原创《基于PIC18单片机弹载电源控制系统设计》：本论文可用于单片机论文范文参考下载，单片机相关论文写作参考研究。
摘 要：电源系统是空空导弹工作的动力源.随着导弹贯标工作的开展,导弹电源系统承担的控制功能越来越多,采用传统的分立器件搭建模拟电路完成任务,产品的可靠性和工艺性都较差.PIC18系列微控制器（MCU）具有体积小、功能强和抗干扰能力好等优点,且已被成功应用到航空航天等军工领域,其技术成熟度和可靠性已得到证实.本文将PIC18系列MCU应用于空空导弹电源系统,实现了电源控制系统的数字化,以进一步提高电源的可靠性和抗干扰能力.
关键词：空空导弹；弹载电源；微控制器；PIC18
中图分类号：TJ760；TN86文献标识码：A文章编号：1673-5048（2014）04-0023-04
0引言
随着空空导弹的发展,电源系统承担的功能越来越多,不仅仅限于为导弹转接载机电源,为全弹提供各部件所需电源等功能,还要承担相应的电池电压检测、点火控制等功能[1],因此,对电源系统所占空间、加工制作工艺和可靠性等都提出了更高的要求.单片机以体积小、功能强、发展技术成熟[2-3]等特点,被广泛应用于民用、航空航天等军工领域.在设计电源系统过程中,以提高可靠性和自检深度为主,同时要求体积小、抗干扰能力强,设计简单可靠的数字控制器,因此本文选择PIC18LF4523微控制器芯片设计电源控制系统.
1系统总体方案
1.1PIC18LF4523芯片性能简介
PIC18LF4523功能强大、可靠性高、体积小巧,电源控制系统涉及到的主要指标有：最多13路通道的12位A/D；主同步串行口模块,支持3线SPI和I2CTM主/从模式；增强型USART模块,支持RS-485/RS232和LIN1.2等通讯模式；4种晶振模式,频率最高位25MHz.
本设计方案利用PIC18系列微控制器强大的功能及外设接口[4-6],对电源系统的控制电路进行数字化设计,实现电池电压检测、电池点火控制以及发动机点火控制的数字化控制和自检.
1.2电路工作原理
该方案具体设计为：以数字电路为主,模拟电路为辅,以PIC18LF4523为电源系统控制电路的核心处理器,和飞行控制组件之间的数据交换采用RS485数据交换方式；考虑到载机和电源之间的数据传输存在信号电平高,干扰强的特点,采用光耦进行隔离变换；芯片供电采用+5V电源（硬件设计时,将电路中的固态继电器也选择使用+5V控制关断的产品,便于统一供电）,无需再进行电源转换；通过芯片内部自带的模数转换器（ADC）采集所需电压,实现电压采集、比较和电路自检功能；芯片的I/O口可直接驱动固态继电器,对于电磁继电器使用晶体管进行驱动信号的隔离放大,实现点火控制等功能；通过标准的ICSP接口和上位机进行数据交换和程序烧写及调试.电源数字控制部分的工作原理如图1所示.
2电路详细设计
2.1电源系统和飞控间的数据传输
芯片PIC18LF4523拥有增强型的USART通讯模块,可配置为全双工异步（RS422）或半双工同步（RS485）通讯模式.在全双工异步模式下,还可以实现自动比特率检测和校准、接收到字符时自动唤醒和12位间隔字符发送等功能.
电路设计选择MAX3160实现PIC18LF4523和飞控之间的通讯转接.MAX3160是一种可编程的多协议收发器,支持RS232/RS485/RS422等多种传输方式,技术成熟,系统传输速率最大可达10Mbps.电源系统和飞控之间采用RS422全双工异步串口通讯标准进行数据交换,数据传输采用平衡驱动和差分接收的方法,有效消除噪声和干扰.将MAX3160的第11引脚RS485/232接高电平,选定RS485或RS422模式,再将第12引脚HALF/FULL接低电平,选定RS422全双工模式,MAX3160通过SCIRXD和SCITXD和PIC18LF4523进行数据交换,具体电路如图2所示.
2.2点火约束模拟信号处理
载机除向电源系统供电外,还和电源系统之间存在数据交换.为避免载机对单片机的电气影响,电源控制系统采用光耦器件接收来自载机的点火约束模拟信号,将高电压的电平信号转换为和单片机兼容的低电平信号,同时实现单片机和输入信号的电气隔离.载机和电源之间的数据传输,容易受到机载信号的串扰,因此对载机发送的信号,控制器需要在软件上对接收到的信号宽度进行判断,以剔除噪声.具体电路如图3所示.
2.3数据采集和供电系统
电源控制系统需要完成对两路电池电压（B1和B2）是否正常供电的检测,因此需要对电池电压进行采集.PIC18LF4523的模数转换器ADC为12位精度,包含5个寄存器,可通过软件选择器件的正负电源电压（VDD和VSS）或VREF+和VREF引脚上的电压作为A/D转换的模拟参考电压.
设计方案使用芯片外部提供的+5V电源,经滤波后既作为芯片的供电电源,也作为输入接在芯片RA3/AN3/VREF+引脚（22引脚）,同时在软件上将该引脚的输入设置为ADC的模拟电压参考电源.
文章设计电源系统数据采集和单片机供电系PIC18LF4523拥有一个13通道输入的12位逐次逼近型ADC（模数转换器）,和A/D转换器相关的每个端口引脚都可以被配置为模拟输入或数字I/O.单端电压输入以0V（GND）为基准,为降低采样误差,AD采样的端口在软件里设置为高阻抗状态,关闭上拉电阻.选择模拟输入通道后,必须对通道进行采样才能启动转换,采集时间须大于最小采集时间.
电池电压检测工作原理是：ADC对引脚19,20采集端口的电压进行采集并转化为内部电压,和程序设定的电压值进行比较,当采集的电压值大于程序设定的电压值时,芯片输出电压正常信号BTOK（41引脚）,随后采集端口保持采样一定时间后关闭,以避免干扰.
单片机论文参考资料：
结论：基于PIC18单片机弹载电源控制系统设计为适合单片机论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关单片机c语言编程300例开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
