以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源设计方案

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。

2.2.1 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。

2.3 电源部分
2.3.1 主电源电路
        电源部分输入220V、50Hz 交流电，输出全机所需的三种电压：+5V、+15V、-5V，主要 供数控部分和D/A 转换芯片使用；+15V 作为运放的正电源，同时也是稳压输出电路的主电 源。该电源模块部分拓展了-5V 负电压，同时作为运放的负电源，如图5 所示。

        图6 主程序流程图
3.2 过流保护程序
        从数模转换电路转换出的信号，一路经过流检测电路，把检测到的信号，送入单片机最 小系统进行处理，若过流，则蜂鸣器鸣叫。过流保护程序流程图如图7 所示。