dcdc buck閉環(huán)數(shù)控型穩(wěn)壓電源仿真+單片機(jī)程序及實(shí)驗(yàn)報(bào)告

ID:241835 · 發(fā)表于 2017-10-30 17:40

電子信息系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

專業(yè)：電子信息

班級(jí)：電子141班

學(xué)號(hào)：14072001784

姓名：劉成成

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)控型DCDC穩(wěn)壓電源。

二、實(shí)驗(yàn)要求

1、輸出電壓范圍：0.5v~4.5v�？梢酝ㄟ^按鍵實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整

2、必須使用PID閉環(huán)控制算法

3、發(fā)揮部分： PID控制的三個(gè)系數(shù)，可以通過遺傳算法來確定。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、原理框圖

0.png (8.83 KB, 下載次數(shù): 79)

下載附件

2017-10-30 21:22 上傳

2、實(shí)驗(yàn)原理

PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡(jiǎn)單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制，尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué) 模型的確定性控制系統(tǒng)。

如圖一，

圖一

該實(shí)驗(yàn)使用PID算法，通過按鍵控制單片機(jī)PWM波形的占空比。PWM波形通過74HC595驅(qū)動(dòng)電路之后進(jìn)入BOOST電路控制輸出電壓。

即，通過改變占空比來改變輸出電壓。

該實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的結(jié)果為，設(shè)計(jì)了五個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵按下之后會(huì)輸出不同的電壓值，輸出電壓值在依次為1,、2、3、4、5V。

如圖二為BOOST電路部分，實(shí)現(xiàn)升壓功能。

圖二

圖三為驅(qū)動(dòng)電路部分，有了驅(qū)動(dòng)電路，才能讓PWM波形在BOOST電路上工作。

圖三

圖四為單片機(jī)部分

圖四

圖五為AD轉(zhuǎn)換部分

圖五

圖六為顯示部分：

圖六

總的原理框圖如圖七：

圖七

3、程序如下：(見附件)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該實(shí)驗(yàn)最后基本實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)要求，圖為按下輸出電壓為2V相應(yīng)的按鍵后的示波器和數(shù)碼管顯示的狀態(tài)。示波器黃線為PWM波形，藍(lán)線為電壓波形。數(shù)碼管顯示為1.9V，誤差為0.1V。
實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)穩(wěn)壓電源和PID算法原理有了一定的理解。初步掌握了Proteus程序的基本用法。并且在進(jìn)行模擬仿真的時(shí)候，對(duì)Proteus運(yùn)用很陌生，在網(wǎng)上大量搜索之后完成了仿真設(shè)計(jì)，總體來說還需要不斷地練習(xí)。

buck型DCDC穩(wěn)壓電源的51單片機(jī)源程序如下:

#include"reg52.h"

  #include"iic.h"

  #include"math.h"

  #include"intrins.h"

            #include<absacc.h>

  //#define unsigend char  uchar

unsigned

char code shu[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x7f};

char code sho[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x7f};

sbit SHCP=P2^2;

sbit DS=P2^3;

sbit STCP=P2^4;

sbit P11=P3^5;

sbit P12=P3^7;

  sbit  pwm=P2^7;

  sbit CS  = P1^2;

  sbit CLK = P1^3;

  sbit DIO = P1^4;

  sbit button1=P3^0;

  sbit button2=P3^1;

  sbit button3=P3^2;

  sbit button4=P3^3;

  sbit button5=P3^4;

unsigned char j,k,m,n,i,a,l;

unsigned int b;

  int pwm_add=0;

  int PWM_control=0;

  float voltage_get=0;

  float voltage_set=0;

  float voltage_kp=0.01;

  float voltage_ki=0.12;

  float voltage_output=0;

  float voltage_error=0;

  float voltage_error_last=0;

  void timer_init();

            void display();

  unsigned char Get_ADC(bit ch);

  void main()

  {

                        float x1=0.5,x2=1.5,x3=2,x4=2.5,x5=3;

   timer_init();







            while(1)

            {

                        if(button1==0)                   {voltage_set=1;}

                           if(button2==0)             {voltage_set=2;}

                                          if(button3==0)                {voltage_set=3; }

                              if(button4==0)    {voltage_set=4;}

                                                         if(button5==0) {voltage_set=5;}





                                       a=Get_ADC();

b=a*9;

m=b%1000/100;

n=b%100/10;

//l=b%1000/100/10

                                       display();

                                          }



  }

            void delay(unsigned char t)    //?óê±3ìDò

  {

while(t--);

}

  void timer_irq() interrupt 1

  {

   pwm_add++;

            if    (pwm_add==PWM_control)  {pwm=0;}

            else if (pwm_add>=50)                                        {pwm=1;pwm_add=0;}

  }

  void timer1_irq() interrupt 3

  {

   TH1=(65536-50000)>>8;

            TL1= 65536-50000;

            voltage_get=(Get_ADC(0)/10.2);

            // voltage_get=17;

            voltage_error=voltage_set-voltage_get;

            voltage_output+=voltage_kp*(voltage_error-voltage_error_last)

                           +voltage_ki*voltage_error;

            voltage_error_last=voltage_error;

            if    (voltage_output>49)             voltage_output=49;

            else if(voltage_output<1)                            voltage_output=1;



            PWM_control=(int)voltage_output;

  }



  void timer_init()

            {

            TMOD=0X12;

            TH0=TL0=256-200;

            TH1=(65536-50000)>>8;

            TL1= 65536-50000;

   EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;

            }

unsigned char Get_ADC(bit ch)

{

  unsigned char i,dat1 = 0,dat2 = 0;

  CS = 0; CLK = 0;

  DIO = 1; _nop_(); _nop_();

  CLK = 1; _nop_(); _nop_();

  CLK = 0; DIO = 1; _nop_(); _nop_();

  CLK = 1;       _nop_(); _nop_();

  CLK = 0; DIO = ch; _nop_(); _nop_();

  CLK = 1;       _nop_(); _nop_();

  CLK = 0; DIO = 1; _nop_(); _nop_();

  for(i = 0; i < 8; i++)

  {

CLK = 1; _nop_(); _nop_();

CLK = 0; _nop_(); _nop_();

dat1 = (dat1 << 1)|DIO;

  }

  for(i = 0; i < 8; i++)

  {

dat2 = dat2|((unsigned char)DIO<<i);

CLK = 1; _nop_(); _nop_();

CLK = 0; _nop_(); _nop_();

  }

  CS = 1;

  return dat1;

}

void display()

{



  j=0x01;

  for(i=0;i<8;i++)

  {

   if((sho[m]&j)==0)

   {

               DS=0;

               }

   else

               {

               DS=1;

               }

SHCP=1;

SHCP=0;

   j<<=1;

}

            P12=0;

P11=1;

STCP=0;

STCP=1;

delay(200);

……………………

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閉環(huán)算法
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