基于單片機定時開關電源的設計與仿真

電子通信論文編號:TX292  論文字數:27436,頁數:56,附任務書,C語言程序,VC源程序

目  錄
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.2 國內外研究的現狀 1
1.2.1 國內外研究的概況 1
1.2.2 現行的控制電源設備方案 2
1.3 課題研究的內容及意義 2
1.3.1 課題研究的目標 2
1.3.2 課題研究的內容 2
1.3.3 課題研究的意義 3
1.4 課題的優點 3
1.5 課題的創新 4
第2章 定時開關電源理論分析及改進 5
2.1 定時開關電源 5
2.1.1 定時開關電源系統的組成 5
2.1.2 定時開關電源的應用 5
2.2 單片機 6
2.2 繼電器 7
2.3 串口通信 8
2.3.1 串行通信的原理 8
2.3.2 串行通信的特點 9
2.4 定時開關電源改進方案及可行性研究 10
2.4.1 現行控制電源開關的方法 10
2.4.2 現行控制方法的問題分析 12
2.4.3 對傳統方法改進思路的提出 12
2.4.4 可行性分析 14
第3章 定時開關電源系統的設計 15
3.1 總體設計 15
3.1.1 系統功能 15
3.1.2 運行環境說明 15
3.1.2.1 用戶界面 15
3.1.2.2 硬件環境 16
3.1.2.3 軟件環境 16
3.1.2.4 串口通信協議 16
3.1.3 系統工作流程描述 16
3.1.4 軟件系統結構 17
3.2 可靠性設計 20
3.2.1 數據檢查 20
3.2.2 出錯信息處理 21
3.2.3 數據表示 21
3.2.4 時間響應 21
3.3 可操作性設計 22
3.4 可擴充性設計 22
3.4.1 計算機的可擴充性設計 22
3.4.2 單片機控制的可擴充性設計 22
3.5 關鍵技術 22
3.5.1 串口設備主動發送單片機控制程序 22
3.5.2 計算機操作單片機的控制程序 23
3.5.3 位圖添加程序 23
3.5.4  Splash Screen 控件的應用 23
第4章 定時開關電源系統的詳細設計與實現 25
4.1 硬件實現 25
4.1.1 傳輸線路 26
4.1.2 單片機選型 29
4.1.3 繼電器驅動電路 30
4.2 軟件實現 30
4.2.1 建立串口通信類 31
4.2.1.1  串口初始化函數 SetSettings 33
4.2.1.2  串口通信核心處理函數及其關鍵代碼 33
4.2.2 單片機檢測和發送程序核心結構流程 34
4.2.3 計算機接收處理數據程序 35
4.2.4 數據顯示程序 37
4.3 應用程序界面與主體設計與實現 39
4.3.1 界面設計和實現 39
4.3.2 程序界面詳細介紹 40
4.4 系統調試及實驗結果 41
4.4.1 系統測試內容 42
4.4.2 系統測試過程及結果 42
結論與展望 44
致   謝 47
參考文獻 48

摘       要

 在日常生活中，由于用電設備的老化，傳輸線路的磨損等問題，如果沒有引起人們的注意，很容易在電源設備發生故障時導致意想不到的危害，在無人值守時發生故障是危險的。同時，能源危機也促使著我們要更好的對用電設備進行控制。目前，實現對電源開關的控制常用的有基于硬件控制的防遺忘關斷電源開關控制器。該方案是在基于硬件的基礎上，當電源出現故障的時候就會自動切斷，但是不利于人工監測。
 針對現行的控制方法中存在的問題，論文引出一種新的思路進行電源開關的控制。基于單片機的定時開關電源借助計算機和單片機，通過軟件編程來實現對電源開關的控制和處理，利用單片機對電源設備進行監測，通過串口RS-232傳輸到計算機，并將仿真結果在計算機上用VC++設計的窗口顯示出來，實現了對定時開關電源的仿真設計與實現。系統具有以下優點：
 1．電源控制更加簡化。系統采用相對簡單的操作方式，用戶只需設定電源設備的開關時間，計算機就會自動控制，并將控制的結果顯性的以圖形的方式顯示出來。
 2．經濟性與實用性。借助下位機單片機的控制，配合上位機的操作，使成本降到最低。同時，設計電路相對簡單，縮短了數據處理的時間，提高了整個過程的效率。
 3．可擴充性。系統設計中考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。本系統僅僅是以最少的成本來實現電源設備的控制，在今后的實際應用中可根據該項目工程的實際要求擴展系統功能。
 具備了以上的優點，該方案可以應用于實際的生活應用中，以最低的成本實現對電源設備的高效控制。直觀化的圖形界面使操作和顯示更加的人性化，對今后的電源發展提供了一條新的思路和參考價值。
 
 
關鍵詞：電源開關；定時；電源故障；單片機
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