基于模拟集成技术开关电源变换器设计

1、XX学院 物电学院 2015届 电子信息工程专业 毕业设计基于模拟集成技术的开关电源变换器的设计？(XX学院 物理与电子信息学院 253023)摘 要 本设计是基于模拟集成技术的开关电源变换器的设计，变换器采用PWM脉宽调制信号芯片TL494为主芯片，以STC89S52单片机为控制器，以开关电源Buck串联降压电路, A/D模块, D/A模块, 键盘输入和LCD显示输出模块为辅助模块，制作了一个输出电压为5V-15V可调 DC/DC模块构成的开关电源变换器。电源模块由TL494控制Buck电流构成，通过电压反馈控制将输出电压稳压到所需要的电压。STC89C52单片机控制器采样输出电压，通过给电

2、源模块一个调节信号，改变各电源模块的内部输出电压，从而实现输出稳定可调的电压。关键词 开关电源变换器; TL494; STC89C52单片机; PWM脉宽调制信号; Buck电路1 绪论随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关心。性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。基于此，人们对高精度、高稳定性的开关电源的需求越来越迫切。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今

3、电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。1.1国内外开关电源的研发现状自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。

4、单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现已成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。1.2开关电源的发展方向及意义目前市场上开关

5、电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下三个方面。一、小型化、薄型化、轻量化、高频化开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积，并能够抑制干扰，改善系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。二、高可靠性从设计方面着眼，尽可能使

6、用较少的器件，提高集成度。既解决了电路复杂、可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。三、低噪声采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以，尽可能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。开关电源被誉为高效能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。采用了高频变压器和控制集成电路的开关电源更具有效率高、输出稳定、可靠性高等特性，是今后电源的发展趋势。开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。2 开关电源简介及工作原理2.1 开关电源简介开

7、关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制PWM (Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，两者的成本都随着输出功率的增加而增长，但两者增长速率各异。线性电源成本在某输出功率点上，反而高于开关电源，这点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。 是开关电源的工作电压，即：直流输入电压；K是控制开关，R是负载。当控制开关K接通的时候，开关电源就向负

8、载R输出一个脉冲宽度为，幅度为的脉冲电压；当控制开关K关断的时候，又相当于开关电源向负载R输出一个脉冲宽度为，幅度为0的脉冲电压。这样，控制开关K不停地“接通”和“关断”，在负载两端就可以得到一个脉冲调制的输出电压: =*/D，其中D=/T，所以可以推导出：=*D 。开关电源工作原理图如图2-1所示。图2-1 开关电源工作原理图大多数开关电源输出都是直流电压，因此，一般开关电源的输出电路都带有整流滤波电路。图2-2是带有整流滤波功能的串联式开关电源工作原理图。图中由一个整流二极管和一个LC滤波电路组成。其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间限制大电流通过，防止输入电压直接加到负载

9、R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关K关断期间把 磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储， 然后在控制开关K关断期间把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制 开关关断期间，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。在控制开关关断期间，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最

10、后回到反电动势eL的负极。图2-2带有整流滤波功能的串联式开关电源工作原理图2.2 开关电源的常见拓扑结构简介DC-DC变换有隔离和非隔离两种。输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，而本题没有要求输入输出隔离，具体有以下几种：拓扑一：降压斩波电路(Buck Chopper)。开关管T1受占空比为D的PWM波的控制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压U。该电路属于降压型电路，能够达到课题要求的5-15V的输出电压。电路如图2-3所示。图2-3降压斩波电路拓扑二：升压斩波电路( Boost Chopper)。并联开关电路原理与串联

11、开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，不能达到题目要求的5-15V，且输出电压U，呈现连续平滑的特性。电路如图2-4所示。图2-4升降压电路拓扑三：升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)。实际上此电路是在串联开关电路后接入一个并联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压，电路控制复杂。电路如图2-5所示。图2-5升降压电路3开关电源变换器设计3.1 开关电源DC/DC拓扑设计3.1.1 DC/DC基本拓扑设计方案本设计采用数字信号转模拟信号并同输出采样的反馈信号做加法运算后输入到PWM控制芯片的比较端，然后由芯片自身根据反馈

