摘要：本文是基于单片机AT89C52设计的一种直流的稳压电源。在本文中，单片机AT89C52是该直流稳压电源控制电路的核心结构，这个电源通过键盘可以设定直流电源输出电压，然后经由D/A转换，就可以获得输出模拟量，在利用运算放大器，就可以输送出不同电压值。系统误差如果不超过1%，电压输出区间范围是0—12V且0.1V的步进值的需求是可以实现的。此时，数码管就可以将实际输出电压值展现出来。本文设计的电源具有电路结构简单和操作简便等特点，是可以满足当今不同的电子实验的要求[[[] 吴恒玉,唐民丽,何玲,黄果,韩宝如. ??基于89S51单片机的数控直流稳压源的设计 [J]. 制造业自动化. 2010 (01) 。]]。
关键词：电压源；AT89C52；D/A转换器。
1、系统硬件设计
1.1系统结构
设计的这个系统中，电源、单片机(AT89C52）、键盘模块、DC放大器电路和D/A转换电路是这个系统的主要组成部分，其具体结构图正如下图1所展示。为了保证产生的输出电压具有一定的可靠性和稳定性，因此本文设计的整个系统运用全桥整流电路结构其中键盘对数控电源输出具有操控作用，通过操作键盘可以输入所需的电压值，并且键盘还可以控制输出电压的步进调谐。所以，此电压源能够完成电压设定、电压显示等操作[[[] 滕建华. 基于单片机的直流稳压电源设计[J]. 科技信息,2010(19):143-144.]]。
图1：系统结构图
1.2电源电路
如果输入电压经常有改变，那么就会形成高频电磁噪音，这个噪音会对控制电路带来一定程度的影响，进而会影响到开关电源的电流输出，会让输出的电流更加稳定。因此，随着负载电路的使用，串联线性稳压电源将随之发生一定的变化。首先，在通过变压器以220/15的比率和50W的输出功率降低家用电压之后，使用桥式整流器电路来获得波动的DC。由于在这种波动的直流电中有许多交流分量，因此必须使用滤波电路来滤除这些分量，以获得平滑的输出电压。选用PI-RC滤波电路。选择串联反馈电路[[[] 张强.串联反馈式稳压电源改进电路[J].通信电源技术,2014,31(01):37-39.]]类型的电压进行电压调节，同时用集成运算放大器代替晶体管。于是就形成了一个比较简便，但是又比较稳定和可靠的电路。
1.3控制模块
控制模式是系统最重要的一个模块，这个模块拥有管理和协调整个系统的功能作用。单片机是有四个构成部分，分别是键盘控制、报警控制、短路保护控制以及电压显示控制，单片机内部具体构成情况具体如下图2所展示：
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如图2所展示，P0若是I/O输出端口，为了获得高电平输出，输出电路就要和4.7kΩ上拉电阻器连接[[[] 李珍,何值桐.单片机原理与应用技术[M].清华大学出版社,2003.]]，P1负责数码管控制和管控键盘，其中P1.0为按键步进控制位，P1.1为步进增量位，P1.2为步进减量位。为了消除其抖动，可以通过将三个外部键盘和上拉电阻器连接起来的方式来实现。
显示模块里面是三极管8550固定起来，然后和驱动三极管P1.5、P1.6分别连接到三极管8550的基座上，以确保数码管控制位的选择是一个有效的低电压电平。
1.4 D/A转换电压输出模块
D/A转换电压输出模块的主要构成部分是包括了DAC0832、集成运放TL082以及参考电压源。8位的DAC0832满足精度的要求下，单片机的P2处与D/A数据接口相连接。DAC0832芯片选择信号由P1.3引脚控制。DAC0832 IOUT2要借助外界的阻抗，才能够把电流转变成电压。DAC0832和TL082相连，从D / A转化所得电流就可以被转变成需要的电压[[[] 兰羽. 基于AT89S51的数控直流稳压电源设计[J]. 国外电子测量技术,2012,31(10):59-62.]]。
1.5辅助电源
辅助电源能够将D/A转换器、单片机当中的5V、15V电压进行互相转化。其电路原理图就是图3。从图3可以看出，变压器提供了24V的辅助交流电源。通过整流桥整流以及电容C2滤波，便可得到稳定的24V电源，并将得到的稳定的24V电源作为三端稳压器的输入电源。因此，当电容C5对输出进行滤波后，可以得到15V放大的稳定直流电压。LM7805输出电路和LM7815的几乎是 完全相同的。LM7805输出电压在经由两个电容器滤波之后会输出一个5V的电压，就可以当做是单片机的电源。
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2、系统软件设计
系统软件的功能作用是包括了键盘扫描、D/A转化等等。系统在通电时首先要初始化，同时会显示默认输出电压和预设电压值，然后根据按下的键调用子程序。此程序能够监控知道是否有按键以及具体按的键是哪一个。若是监控发现有按键，就会展现出对应信息，或是执行输出电压程序。而在键盘扫描程序当中，读取到不同键之后，就能够实现0.1 V和1 V的电压变化步长，从而可以实现准确控制输出电压的目的。图4正是系统流程图：
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3、实验分析
为了测试该系统的精度，则根据上述图1的逻辑结构，将源代码写入单片机进行硬件控制。测试结果见表1。根据下表1的测试数据结果我们就知道，系统误差如果不超过1%。那么这个电源系统就能够输送出比较稳定、可靠地电压。故可用于实际当中。
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4、结论
本文基于单片机设计的直流稳压电源，结构简易，操作方便，电压稳定可靠，输出精度较高。整个供电系统可实现智能输入、内部故障自检报警、动态数字显示、直流电压等级控制多种选择、高精度的步进电压调节，缩短了电源故障检修时间，提高了综合智能服务水平。更重要的是，它在高等教育领域具有相当高的实用价值，达到了预期效果。
参考文献