电能收集充电器设计报告.doc

题目：电能收集充电器（E题）摘要和关键词【摘要】： 本系统由三个功能模块组成：STC12C5204AD最小系统、DC/DC升压降压模块、扩展模块。以单片机为控制核心，利用单片机自带的A/D间歇的对外部电压进行采样，与理论值进行比较，然后利用脉宽调制进行充电器输出电压调节，达到最大效率的第三章 系统硬件设计3.1 系统的总体设计本系统硬件以STC12C5204AD作为主要程序控制模块，简洁的实现了设计要求。图3-1 总体设计框图3.2 单元电路的设计及原理图3.2.1 单片机STC12C5204AD模块该单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速8位A/D转换（300K/S），针对电机控制，强干扰场合。STC12C5204AD单片机具有极高的性价比，单片机本身除了电源、地、晶振和复位引脚，其他的都可以当成普通的I/O 口使用，通过程序控制端口的复用。该单片机具有以下特征：增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051工作电压： STC12C5201AD系列工作电压：5.5V 3.3V（5V单片机）工作频率范围：0 35 MHz，相当于普通8051的0 420MHz用户应用程序空间1K / 2K / 4K / 5K / 6K字节片上集成256字节RAM通用I/O口（27/23/15/13/11个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片有EEPROM功能看门狗内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）内置一个掉电检测电路，在P1.2口有一个低压门槛比较器（5V单片机为1.32V，误差为+/-5%，3.3V单片机为1.30V，误差为+/-3%）时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器（稳漂为+/-5%到+/-10%以内）共4个16位定时器2个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟外部中断I/O口6路，传统的下降沿中断或低电平触发中断，并新增支持上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RXD/P3.0,PCA0/P3.7,PCA1/P3.5PWM（2路）/PCA（可编程计数器阵列，2路）A/D转换，8位精度ADC,共8路，转换速度可达300K/S(每秒钟30万次)通用全双工异步串行口（UART），由于STC12系列是高速的8051，可再用定时器或PCA软件实现多串口工作温度范围：-40 - +85（工业级）/0 75（商业级）图3-2-1 STC12C5204AD最小系统电路图3.2.2 降压、升压模块图3-2-2 升压电路图第四章 单片机软件设计4.1 软件总体流程图 该系统主要使用单片机STC12C5204AD进行程序控制，首先对单片机进行上电延时，将程序进行初始化，启动单片机的某些功能，单片机进行一些简单的计算，得出结果。总体流程图如图4-1。开始 上电延时串口初始化 Timer0初始化PCA脉宽调制输出 延时AD采样AD实测值AD理论值计算理论值比较脉宽输出端口选择实测与理论比较脉宽调制输出图4-1 总体流程图4.2 各功能模块流程图及说明4.2.1 A/D初始化部分单片机有8通道AD，可达8位精度，转换速度可以达到300K/S，根据需要，我们选用了其中4路进行AD采样，AD采样的流程图如下：设置ADC_CONTRADC_FLAG清零返回ADC_RES等待AD转换完成设置P1ASF开始启动ADC_START设置AD通道结束4.2.2PCA/PWM功能由于该系统需要用到脉宽调制，我们采用单片机内部的PCA模块完成此功能，用到了两路PWM来控制最大输出功率。PWM初始化流程如下：开始设置Timer0计数初值设置占空比初始值PCA初始化PCA计数值初始化设置PCA为PWD启动Timer0PCA对Timer0溢出计数产生脉宽波形设