12、量来自动调节PWM信号的占空比。从而达到所需的稳定电压值的目的。本设计主要由辅助工作电源、电源模块、单片机控制器等几部分组成，硬件系统框图如图3-1所示，其中，输出微机可调电源模块拓扑结构为Buck电路。输入滤波DC/DC变换输出滤波电阻控制IC控制脉冲电压反馈二极管微机调节信号给定电压采样24V+-图3-1硬件系统框图3.1.2 开关电源控制器本设计采用以TL494芯片为核心的PWM控制器。TL494是一种性能优良的脉宽调制控制电路，可作为推挽式、全桥式半桥式开关电源控制器，工作额定频率为10kHz-300kHz，输出电压可达40V。其内置一个线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过一个外部电阻和一

13、个电容进行调节。在本控制器中只用到了TL494的误差放大器I，将误差放大器的IN（16脚）接地、IN（15脚）接高电平。为保护TL494的输出三极管，经R26和R25分压，在4脚加接近0.3V的间歇期调整电压。R13、C14和C6组成了闭环校正网络，然后通过分析得出该电源的T作频率为30kHz，又因为5、6脚为振荡器的RT. CT输入端，决定工作频率。如图3-2为TL494内部结构图。图3-2 TL494内部结构电路图本设计开关型稳压电路的拓扑结构采用如图3-2所示。其中输入电压的为直流供电电压，晶体管T为开关管，开关管的基极信号u。为矩形波（也是PWM的输m），电感L和电容C组成滤波电路，D

14、为续流二极管。本设计中的电源工作原理如下：T管的工作状态受的控制。当为高电平时，饱和导通，通过T给电感L充电储能，充电电流几乎线性增大；D受到反压截止；滤波电容C对负载电阻放电；当为低平时，T截止，L产生感生电动势，其方向阻止电流的变化，因而电流与同方向，两个电压相通过二极管D对C充电。所以，无论T和D的状态如何，负载电流方向始终不变。3.1.3 DC/DC电路设计 DC/DC电路原理如图3-3所示，该电路是以TL494为核心的单端PWM降压型开关稳压电路。图中C2与R11决定了振荡器振荡频率，也就决定了最终输入的PWM信号的频率。电阻R8阻值为0.1欧，作限流保护作用。其内部误差放大器的同相

15、输入端（脚1）通过5.1K的电阻R9接输出反馈信号，而反相器输入端（2脚）经R6与14脚的基准电压相连。输出电压变化时，1脚得到的反馈信号也相应变化，同2脚上的基准电压比较后经误差放大器输出，也即加在芯片内的PWM比较器同相输入端的电压信号相应发生变化，使得芯片输出的PWM占空比相应变化，从而使输出电压稳定。由R11=10K , C2=100pF ，使得振荡频率f=1.1/R11C2=1100KHz。电感最小值、滤波电容及电流峰峰值的计算公式如3.1，3.2，3.3Lmin=(Ui-Uo) / 2×IoTon （3.1）C>Uo×ToFF / (8×L

16、15;f×Uo) （3.2）Iop=ILP=(Ui-Uo) / 2×LTon + Io （3.3）通过理论计算后，结合实际情况选择了2mH的电感和470uF的电容。整流滤波之后的波形图，如图3-4所示。图3-3 DC/DC电路原理图图3-4整流滤波之后的波形图3.2供电模块设计220V市电经工频变压器降至18V AC，经整流和滤波作为电源模块调试时的输入24V DC，24V DC经7815稳压后给电源模块的运算比较电路提供工作电源；+15V DC经7805稳压后给STC89C52单片机系统提供工作电源。工作电源电路如图3-5所示。图3-5 工作电源电路图3.2.1 整流滤波

