基于单片机数控直流稳压电源的设计与实现

1 引言

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多 功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普 通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如 1.02~1．03V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也 不高。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压 源的缺点，具有很高的应用价值。2 系统硬件设计
2.1 系统总体结构本系统是以AT89S51 单片机为核心控制器，具有电压可预置、可步进调整、输出的电 压信号和预置的电压信号可同时显示的数控直流电源，其硬件原理方框图如图1 所示。系统 由AT889S51 控制电路、键盘电路、电源电路、D/A 电路、功放电路、短路保护及报警电路、 稳压输出电路、LED 显示电路八部分组成。系统通过“开关”、“+”、“-”三个按键来控制预置电压的升降，并通过数码管显示。AT89S51 单片机送出相应的数字信号，在D/A 转换之 后输出电流，经集成运放LM358 转换、三极管放大、RC 网络滤波，最终稳定。同时由LED 数码管显示输出电压；由数字电压表测量实测值。2.2 数控部分主要由AT89S51 最小系统控制，它要完成键盘控制、预置电压显示控制、短路保护控制 及报警控制等功能。AT89S51 最小系统如图2 所示。2.2.1 键盘接口电路键盘接口电路如图3 所示。键盘设计由三个按键控制即：“开关”键、“+”键、“-”键， 并外接三个上拉电阻控制键盘去抖。此三键分别连接到单片机的P1.0、P1.1、P1.2 接口进行控制。2.2.2 预置电压显示电路预置电压显示电路如图4 所示。本设计选用译码驱动器74F244，用来驱动LED 数码管 显示预置电压，分别由单片机P2.0～P2.7 接口控制。LED 共阴极控制端由P1.4~P1.6 接口 控制，并用三极管8050 来控制LED 的显示。