位、8位、16位和32位的单片机都能生产，

Motorola单片机的特点之一是在同样单片机种类的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多，因而使得高频噪声低，抗干扰能力强，更适合于工控领域及恶劣的环境。

Micon单片机

工业级OTP单片机，Micon公司生产，与PIC单片机管脚完全一致，海尔集团的电冰箱控制器，TCL通信产品，长安奥拓铃木小轿车功率分配器就采用这种单片机。

Scenix单片机

Scenix公司推出的8位RISC结构SX系列单片机与Intel的Pentium

II等一起被评选为1998年世界十大处理器。在技术上有其独到之处：SX系列双时钟设置，指令运行速度可达50/75/100MIPS（每秒执行百万条指令，XXX

Instruction

Per

Second）；具有虚拟外设功能，柔性化I/O端口，所有的I/O端口都可单独编程设定，公司提供各种I/O的库函数，用于实现各种I/O模块的功能，如多路UART、多路A/D、PWM、SPI、DTMF、FS、LCD驱动等等。采用EEPROM/Flash程序存储器，可以实现在线系统编程。通过计算机RS232C接口，采用专用串行电缆即可对目标系统进行在线实时仿真。

华邦单片机

华邦公司的W77、W78系列8位单片机的脚位和指令集与8051兼容，但每个指令周期只需要4个时钟周期，速度提高了三倍，工作频率最高可达40MHz。同时增加了WatchDog

Timer、6组外部中断源、2组UART、2组Data

pointer以及Wait

state

control

pin。W741系列的4位单片机带液晶驱动、在线烧录、保密性高、低操作电压（1.2V~1.8V）。

第三章．单片机系统的结构

3.1

单片机的内部结构

一个基本的MCS-51单片机通常包括：中央处理器、ROM、RAM、定时/计数器和I/O口等各功能部件，各个功能由内部的总线连接起来，从而实现数据通信。其内部框图如图3.1所示。

图MCS-51单片机结构框图

3.2

单片机的引脚功能

常见的51单片机中一般采用双列直插（DIP）封装，共40个引脚。图3.2为引脚排列图。其中的40个引脚大致可以分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

图3.2

STC89C51引脚排列图

（1）电源

（1）VCC：芯片电源端，一般为+5V；

（2）GND：接地端。

（2）时钟

（1）XTAL1：晶体振荡电路的反相输入端

（2）XTAL2：晶体振荡电路的输出端。

（3）控制线

MCS-51单片机的控制线有4根，其中3根是复用线，具有两种功能。

（1）ALE/：地址锁存允许/编程脉冲

（2）PSEN：外部ROM读选通信号

（3）RST：复位引脚

（4）/VPP：内外ROM选择/EPROM编程电源

（4）I/O引脚

MCS-51单片机共有4个8位并行I/O端口，共32个可编程I/O引脚。

第四章.

单片机最小系统

4.1

最小系统

单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。最小系统原理图如图4.1所示。

图4.1最小系统电路图

4.2

电源供电模块

图4.2电源模块电路图

对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。

此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模块供给。电源电路中接入了电源指示LED，图中R11为LED的限流电阻。S1

为电源开关。

4.3

复位电路

图4.3

复位电路图

单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。

单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。

复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。

（1）上电复位：STC89系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。

（2）按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。

4.4

振荡电路

图4.4振荡电路图

单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全程叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

STC89C51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。

步骤如下：

显示部份

控制系统

DC-DC变换器

整流滤波

隔离变压

方案一框图

该方案的优点：

1.电路结构简单，转换效率高稳压性能优，并且转换效率高;

2.控制系统软件编程工作量较小，难度不大；

3.用脉宽调制型控制器实现PWM控制，产生频率为100KHZ的脉冲较容易，并且完全由硬件产生高频脉冲，实时性好；

该方案的缺点：

1.件电器设计难度较大；

⒉电路板布线工作量较大。

3.控制软件编程工作量大、难度大；

4.所有控制都由单片机实现,对单片机的硬件资源要求很高；

方案二

步骤如下：

调整输出

控制电路

高频变换

整流滤波

隔离变压

方案二框图

隔离变压=>整流滤波=>高频变换=>控制电路=>调整输出

说明：本电路主要采用3块集成芯片实现对电路的控制，分别是IC1（NCP1050）、IC2（光耦合器SFH615)、IC3（可调式精密电压调节器TL431）。

该方案的优点：

电路结构简单，转换效率高稳压性能优，并且转换效率高;

性能优越，电压可调，体积小、重量轻、性价比高，可普遍使用于生活当中；

NCP1050,TL431等芯片器件功能强大，设计起来比较简单。

该方案的缺点：

输出较难调节;

电路图难以实现仿真;

结合老师提供的器件及对两种方案的对比，发现方案2容易实现,最终我们小组决定采用第2种方案实行本次电子课程设计。

四．各单元模块设计和分析

NCP1050内部结构图

NCP1050的构成

1、门控振荡器；

2、启动与调节电路；

3、欠压闭锁电路；

4、输人控制电路；

5、脉宽调制器；

6、功率开关管及过流检测电阻；

7、故障逻辑和定时器电路；8、开启触发器与关断触发器；

9、过热保护电路；

NCP1050系列电源的性能特点

（1）芯片内部包含上电启动调节电路、门控振荡器、脉宽调制器、驱动门、功率开关管、故障逻辑与故障触发器、开启触发器、关断触发器、前沿闭锁电路。采用100V、115V或230V交流固定输人电压时,该系列的输出功率为6~40W,配85~265V宽范围交流输人电压时,可提供3~20W的功率。占空比调节范围是0~77%。