17、电路设计本设计采用桥式整流电路把交流电转化成直流电，如图3-6所示。桥式整流与半波流的相比，输出电压的脉动小很多。由于还需要进行DC-DC的精确变换，对直流的要求不是很高，所以在整流后只加上个电容进行滤波，以减小整流后直流电中的脉动成分。图3-6桥式整理滤波电路3.2.2 工作辅助电源设计由AC/AC、AC/DC、DC/DC等几部分组成。电路图如图3-7所示。220V市电经工频变压器降至18V AC，经整流和滤波作为电源模块调试时的输入24V DC，24V DC经7815稳压后给电源模块的运算比较电路提供工作电源；+15V DC经7805稳压后给STC89C52单片机系统提供工作电源。图3-7

18、 辅助工作电源电路对于滤波电容的选择，要考虑三点： 整流管压降；7815最小允许压降Ud；电网波动10%。由此计算得到允许纹波的峰峰值。= 18(1-10%)-0.7-Ud-15=4.9V （3.4）按近似电流放电计算，并没=（通角），则 C=1430uF， （3.5）故选取滤波电容C=2200uF/30V。计算允许的最大纹波峰-峰值：=9(1-10%)-1.4-2.3-5=2.76(V) (3.6) C=3500() (3.7)2.5VREF2.5+0.1V (3.8)故选取滤波电容C=4700uF/16V。3.3 单片机控制模块设计采用单片机STC89C52，它是把微处理器，存储器(RAM

19、和ROM)，输入/输出接口以及定时器/计数器等集成在一起的集成电路芯片。它与集成电路相结合，组成一个输出电压可以认为设定，通过按键的键值来设定DA的数值量，然后又通过单片机把按键设定的键值送入DA芯片，由DA芯片来输出模拟信号改变反馈量，在电源的输出端采样电压，输入端用AD 模数转换对输出电压进行采样，进而对DA反馈进行电压自动调节。该模块是控制和输出与单片机一同构成的模块。利用单片机STC89C52和一些电路对输出电压进行探测。对电源输出电压进行一系列控制。如图3-8系统整体框图。负载DC/DC微控制单元键盘输入输入显示AD转换PWMDA220V18V隔离变压器整流滤波系统供电图3-8 控制

20、模块整体框图3.3.1 STC89C52性能简介STC89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。STC89C52功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；2*4KB可编程闪速存储器；寿命：10万次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；2*128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；3个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式。 3.3.2 最小系统设计在设计单片机系统电路时，晶振电路是不可缺少的，使所有的工作都

21、是在一个节拍（时钟）下同步工作，这样才不会冲突。STC89C52虽然有内部振荡电路，但要形成时钟,必须外部附加电路。STC89C52单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，选择11.0592MHZ的晶振，分频后得到精确的波特率。复位电路选择外部复位方式，用于单片机正常工作前，进行复位，使CPU以及系统中其他部件都处于一个明确的初始状态，便于系统启动。单片机接+5V电源；晶体振荡器频率为11.0592MHz，晶振的两个引脚分别连接在单片机的XTAL1和XTAL2端，晶振的两端再分别连接一个27pF电容后接地；复位电路经电源正极（+5V）接10uF电容后接1

22、0k欧姆电阻接地，单片机复位端RST接在电容和电阻之间。P0端口接470K的上拉电阻，使其能够正常输入输出，单片机STC89C52最小系统的电路图如图3-9所示。图39 STC89C52 最小系统电路图3.4 A/D模块设计3.4.1芯片介绍TLC549是 TI公司生产的一种低价位、高性能的8位 A/D转换器，它以8位开关电容逐次逼近的方法实现 A/D转换，其转换速度小于 17us，最大转换速率为 40000HZ，4MHZ典型内部系统时钟，电源为 3V至 6V。它能方便地采用三线串行接口方式与各种微处理器连接，构成各种廉价的测控应用系统。TLC549 引脚图3-10及各引脚功能。REF+：正基

