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基于单片机定时开关电源的设计与仿真_通信工程专业论文

发布时间:2015-01-24 来源:人大经济论坛
通信工程专业论文 目 录 第1章 绪论1 1.1 问题的提出1 1.2 国内外研究的现状1 1.2.1 国内外研究的概况1 1.2.2 现行的控制电源设备方案2 1.3 课题研究的内容及意义2 1.3.1 课题研究的目标2 1.3.2 课题研究的内容2 1.3.3 课题研究的意义3 1.4 课题的优点3 1.5 课题的创新4 第2章 定时开关电源理论分析及改进5 2.1 定时开关电源5 2.1.1 定时开关电源系统的组成5 2.1.2 定时开关电源的应用5 2.2 单片机6 2.2 继电器7 2.3 串口通信8 2.3.1 串行通信的原理8 2.3.2 串行通信的特点9 2.4 定时开关电源改进方案及可行性研究10 2.4.1 现行控制电源开关的方法10 2.4.2 现行控制方法的问题分析12 2.4.3 对传统方法改进思路的提出12 2.4.4 可行性分析14 第3章 定时开关电源系统的设计15 3.1 总体设计15 3.1.1 系统功能15 3.1.2 运行环境说明15 3.1.2.1 用户界面15 3.1.2.2 硬件环境16 3.1.2.3 软件环境16 3.1.2.4 串口通信协议16 3.1.3 系统工作流程描述16 3.1.4 软件系统结构17 3.2 可靠性设计20 3.2.1 数据检查20 3.2.2 出错信息处理21 3.2.3 数据表示21 3.2.4 时间响应21 3.3 可操作性设计22 3.4 可扩充性设计22 3.4.1 计算机的可扩充性设计22 3.4.2 单片机控制的可扩充性设计22 3.5 关键技术22 3.5.1 串口设备主动发送单片机控制程序22 3.5.2 计算机操作单片机的控制程序23 3.5.3 位图添加程序23 3.5.4 Splash Screen 控件的应用23 第4章 定时开关电源系统的详细设计与实现25 4.1 硬件实现25 4.1.1 传输线路26 4.1.2 单片机选型29 4.1.3 继电器驱动电路30 4.2 软件实现30 4.2.1 建立串口通信类31 4.2.1.1 串口初始化函数 SetSettings33 4.2.1.2 串口通信核心处理函数及其关键代码33 4.2.2 单片机检测和发送程序核心结构流程34 4.2.3 计算机接收处理数据程序35 4.2.4 数据显示程序37 4.3 应用程序界面与主体设计与实现39 4.3.1 界面设计和实现39 4.3.2 程序界面详细介绍40 4.4 系统调试及实验结果41 4.4.1 系统测试内容42 4.4.2 系统测试过程及结果42 结论与展望44 致 谢47 参考文献48 摘 要 在日常生活中,由于用电设备的老化,传输线路的磨损等问题,如果没有引起人们的注意,很容易在电源设备发生故障时导致意想不到的危害,在无人值守时发生故障是危险的。同时,能源危机也促使着我们要更好的对用电设备进行控制。目前,实现对电源开关的控制常用的有基于硬件控制的防遗忘关断电源开关控制器。该方案是在基于硬件的基础上,当电源出现故障的时候就会自动切断,但是不利于人工监测。 针对现行的控制方法中存在的问题,论文引出一种新的思路进行电源开关的控制。基于单片机的定时开关电源借助计算机和单片机,通过软件编程来实现对电源开关的控制和处理,利用单片机对电源设备进行监测,通过串口RS-232传输到计算机,并将仿真结果在计算机上用VC++设计的窗口显示出来,实现了对定时开关电源的仿真设计与实现。系统具有以下优点: 1.电源控制更加简化。系统采用相对简单的操作方式,用户只需设定电源设备的开关时间,计算机就会自动控制,并将控制的结果显性的以图形的方式显示出来。 2.经济性与实用性。借助下位机单片机的控制,配合上位机的操作,使成本降到最低。同时,设计电路相对简单,缩短了数据处理的时间,提高了整个过程的效率。 3.可扩充性。系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要,具有更新、扩充和升级的可能。本系统仅仅是以最少的成本来实现电源设备的控制,在今后的实际应用中可根据该项目工程的实际要求扩展系统功能。 具备了以上的优点,该方案可以应用于实际的生活应用中,以最低的成本实现对电源设备的高效控制。直观化的图形界面使操作和显示更加的人性化,对今后的电源发展提供了一条新的思路和参考价值。 关键词:电源开关;定时;电源故障;单片机 Abstract In daily life, as the aging of electrical equipment, transmission line issues such as wear and tear, if not unnoticed, it is easy to lead to unintended harm when power supply failure, and is dangerous when unattended. Meanwhile, the energy crisis also prompted us to better control of the electrical equipment. At present, the realization of the power switch control are most commonly used hardware-based control to prevent forgetting off the controller power switch. The program is based on hardware-based, the time when the power failure it will automatically cut off, but not conducive to manual monitoring. Control method for the current problem, the paper raises a new way to control power switch. Based on MCU Timing switching power supply using computer and microcomputer, through software programming to realize the power switch of the control and treatment, use of microcontroller on power supplies monitoring, through the serial port RS-232 to a computer, and simulation results on a computer with VC + + design window is shown to realize the simulation of the timer switch power supply design and implementation. The system has the following advantages: 1. Power control is more streamlined. System is relatively simple mode of operation, the user simply set the power supply switching time, the computer will control, and control the results of dominant way of graphically displayed. 2. Economy and practicality. With lower computer microcomputer control, with the host computer's operation, so the cost to a minimum. At the same time, relatively simple circuit design, reduced data processing time and improve the efficiency of the process. 3. Scalability. System design to take into account the future development and use of technology needs, with the update, expand and upgrade potential. The system is based on only the least cost to achieve power supply control, the practical applications in the future of the project works according to the actual needs of expansion of system functions. With the above advantages, the scheme can be applied to real life applications, in order to achieve the lowest cost efficient power supply control. Intuitive graphical interface makes the operation and display more of human nature, for future power development in a new way of thinking and the reference value. Key words: power on and off; definite time; power failure; SCM
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