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dcdc buck閉環(huán)數(shù)控型穩(wěn)壓電源仿真+單片機程序及實驗報告

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樓主
ID:241835 發(fā)表于 2017-10-30 17:40 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
電子信息系統(tǒng)綜合設計實驗報告
專業(yè)：電子信息
班級：電子141班
學號：14072001784
姓名：劉成成
一、實驗目的
設計并制作一臺數(shù)控型DCDC穩(wěn)壓電源。
二、實驗要求
1、輸出電壓范圍 ：0.5v~4.5v�？梢酝ㄟ^按鍵實現(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控制的三個系數(shù)，可以通過遺傳算法來確定。
三、實驗內(nèi)容
1、原理框圖

     2、實驗原理
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 簡單、魯棒性好和可靠性高，被廣泛應用于 工業(yè)過程控制，尤其適用于可建立精確數(shù)學 模型的確定性控制系統(tǒng)。
如圖一，
圖一
  該實驗使用PID算法，通過按鍵控制單片機PWM波形的占空比。PWM波形通過74HC595驅(qū)動電路之后進入BOOST電路控制輸出電壓。
  即，通過改變占空比來改變輸出電壓。
  該實驗實現(xiàn)的結(jié)果為，設計了五個按鍵，每個按鍵按下之后會輸出不同的電壓值，輸出電壓值在依次為1,、2、3、4、5V。
如圖二為BOOST電路部分，實現(xiàn)升壓功能。
圖二
圖三為驅(qū)動電路部分，有了驅(qū)動電路，才能讓PWM波形在BOOST電路上工作。
圖三
圖四為單片機部分
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)

  • 實驗結(jié)果
該實驗最后基本實現(xiàn)了實驗要求，圖為按下輸出電壓為2V相應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，藍線為電壓波形。數(shù)碼管顯示為1.9V，誤差為0.1V。
  • 實驗總結(jié)
通過本次設計，對穩(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。并且在進行模擬仿真的時候，對Proteus運用很陌生，在網(wǎng)上大量搜索之后完成了仿真設計，總體來說還需要不斷地練習。

buck型DCDC穩(wěn)壓電源的51單片機源程序如下:
  1. #include"reg52.h"
  2.   #include"iic.h"
  3.   #include"math.h"
  4.   #include"intrins.h"
  5.               #include<absacc.h>                                                         
  6.   //#define unsigend char  uchar
  7. unsigned
  8. char code shu[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x7f};            
  9. char code sho[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x7f};
  10. sbit SHCP=P2^2;                           
  11. sbit DS=P2^3;                           
  12. sbit STCP=P2^4;                           
  13. sbit P11=P3^5;
  14. sbit P12=P3^7;
  15.   sbit  pwm=P2^7;

  17.   sbit CS  = P1^2;
  18.   sbit CLK = P1^3;
  19.   sbit DIO = P1^4;

  21.   sbit button1=P3^0;
  22.   sbit button2=P3^1;
  23.   sbit button3=P3^2;
  24.   sbit button4=P3^3;
  25.   sbit button5=P3^4;
  26. unsigned char j,k,m,n,i,a,l;               
  27. unsigned int b;

  29.   int pwm_add=0;               
  30.   int PWM_control=0;            

  32.   float voltage_get=0;                           
  33.   float voltage_set=0;                             

  35.   float voltage_kp=0.01;                           
  36.   float voltage_ki=0.12;                                         
  37.   float voltage_output=0;               
  38.   float voltage_error=0;                           
  39.   float voltage_error_last=0;            

  41.   void timer_init();
  42.               void display();
  43.   unsigned char Get_ADC(bit ch);

  45.   void main()
  46.   {

  48.                             float x1=0.5,x2=1.5,x3=2,x4=2.5,x5=3;
  49.       timer_init();               
  50.                            
  51.                                          
  52.                            
  53.                 while(1)
  54.                 {
  55.                             if(button1==0)                      {voltage_set=1;}
  56.                                if(button2==0)                {voltage_set=2;}
  57.                                             if(button3==0)                  {voltage_set=3; }
  58.                                   if(button4==0)     {voltage_set=4;}
  59.                                                             if(button5==0)    {voltage_set=5;}
  60.                                          
  61.                                          
  62.                                           a=Get_ADC();                                         
  63.    b=a*9;                           
  64.    m=b%1000/100;            
  65.    n=b%100/10;            
  66.    //l=b%1000/100/10            
  67.                                           display();
  68.                                              }               
  69.                            
  70.   }
  71.               void delay(unsigned char t)      //?óê±3ìDò   
  72.   {
  73.    while(t--);
  74.    }
  75.   void timer_irq() interrupt 1
  76.   {
  77.      pwm_add++;
  78.               if      (pwm_add==PWM_control)  {pwm=0;}
  79.               else if (pwm_add>=50)                                          {pwm=1;pwm_add=0;}