23、准电压输入2.5VREF+VCC+0.1V。REF：负基准电压输入端， -0.1VREF-2.5V。且要求：（REF+）（REF-）1V。 VCC：系统电源3VVCC6V 。GND：接地端。 /CS：芯片选择输入端，要求输入高电平 VIN2V，输入低电平 VIN0.8V。 DATA OUT：转换结果数据串行输出端，与 TTL 电平兼容，输出时高位在前，低位在后。 ANALOGIN：模拟信号输入端，0ANALOGINVCC当 ANALOGINREF+电压时，转换结果为全“1”(0FFH)，ANALOGINREF-电压时，转换结果为全“0”(00H)。 I/O CLOCK：外接输入/输出时钟输入端

24、，同于同步芯片的输入输出操作，无需与芯片内部系统时钟同步。AD1I/O CLKVCCGNDREF-ANLGREF+87654321DIP/S0PTLC549TOP VIEW图3-10 TLC549引脚3.4.2 TLC549工作时序当/CS变为低电平后，TLC549芯片被选中，同时前次转换结果的最高有效位MSB （A7）自 DATA OUT 端输出，接着要求自 I/O CLOCK端输入8个外部时钟信号，前7个 I/O CLOCK信号的作用，是配合 TLC549 输出前次转换结果的 A6-A0 位，并为本次转换做准备：在第4个 I/O CLOCK 信号由高至低的跳变之后，片内采样/保持电路对输入

25、模拟量采样开始，第8个 I/O CLOCK 信号的下降使片内采样/保持电路进入保持状态并启动 A/D开始转换。转换时间为 36 个系统时钟周期，最大为 17us。直到 A/D转换完成前的这段时间内，TLC549 的控制逻辑要求：或者/CS保持高电平，或者 I/O CLOCK 时钟保持36个系统时钟周期的低电平。由此可见，在自 TLC549的 I/O CLOCK 端输入8个外部时钟信号期间需要完成以下工作：读入前次A/D转换结果；对本次转换的输入模拟信号采样并保持；启动本次 A/D转换开始。如图3-11 TL549工作时序图。图3-11 TL549工作时序3.4.3 A/D电路设计图3-12 所

26、示为TLC549与STC89C52的硬件连接电路。该硬件电路中，采用MAX813作为看门狗电路,既可自动复位，也可手工复位。利用该电路可以用LCD液晶显示0-255个数字量,若将TLC549的输入引脚连接到示波器上，还可以显示相应的模拟电压的变化情况。A/D系统TLC549与STC89C52的硬件连接硬件设计图3-12 TLC549与STC89C52的硬件连接图3.5 D/A模块设计3.5.1 D/A芯片功能介绍MAX517 引脚顶视图MAX517是MAXIM公司生产的8位电压输出型DAC数模转换器，它带有I2C总线接口，允许多个设备之间进行通讯。MAX517采用单5V电源工作。该芯片的引脚图

27、见图3-13所示。各引脚的具体说明如下： 1脚（OUT）：D/A转换输出端； 2脚（GND）：接地； 3脚（SCL）：时钟总线； 4脚（SDA）：数据总线； 5、6脚（AD1，AD0）：用于选择哪个D/A通道的转换输出由于MAX517只有一个D/A，所以，使用时，这两个引脚通常接地。 7脚（VCC）：电源；8脚（REF）：参考。AD1AD0VDDOUT1/REF0SDASCLGNDOUT087654321DIP/S0PMAX517TOP VIEW图3-13 max517 引脚顶视图MAX517的工作时序： 首先应给MAX517一个地址位字节。MAX517在收到地址字节位后，会给STC89C52

28、一个应答信号。然后，在给MAX517一个控制位字节，MAX517收到控制位字节位后，再给STC89C52发一个应答信号。之后，MAX517便可以给STC89C52发送8位的转换数据（一个字节）。STC89C52收到数据之后，再给MAX517发一个应答信号。至此，一次转换过程完成。3.5.2 D/A电路设计图3-14所示为MAX517与STC89C52的硬件连接电路。该硬件电路中，采用MAX813作为看门狗电路，既可自动复位，也可手工复位。利用该电路可以用数码管来显示0255个数字量，采用MAX7219作为数码驱动电路,若将MAX517的输出引脚连接到示波器上，还可以显示相应的模拟电压的变化情况

