基于89S51单片机的数控直流稳压源的设计

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。

1 系统硬件设计

1.1 系统总体结构

本系统是以AT89S5l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”、“+”、“一”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。

图1系统原理框图

1.2 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。

图2 AT89S51最小系统图

图3键盘接口电路

图4预置电压显示电路

1.2.1 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、“一”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。

1.2.2 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。