  81.   }

  83.   void timer1_irq() interrupt 3
  84.   {
  85.       TH1=(65536-50000)>>8;
  86.                 TL1= 65536-50000;

  88.                 voltage_get=(Get_ADC(0)/10.2);
  89.               // voltage_get=17;
  90.                 voltage_error=voltage_set-voltage_get;

  92.                 voltage_output+=voltage_kp*(voltage_error-voltage_error_last)
  93.                                +voltage_ki*voltage_error;

  95.                 voltage_error_last=voltage_error;

  97.                 if     (voltage_output>49)                voltage_output=49;
  98.                 else if(voltage_output<1)                              voltage_output=1;
  99.                
  100.                 PWM_control=(int)voltage_output;            


  103.   }
  104.                
  105.   void timer_init()
  106.               {
  107.                 TMOD=0X12;  
  108.                 TH0=TL0=256-200;
  109.                 TH1=(65536-50000)>>8;
  110.                 TL1= 65536-50000;
  111.       EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=1;
  112.               }


  115. unsigned char Get_ADC(bit ch)
  116. {
  117.   unsigned char i,dat1 = 0,dat2 = 0;
  118.   CS = 0; CLK = 0;
  119.   DIO = 1; _nop_(); _nop_();
  120.   CLK = 1; _nop_(); _nop_();
  121.   CLK = 0; DIO = 1; _nop_(); _nop_();
  122.   CLK = 1;          _nop_(); _nop_();
  123.   CLK = 0; DIO = ch; _nop_(); _nop_();
  124.   CLK = 1;          _nop_(); _nop_();
  125.   CLK = 0; DIO = 1; _nop_(); _nop_();
  126.   for(i = 0; i < 8; i++)
  127.   {
  128.     CLK = 1; _nop_(); _nop_();
  129.     CLK = 0; _nop_(); _nop_();
  130.     dat1 = (dat1 << 1)|DIO;
  131.   }
  132.   for(i = 0; i < 8; i++)
  133.   {
  134.     dat2 = dat2|((unsigned char)DIO<<i);
  135.     CLK = 1; _nop_(); _nop_();
  136.     CLK = 0; _nop_(); _nop_();
  137.   }
  138.   CS = 1;
  139.   return dat1;
  140. }
  141. void display()                                                         
  142. {

  144.             

  146.   j=0x01;                                                                       
  147.   for(i=0;i<8;i++)
  148.   {
  149.       if((sho[m]&j)==0)                             
  150.        {
  151.                    DS=0;                                         
  152.                  }
  153.       else
  154.                  {
  155.                    DS=1;            
  156.                  }
  157.     SHCP=1;
  158.     SHCP=0;
  159.       j<<=1;            
  160.    }            
  161.               P12=0;                           
  162.     P11=1;                           
  163.     STCP=0;                                          
  164.     STCP=1;

  166.     delay(200);

  168. ……………………

  170. …………限于本文篇幅 余下代碼請從51黑下載附件…………
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所有資料51hei提供下載:
穩(wěn)壓電源.zip (468.82 KB, 下載次數(shù): 292)


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沙發(fā)
ID:304545 發(fā)表于 2018-4-17 09:43 | 只看該作者
看了很有幫助
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板凳
ID:20672 發(fā)表于 2018-12-23 14:41 | 只看該作者
謝謝分享～～�。�！
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地板
ID:318489 發(fā)表于 2019-2-26 11:00 | 只看該作者
謝謝分享。。。
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5#
ID:728172 發(fā)表于 2020-4-24 10:40 | 只看該作者
感謝分享，很好的資料
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6#
ID:590748 發(fā)表于 2020-4-27 15:08 | 只看該作者
東西下載來看看，學習學習
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7#
ID:837828 發(fā)表于 2021-4-30 10:11 | 只看該作者
真的謝謝，你的文章剛好提供了思路
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8#
ID:837828 發(fā)表于 2021-4-30 20:33 | 只看該作者
??標題是BUCK，內(nèi)容用的是BOOST電路，說的是輸出12345V，實際仿真圖里是其他的....
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9#
ID:586915 發(fā)表于 2021-6-29 16:11 | 只看該作者
代碼都不備注新手怎么看
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10#
ID:156220 發(fā)表于 2021-6-29 16:32 | 只看該作者
參考參考，謝謝樓主的分享
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11#
ID:586915 發(fā)表于 2021-6-29 16:45 | 只看該作者
下載后測試輸出電壓誤差大的一逼 選2V 的時候電壓從1.5-2.0在跳
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12#
ID:899981 發(fā)表于 2023-10-10 18:05 | 只看該作者
lsx116 發(fā)表于 2021-6-29 16:45
下載后測試輸出電壓誤差大的一逼 選2V 的時候電壓從1.5-2.0在跳

我的壓根就沒電壓
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