29、。 图3-14 MAX517结构3.6 接口电路的设计3.6.1键控接口电路设计本系统的按键主要是用于对数据数字量进行控制，现对按键的功能简述如下：S1键是功能键，切换需要选择调整的位，S2、S3键分别对数据进行加的操作，S4，S5是减键。其中：按键与单片机的P3口的高位地址相连，每个按键上，带有上拉电阻。如图3-15所示。3.6.2 显示接口电路设计液晶显示器简称为LCD显示器，它是利用液晶经过处理后能改变光线的传输方向的特征实现显示信息的。1602字符型LCD引脚说明引脚说明如表3-1所示。1602字符型LCD与单片机的连接接口说明如下：（1）液晶1、2端为电源；15、16端为背光电源；1

30、5脚串接一个100电阻用于限流。图3-15 按键与单片机的接口间的设计表3-1 1602字符型LCD引脚编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据口2VDD电源正极10D3数据口3VO液晶显示器对比度调整端11D4数据口4RS数据/命令选择端(H/L)12D5数据口5R/W读/写选择端(H/L)13D6数据口6E使能信号14D7数据口7D0数据口15BLA背光源正极8D1数据口16BLK背光源负极（2）液晶3端为液晶对比度调节端，通过一个10K电位器接地来调节液晶显示对比度。首次使用时，在液晶的上电状态下，调节至液晶上面一行显示出黑色小格为止。（3）液晶4端为向液晶控制器写数据/

31、写命令选择端，接单片机的P2.3口。（4）液晶5端为读/写选择端只向其写入命令和显示数据，接单片机的P2.4。（5）液晶6端为使能信号，是操作时必须的信号，接单片机的P2.5口。LCD与单片机接口间的设计如图3-16所示。图3-16 LCD与单片机接口间的设计4 程序设计4.1 主程序流程图的设计系统初始化后，通过上下调整键，步进1V调整；当预设键按下，系统进入预设训整，通过上下调整键lV步进调整，完成按确定键，系统输出预设值。为系统主程序流程图如图4-1所示。4.2 键盘扫描程序设计本系统的按键主要是用于对数据数字量进行控制，现对按键的功能简述如下：S1键是功能键，切换需要选择调整的位，S2

32、、S3键分别对数据进行加的操作，S4，S5是减键。键盘扫描程序流程图如图4-2所示。4.3 A/D程序设计D/A转换子程序用来控制对输出的模块电压信号的控制，并将对应的数值存入相应的内存单元然后由D/A转换器自动完成，其转换流程图如图4-3所示。4.4 D/A程序设计A/D转换子程序用来控制对输入的模块电压信号的采集测量，并将对应的数值存入相应的内存单元，其转换流程图如图4-4所示。YY开始系统及个功能模块初始化调用键盘扫描函数有键按下预置电压值步进加？步进减？步进加一步进减一D/A数值+10D/A数值-10超过预置改变当前值D/A输出显示预置值A/D采样计算电压值显示各参数返回NN图4-1系

33、统主程序流程图开始端口初始化有键按下增加键减小键D/A值加D/A值减改变D/A值返回图4-2键盘扫描程序流程图开始启动转换A/D转换结束？输出转换结果数值转换显示结束图4-3转换流程图开始DA置数启动转换DA转换结束？输出转换结果数值转换显示结束图4-4 D/A转换流程图5 结论本设计采用数字信号转模拟信号并同输出采样的反馈信号做加法运算后输入到PWM控制芯片的比较端，然后由芯片自身根据反馈量来自动调节PWM信号的占空比，从而达到所需的稳定电压值的目的。以STC89C52单片机为系统控制核心具有新颖、价廉、安全、实用等优点。采用以TL494芯片为核心的PWM控制器，采用LCD1602液晶显示模

