基于89S51單片機的數控直流穩壓源的設計

引言

直流穩壓電源是電子技術(shù)常用的設備之一，廣泛的應用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統的多功能直流穩壓電源功能簡(jiǎn)單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復雜度高。普通直流穩壓電源品種很多．但均存在以下問(wèn)題：輸出電壓是通過(guò)粗調(波段開(kāi)關(guān))及細調(電位器)來(lái)調節。這樣，當輸出電壓需要精確輸出，或需要在一個(gè)小范圍內改變時(shí)(如1.02～1.03V)，困難就較大。另外，隨著(zhù)使用時(shí)間的增加，波段開(kāi)關(guān)及電位器難免接觸不良，對輸出會(huì )有影響。常常通過(guò)硬件對過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護，電路構成復雜，穩壓精度也不高。本文設計了一種以單片機為核心的智能化高精度簡(jiǎn)易直流電源，克服了傳統直流電壓源的缺點(diǎn)，具有很高的應用價(jià)值。

1 系統硬件設計

1.1 系統總體結構

本系統是以AT89S5l單片機為核心控制器，具有電壓可預置、可步進(jìn)調整、輸出的電壓信號和預置的電壓信號可同時(shí)顯示的數控直流電源，其硬件原理方框圖如圖1所示。系統由AT889S51控制電路、鍵盤(pán)電路、電源電路、D／A電路、功放電路、短路保護及報警電路、穩壓輸出電路、LED顯示電路八部分組成。系統通過(guò)“開(kāi)關(guān)”、“+”、“一”三個(gè)按鍵來(lái)控制預置電壓的升降，并通過(guò)數碼管顯示。AT89S51單片機送出相應的數字信號，在D／A轉換之后輸出電流，經(jīng)集成運放LM358轉換、三極管放大、RC網(wǎng)絡(luò )濾波，最終穩定。同時(shí)由LED數碼管顯示輸出電壓；由數字電壓表測量實(shí)測值。

圖1系統原理框圖

1.2 數控部分

主要由AT89S51最小系統控制，它要完成鍵盤(pán)控制、預置電壓顯示控制、短路保護控制及報警控制等功能。AT89S51最小系統如圖2所示。

圖2 AT89S51最小系統圖

圖3鍵盤(pán)接口電路

圖4預置電壓顯示電路

1.2.1 鍵盤(pán)接口電路

鍵盤(pán)接口電路如圖3所示。鍵盤(pán)設計由三個(gè)按鍵控制即：“開(kāi)關(guān)”鍵、“+”鍵、“一”鍵，并外接三個(gè)上拉電阻控制鍵盤(pán)去抖。此三鍵分別連接到單片機的P1.0、P1.1、P1.2接口進(jìn)行控制。

1.2.2 預置電壓顯示電路

預置電壓顯示電路如圖4所示。本設計選用譯碼驅動(dòng)器74F244，用來(lái)驅動(dòng)LED數碼管顯示預置電壓，分別由單片機P2．0～P2．7接口控制。LED共陰極控制端由P1．4～P1．6接口控制，并用三極管8050來(lái)控制LED的顯示。