（2）内部有一个完整的门控振荡器,不需要外接阻容元件即可产生矩形波信号和时钟信号。

（3）利用芯片内部的动态自供电源来提供电源电压二并对其进行调整,能省去反馈绕组,简化高频变压器的设计。

（4）它采用独特的双沿口开、关触发模式来完成脉宽调制功能,可实现控制环路的快速响应。

（5）具有完善的保护功能,包括带滞后特性的输人欠压、保护、过流保护亦称过载保护、输出短路保护、过热保护、控制环路的开环保护功能。

电压调节器TL431内部结构

10w精密开关电源

作精密开关电源使用时,满载时的电率为0.38%(u=85-265v,Io=1.91负载整率为0.57%(u=230v,Io=0.19-1.91A)

。最大输出功率为10w。该电源总共使用了三片集成电路:IC1(NCP1050)、IC2(光耦合器sfh615a-4)、IC3(可调式精密电压调节器tl431)。85-265v交流电经过电磁干扰滤波器（c1，l1)整流滤波器(V1-V4,C2)产生直流高压、再经过一次绕组接NCP1050B的漏极。由R1

、C3和v5构成的钳位保护电路,可吸收高频变压器漏感产生的尖峰电压,防止尖峰电压叠加在输人电压（U1）和感应电压（Uor）上,使Ud超过700V而导致MOSFET

雪崩击穿。R2,C4用来抑制由振铃电压形成的辐射噪声。C5为供电电容,它有三种功能:第一,利用动态自供电源来代替反馈绕组,为IC1

提供电源电压,因此高频变压器不需要辅助绕组;第二,为门控振荡器频率扫描提供定时时间第三,对输出故障过载、短路或开环故障做出响应。输出整流管V5采用IN5822型3A/40V快恢复二极管。为提高电源效率,亦可用型肖特基二极管来代替。输出滤波器由C7,C8,C9,L2,C11,C12

构成。分别将C7-C9，C11-C12作并联使用,可减小分布电感。L2采用5uH的磁珠。R5，R6为输出端的取样电阻。取样电压UQ与TL431内部的2.5V基准电压进行比较,以决定TL431的阴极电压UK。当U0上升

导致UQ上升

导致uk下降时,光藕合器中LED比的工作电流If增大,使NCP1050B的输出占空比减小,最终使U0保持不变。,为频率补偿电容,防止TL431产生自激振荡。C6是安全电容。

五.电路的安装与调试

总的设计原理图

完成了理论设计的基础之后，进行对自己设计不大肯定的电路，由于软件protues没有ncp1050的元件，不好进行仿真测试，修正。所以直接开始电路的安装和调试。

在拿到了工具的和器材之后，首先对各元器件进行测试，检查是否芯片存在问题。在确认没有问题之后，就可以按照布线方案来进行布线了。

布线方案

首先我们小组在protel上设计好原理图，如上图。先利用protel的自动布线功能，把个连线都布好，然后个别修要修改的元件进行了调整和跳线的修改，因为我们平时没怎么实验和设计过的电路，ncp1050，tl431等元件开始没有见到元器件，不晓得到底是几引脚，都是按照下载的资料设计的封装，电容也是的按照一般的电容的引脚的大小设计的封装。与同学的交流讨论之后，完成了布线的过程。布线图如下：

第七章.总结与体会

六．总结

设计过程中遇到的问题及其解决方法。

由于上期学习Protel软件时，很多要点都没有理解透彻，通过这次画原理图，加深了对所学知识的理解与应用。比如，在设置地线与电源线宽时应多加注意。

在制板过程中，对PCB的腐蚀应当小心，注意安全问题。在调试过程中应耐心，仔细，一步一步调试，否则很难找出错误。

在PCB板布线过程中，应注意线与线之间的距离，否则做出实物板后，有些线会连到一起。同时应注意元器件的封装。

2．设计体会

1，在此次的开关电源的设计过程中，更进一步熟悉了protel软件的使用，增强了自己的动手能力。

2，通过此次电源开关的设计，了解了电子专业PCB板的制做流程。

3，对以前所学数模电知识有了更深的撑握。

第八章.

致谢

本文是在指导老师童贞理老师的指导下完成的。在写论文的过程中，童贞理老师给予了指导，并提供了很多与该研究相关的重要信息，培养了我们对科学研究的严谨态度和创新精神。这将非常有利于我们今后的学习和工作。在此表示衷心的感谢！

毕业设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。

本次设计能够顺利完成，首先我要感谢我的母校——重庆电子工程职业学院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里茁壮成长；其次我要感谢电子信息系的老师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的老师，每有问题，老师总是耐心的解答，使我能够充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟姐妹的情谊；最后还要感谢相关资料的编著者和给予我们支持的社会各界人士，感谢你们为我们提供一个良好的环境，使本次设计圆满完成。

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