34、块，采用MAX7219作为数码驱动电路，采用MAX813作为复位电路，完成了一个输出电压为5V-15V可调 DC/DC模块构成的开关电源变换器，并实现了按键操作、液晶显示以及自动控制等多种功能。此设计采用了液晶显示器显示，低电压高性能单片机，实现了环保节能的目的。用液晶显示器代替了发光二极管或数码管显示，使该控制器更加新颖、更加直观，便于用户的操作也达到了用户的特殊需求。参考文献1 周志敏，纪爱华. 零起点学开关电源设计（基础篇）M. 北京：电子工业出版社, 2013:56-822 周志敏，周纪海,纪爱华. 现代开关电源控制电路设计及应用M. 北京：人民邮电出版社. 2005:42-463 周

35、志敏，纪爱华.单片开关电源 M. 北京：电子工业出版社, 2007:66-684 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术M. 北京：电子工业出版社, 2008:82-865 张兴柱. 开关电源功率变换器拓扑与设计M. 北京：电子工业出版社, 2010:112-1146 王得胜. 电气控制系统设计.北京：电子工业出版社，2011:1-107 张淑清，姜万录，李志全.单片机微型计算机接口技术及其应用M.北京：国防工业出版社，2012:32-348 张洪润.单片机应用设计200例（下册）M.北京：北京航空航天大学出版社，2012:420-4509 张毅刚，彭喜元，董继成.单片机原理及应用M.北京：高等教

36、育出版社，2008:56-6110 李江全. 单片机串口通信及测控应用实战详解M.北京：人民邮电出版社,2014:26-4011 马忠梅. 单片机的C语言应用程序M. 北京：北京航空航天出版社,2003:154-18112 Division of Motorola SWITCHMODETM Power Supplies Reference Manual and Design GiudeM 1999 13 Robert T. Paynter . Introductory Electronic Devices and Circuits. 6th ed . Prentice Hall Inc.201

37、1:41-4714 John G. Proakis Dimitris G.M. Digital Signal Processing Principles,Algorithms,and ApplicationsJ北京:电子工业出版社2007：481 15 刘祖明.12天学通电子元器件及电路（第3版) M. 北京：化学工业出版社,2013:152-161Based on the design of analog integrated technology of switching power supply conver

38、terXXX (college of Physics and Electronic engineering,XXXX,253023)Abstract The design is based on analog integrated switching power converter technology ,and the design microcontroller system by STC89S52, PWM pulse width modulation signal control chip TL494 switching power supply Buck series buck ci

39、rcuit modules of the A / D, D / A module, keyboard input and LCD displays the output modules to produce an output voltage of 5V-15V adjustable power supply system of the DC / DC module. The power module is controlled by the TL494 Buck current is constituted by the voltage feedback control of the out

40、put voltage regulator to the desired voltage. STC89C52 microcontroller controller the sampling output voltage by a regulating signal to the power supply module, the internal output voltage of to change each power module, in order to achieve stable output adjustable voltage.Keywords Switching power c

41、onverter; STC89C52CM; TL494; PWM Any diversion; Buck circuit致 谢本论文是在XX老师的全力指导下完成的在本论文的写作过程中，我的导师XX老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。经过这段时间的查找参考资料和复习以前的课本知识，对本次毕业设计有了很多的体会和收获：首先是学习能力的加强。这种能力包括获取资料的能力，理解前人思路的能力，系统设计能力，动手能力，排除故障能力等多方面

42、。其次是论文写作的培养。由于论文的形式，使得自己必须熟悉论文的格式，排版，及其论文写作技巧。再次是心理素质的锻炼。在整个设计过程中一个偶然的误差都会造成最终不理想的结果，因此需要对各个环节都自己亲身经历体会，并加深理解，建立良好的心理素质。最后是应变能力的提高。大学生活即将结束，内心是感慨颇多， 即将离开生活所依四年的母校和谆谆教导我的亲爱的老师和互相帮助的同学们，有些不舍。可是我同时也知道这是必须经历的一个过程， 在XX学院的这几年里我学习了本专业基本课程和与老师同学之间相处方面的知识，这些并些都是我受用终生。而母校就是一个只允许自己骂的却不允许别人指责的地方，一个人生中一块充满热血，激情，

