移动通信课程设计论文

摘要：目前的移动终端设备如手机、PDA、掌上电脑已广泛应用于消费、通信、工控、视频监控等多个领域，它们的电源管理设计是很大的挑战，因为在目前的移动终端上，它不仅要支持各种语音采集功能，还有长时间进行Web/WAP接入的需要，以及如视频监控的功能，这些功能会消耗大量的电能。因此，开关稳压电源广泛的应用，特别是高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化，便携化。本实验设计十分简易，本课程设计是C51单片机控制的开关稳压电源，就是通过单片机的控制，通过非门，电压放大，和三级稳压管实现其功能。而现在使用移动终端设备大多使用集成的电源芯片。如手机使用的电源芯片是MT6305或MT6318实现手机的各个功能的控制。

关键词：开关稳压电源、ATC51、LM324、74LS00 

1、设计要求

1、    利用单片机系统实现控制

2、    要求有稳定的持续的电压输出

3、    有硬件电路支持验证

4、    统一利用电源芯片MT6305

5、    主时钟部分不统一

二、概述

在设计基于C51单片机的开关电源时，方案是特别多，关于最优方案的选择，我们设计了两套方案。

方案一：C51单片机与IC电源芯片MT6305相结合，实现移动终端开关电源的设计。首先，我们给电源芯片MT6305芯片供电３．６Ｖ，使移动终端开机，使MT6305的32脚得到开机触发，32脚的高电平变成低电平，使单片机得到供电复位后，12MHz的C51的外部晶振晶振起振，CPU开始工作，然后CPU给电源芯片ＭＴ６３０５的３２脚一个开机维持信号，然后让ＭＴ６３０５芯片的电压输出引脚反馈到８９Ｃ５１的ＶＣＣ引脚，使单片机工作。同时也用电源ＩＣ电源输出电压经过电压放大、稳压等操作，实现稳定的电压输出。

方案二：本方案是通过基于C51的开关电源设计，相对方案一来说，该方案比较简单。先通过单片机控按键控制功能，用单片机的P1口输出高低电平，对输出的电压进行放大，稳压，输出想要得到的电压。

本实验我们选用的方案二。

三、硬件电路设计

   <一>C51简介

VCC` ：ATC51 电源正极输入，接+5V电压。 

GND ：电源接地端。 

XTAL1 （19脚）：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，这些引脚应接地。 

XTAL2（20脚） ：接外部晶振的一个引脚。 在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 

RST（9脚） ：ATC51 的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片复位时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，ATC51 便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。

ALE/PROG（30脚） ：ALE 是英文"ADDRESS  LATCH  ENABLE"的缩写，表示允许地址锁存允许信号。当访问外部存储器时，ALE 信号负跳变来触发外部的8位锁存器 (如 74LS373)，将端口P0的地址总线(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE 引脚的输出频率是系统工作频率的 1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以 1/12振荡频率输出。 

/VPP（31脚） ：接高电平时，单片机内部程序存储器。当扩展有外部ＲＯＭ时，当读取完内部ROM后将自动读取外部ＲＯＭ。 

PSEN（29脚） ：程序存储器允许输出控制端，低电平有效。以实现外部程序存储器的=单元的读操作。

P0 ：P0 口(P0.0~P0.7)（３９脚到３２脚）是一个 8 位漏极开路双向输入输出端口，５１单片机Ｐ０口内部没有上拉电阻，为高阻态，所以我们不能正常的输出高低电平，因此，在该组Ｉ／Ｏ口在使用时务必外接上拉电阻，一般是外接排阻。

P2 ：P2 口(P2.0~P2.7)（２１脚到２８脚）口是具有内部提升电路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，当访问外部程序存储器时，它是高8 位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向 I／O 口用。每一个引脚可以推动 4个LSTL负载。 

P1 ：P1 口(P1.0~P1.7)（１脚到８脚）口是具有内部提升电路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，其输出可以推动 4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。 

P3 ： P3 口(P3.0~P3.7)（１０脚到１７脚）口是具有内部提升电路的双向 I/0 端口(准双向并行 I/O 口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。

其特殊功能引脚分配如下： 

  74LS00是常用的2输入四与非门集成电路，采用14脚双列直插塑料封装,其引脚图为：

记住74S00的管脚分配情况，便于实验的进行：1、2输入，3输出；4、5输入，6输出；7接地；9,、10输入，8输出；11、12输入，13输出；14接电源。

其真值表是：

LM324为四运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装。，内部有四个运算放大器，有相位补偿电路。电路功耗很小，lm324工作电压范围宽，可用正电源3～30V，或正负双电源±1．5V～±15V工作。它的输入电压可低到地电位，而输出电压范围为O～Vcc。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互单独。

本实验我我们使用同向运算电路设计，如图：

记住：LM324的管脚分配情况，便于实验的进行：2、3输入，1输出；5、6输入，7输出；11接地；9,、10输入，8输出；12、13输入，14输出；4接电源。同时还得注意同相输入端和反相输入端不能接反了。

