• 以單片機為核心的智能化高精度簡易直流電源的設計 

解決方案：

• 以AT89S51 單片機為核心控製器
• 軟件控製程序由主程序和過流保護程序兩部分

1 引言
直流穩壓電源是電子技術常用的設備之一
，廣泛的應用於教學、科研等領域。傳統的多功能直流穩壓電源功能簡單、難控製、可靠性低
、幹擾大
、精度低且體積大
、複雜度高。普通直流穩壓電源品種很多。但均存在以下問題：輸出電壓是通過粗調（波段開關)及細調(電位器)來調節。這樣
，當輸出電壓需要精確輸出，或需要在一個小範圍內改變時（如1.02~1.3V)

，困kun難nan就jiu較jiao大da。另ling外wai，隨sui著zhe使shi用yong時shi間jian的de增zeng加jia，波bo段duan開kai關guan及ji電dian位wei器qi難nan免mian接jie觸chu不bu良liang，對dui輸shu出chu會hui有you影ying響xiang。常chang常chang通tong過guo硬ying件jian對dui過guo載zai進jin行xing限xian流liu或huo截jie流liu型xing保bao護hu

，電dian路lu構gou成cheng複fu雜za，穩wen壓ya精jing度du也ye 不高。本文設計了一種以單片機為核心的智能化高精度簡易直流電源，克服了傳統直流電壓源的缺點
，具有很高的應用價值。

2 係統硬件設計
2.1 係統總體結構
本係統是以AT89S51 單片機為核心控製器，具有電壓可預置、可步進調整
、輸出的電 壓信號和預置的電壓信號可同時顯示的數控直流電源
，其硬件原理方框圖如圖1 所示。係統 由AT889S51 控製電路、鍵盤電路、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。係統通過“開關”、“+”、“-”三個按鍵來控製預置電壓的升降，並通過數碼管顯示。AT89S51 單片機送出相應的數字信號，在D/A 轉換之 後輸出電流，經集成運放LM358 轉換、三極管放大、RC 網絡濾波，最終穩定。同時由LED 數碼管顯示輸出電壓；由數字電壓表測量實測值。 2.2 數控部分
主要由AT89S51 最小係統控製，它要完成鍵盤控製、預置電壓顯示控製
、短路保護控製 及報警控製等功能。AT89S51 最小係統如圖2 所示。 2.2.1 鍵盤接口電路
鍵盤接口電路如圖3 所示。鍵盤設計由三個按鍵控製即：“開關”鍵
、“+”鍵、“-”鍵， 並外接三個上拉電阻控製鍵盤去抖。此三鍵分別連接到單片機的P1.0
、P1.1
、P1.2 接口進行控製。 2.2.2 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器74F244
，用來驅動LED 數碼管 顯示預置電壓，分別由單片機P2.0～P2.7 接口控製。LED 共陰極控製端由P1.4~P1.6 接口 控製
，並用三極管8050 來控製LED 的顯示。 2.3 電源部分
2.3.1 主電源電路
電源部分輸入220V、50Hz 交流電，輸出全機所需的三種電壓：+5V、+15V
、-5V，主要供數控部分和D/A 轉換芯片使用；+15V 作為運放的正電源
，同時也是穩壓輸出電路的主電源。該電源模塊部分拓展了-5V 負電壓，同時作為運放的負電源，如圖5 所示。 2.3.2 穩壓輸出部分
穩壓輸出部分是將控製部分送來的電壓控製字數據轉換成穩定的電壓輸出。它由轉化器（DAC0808）、集成運放LM358、晶體三極管、基準電壓源（+15V）、過流檢測電路組成。 穩壓輸出模塊包括過流檢測電路，當電源過流時，過流檢測電路輸出為低電平其

，送到 CPU 的 INT0 申請中斷，CPU 接收後，延遲5ms。

3 係統軟件設計
軟件控製程序由主程序和過流保護程序兩部分
，其主要實現步進加減、D/A 轉換
、鍵盤 掃描
、LED 顯示
、電流報警等功能。

3.1 主程序
首先初始化係統
，即AT89S51 單片機係統的初始化，再對係統時間進行設置 ，調用按鍵處理子程序，判斷是否有按鍵按下


，若有就調用顯示處理程序，顯示處理程序在數碼管上 顯示預置電壓，由單片機控製的信號經D/A 轉換後，通過檢測電路判斷是否短路
，若短路則 啟動中斷保護。否則，實現穩壓輸出。主流程圖如圖6 所示。

3.2 過流保護程序
從(cong)數(shu)模(mo)轉(zhuan)換(huan)電(dian)路(lu)轉(zhuan)換(huan)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)

，一(yi)路(lu)經(jing)過(guo)流(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)，把(ba)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)信(xin)號(hao)，送(song)入(ru)單(dan)片(pian)機(ji)最(zui)小(xiao)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，若(ruo)過(guo)流(liu)
，則(ze)蜂(feng)鳴(ming)器(qi)鳴(ming)叫(jiao)。過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)程(cheng)序(xu)流(liu)程(cheng)圖(tu)如(ru)圖(tu)7 所示。 4 結束語
本(ben)設(she)計(ji)以(yi)單(dan)片(pian)機(ji)為(wei)核(he)心(xin)設(she)計(ji)一(yi)種(zhong)智(zhi)能(neng)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)
，不(bu)但(dan)電(dian)路(lu)簡(jian)單(dan)，結(jie)構(gou)緊(jin)湊(cou)
，價(jia)格(ge)低(di)廉(lian)，性(xing)能(neng)卓(zhuo)越(yue)。所(suo)研(yan)製(zhi)的(de)智(zhi)能(neng)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)可(ke)利(li)用(yong)單(dan)片(pian)機(ji)設(she)置(zhi)周(zhou)密(mi)的(de)保(bao)護(hu)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)
，確(que)保(bao)電(dian)源(yuan)運(yun)行(xing)可(ke)靠(kao)。輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)采(cai)用(yong)數(shu)字(zi)顯(xian)示(shi)，輸(shu)人(ren)采(cai)用(yong)鍵(jian)盤(pan)方(fang)式(shi)，電(dian)源(yuan)的(de)外(wai)表(biao)美(mei)觀(guan)，操(cao)作(zuo)使(shi)用(yong)方(fang)便(bian)，具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)使(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)。