43、青春朝气的净土。最后希望能把现在所学的东西运用到社会实践中去，为社会的发展尽一份薄力感谢各位老师的批评指导。附录一：系统整体原理图附录二：程序代码#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define NOP() _nop_()#define nop() _nop_()sbit LCD_RS = P02; sbit LCD_RW = P01;sbit LCD_EN = P00;sbit ch1=P13;sbit ch2=P14;sb

44、it ch3=P15;sbit tlc_cs=P30;sbit tlc_DO=P17;sbit tlc_clock=P16;uchar keyvalue;sbit SDA=P06;sbit SCL=P07;uchar data dis1 = " MAX517 0.00v "uchar data dis2 = " TLC549 0.00V "sbit DS =P03;sbit LCH_CLK =P04;sbit SFT_CLK =P05;/* 函数名称: HC595SendData* 功能描述: 向SPI总线发送数据*/void HC595SendData

45、(unsigned char SendVal) unsigned char i; for(i=0;i<8;i+) if(SendVal<<i)&0x80) DS=1; /set dataline high 0X80 最高位与SendVal左移的最高位 进行逻辑运算else DS=0; / 如果为真 MOSIO = 1 SFT_CLK=0;NOP();NOP();SFT_CLK=1; LCH_CLK=0; /set dataline low NOP(); NOP(); LCH_CLK=1; /片选void delay_us(unsigned int N) uchar i

46、; for(i=0;i<N;i+); void delay_ms(uchar ms)/ 延时子程序uchar i;while(ms-)for(i = 0; i< 250; i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();void delay(int ms) int i; while(ms-) for(i = 0; i< 250; i+) _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); uchar key_scan() uchar state; P3=0X0f; state=P3; state=state&0x0f; if(

47、state=0x0f) return 0; else return 1; uchar key_value() uchar value=0; delay_ms(5); if(key_scan() value=P3; value=value&0x0f; switch(value) case 0x0e: value=1; break; case 0x0d: value=2; break; case 0x0b: value=3; break; case 0x07: value=4; break; default: break; while(key_scan(); return value; v

48、oid press(void) uchar key,i; i=key_scan();if(i) key=key_value(); if(key=1) keyvalue+=2; if(keyvalue>=255) keyvalue=0; if(key=2) keyvalue-=2; if(keyvalue<=0) keyvalue=0; if(key=3) keyvalue+=1; if(keyvalue>=255) keyvalue=0; if(key=4) keyvalue-=1; if(keyvalue<=0) keyvalue=0; /return keyvalu

49、e; void Start() SDA=1; SCL=1; _nop_(); SDA=0; _nop_();void Stop() SDA=0; SCL=1; _nop_(); SDA=1; _nop_();void Ack() SDA=0; _nop_(); SCL=1; _nop_(); SCL=0;void Send(uchar dat) uchar counter=8; uchar temp; do temp=dat; SCL=0; _nop_(); if(temp&0x80)=0x80) SDA=1; else SDA=0; SCL=1; temp=dat<<1;

50、 dat=temp; counter-;while(counter);SCL=0; void process_517(uchar numb1) uint shi1, bai1, qian1; uint num1; num1=numb1; num1=num1*195; qian1=(num1/10000); bai1=(num1%10000)/1000; shi1=(num1%10000)%1000)/100; dis18=qian1+'0' dis19='.' dis110=bai1+'0' dis111=shi1+'0' voi

51、d Putout(uchar num)Start();Send(0x58);/发送地址字节Ack();Send(0x00);/发送命令字节Ack();Send(num);/发送数据字节Ack();Stop();/*bit lcd_busy() bit result; LCD_RS = 0; LCD_RW = 1; LCD_EN = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (bit)(P0&0x80); LCD_EN = 0; return result; */void lcd_wcmd(uchar cmd) /while(lcd_busy(); LCD_RS = 0; LCD_RW =