<四>LM7805简介

三端稳压集成电路lm7805。电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78 ×× 系列和负电压输出的lm79××系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有lm9013样子的TO-92封装。系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜7805引脚正确的顺序：1脚接输入，2脚接地，3脚接输出。此外，还应注意，散热片总是和最低电位的第③脚相连。本实验使用最基本的应用，其电路图为：

lm78XX系列集成稳压器的典型应用电路图，是一个输出正5V直流电压的稳压电路。IC集成稳压器LM7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容 。当输出电流较大时，lm7805应配上散热板。    

 <五>时钟电路设计

C51单片机的内部工作时钟也可以有外部振荡器提供，即外接一个晶振。外部振荡器的信号接至XTAL2和XTAl1，即内部时钟发生器的输入端和内部反相放大器的输入端，如图：

晶振通过振荡电路起振（单片机内部自带）形成与晶振频率相应的时钟信号，单片机在时钟信号的作用下运行程序指令，完成指令要求的任务

<六>复位电路设计

单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。  单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，,实现上电复位，而复位时间是(时钟周期=12×振荡周期,振荡周期=1/f)，这个时间只能大不能小，具体数值可以由RC电路计算出时间常数。

四、软件设计

<一>总体程序设计框图

           N

                                                        N

<二>按键扫描子程序流程

                                                          否  

                              是

                                                              否

                                 是

                                是

五、实验结果与感想

    <一>方案选择：

这是老师给我们的第一次自己动手动脑的课程设计，我们在网上，在各种电源书籍上找了很多关于设计移动终端开关电源的设计，这不仅使我们不断复习我们以前所学的单片机知识。按照课程设计要求，我们寻找到MT6305的资料。按照资料我们不断的摸索，于是我们开按照设计要求，为了达到稳定的输出电压，不到的寻求合适的单元电路。为了稳定输出电压，一定得用到稳压管，当我们设计完电路时，结果发现市场上没有MT6305芯片的出售，于是我们改用了方案。

虽然我们没有采用第一套设计方案，但是让我们学到了很多东西，是课本上没有的知识。

<二>硬件电路

在有电路板之前，一定得有电路图，不是很熟悉DXP软件，但是只要经过耐心的学习，什么都能学会的。

在焊接各个单元电路的时候，应该特别的小心谨慎，虽然在焊接过程中，出现了或多或少的问题，但我们都一一的排除。

但是在调试的时候，问题就不断的出现。一开始我们的给电路外部供电，按下P1.2脚的按键，却达不到实验目的，于是我们用万用表测了各个芯片引脚的电压是否与理论的相符，我们通过不断的尝试，不断的检查电路和修改程序，在检查电路的时候，发现程序的P1.0的引脚电压设置错了，修改后，还是没达到实验结果。不断的摸索，但最终还是没有达到与理论相符的结果。

<三>程序编辑

按照实验目的，和事先准备好的程序流程图，写好了程序的初稿，但是那错误，多得吓人。在编辑程序的时候我们一定把输入法调至英文输入法的条件下。同时还出现了不少的语法错误，特别是在函数声明的时候一定的先声明变量。单片机的C语言程序的头文件一定是  或者是，因为这两个头文件中的大部分内容是一样的，只是52单片机币51单片机多了一个定时器T2 。还有在编写程序的时候一定把程序的层次划分的清楚。

总之，在这次亲自写动手做课程设计是我收获了很多，不管是硬件设计还是软件设计，让我学到在做任何一件事情是，靠的是积极的学习态度，和耐心的实践方式。  

六、附件

<一>实验元件清单

<三>实验程序

#include             //52系列单片机头文件

#define uint unsigned int         //宏定义

void delayms(uint);                //声明子函数

sbit key=P1^2;                     //特殊功能位申明

sbit aa=P1^0;

sbit bb=P1^1;

void keyscan1()       //键盘扫描子程序 ，第一次按键，有稳定电压输出

{

       if(key==0)

       {     

              delayms(10);

                if(key==0)

            {

                 while(!key)   //等待按键释放

                                    {  

                    aa=1;

                   bb=0;

                     } 

                            }

       }

}

void keyscan2()      //按键扫描子程序，第二次按键，停止稳定电压输出

  {    

        if(key==0)

       {    

              delayms(10);

                if(key==0)

                 {

                 while(!key)   //等待按键释放

                                    {  

                    aa=1;

                    bb=1; 

                    }

                                 }

       }

  }

 void main()                      //主函数

{        

        while(1)

        { 

           keyscan1();

           delayms(100);

           while(key);   //等待按键再次按下

           keyscan2();

           delayms(100);

           }

        }

void delayms(uint xms)                        //延时子函数体

{

    uint i,j;

    for(i=xms;i>0;i--)        

        for(j=110;j>0;j--);

}