基于AT89C51单片机直流稳压电源的设计
摘要：本系统以单片机AT89C51为核心部件，由电源、键盘、显示、D/A转换、运放、输出等电路模块组成，利用软件的编程，实现对稳压电源的精确调整。基于单片机的直流稳压电源与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高、调节精度高、波纹电压低、有"+"、"-"步进电压调节功能以及其输出电压大小采用数码管显示的特点，有效地克服了传统电源的不足。
关键词：单片机AT89C51 直流稳压电源 D/A转换
1引言
随着社会飞速前进，用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后，以及设计不良和供电不足等原因造成末端用户电压的过低，而线头用户则经常电压偏高。对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备，犹如没有上保险。不稳定的电压会给设备造成致命伤害或误动作，影响生产，造成交货期延误、质量不稳定等多方面损失。同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件，使业主面临需要维修的困扰或短期内就要更新设备，浪费资源；严重者甚至发生安全事故。
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，因此对稳压电源的深度研究成为当今人们共同面对的问题。
2总体方案设计
2.1课题任务
基于单片机设计一个输出可调直流稳压电源，输出电压范围0-30v，步进值为0.1V，电压调整率Sv<0.05%V；电流调整率Si<0.03%A；纹波电压〈峰峰值<=5mV；具有过流保护和短路保护功能；用数字显示输出电压。
2.2方案一
采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套十进制计数器完成系统的控制功能，一方面完成电压的译码显示，另一方面其输出作为EPROM 的地址输入，而由EPROM的输出经D/A变换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。
2.3方案二
采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，可以经过DAC0832进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。采用软件方法来解决数据的预置以及电流的步进控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现本系统以直流电源为核心，利用51系列单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达0.1V，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。利用单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控，输出电压经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，经单片机分析处理， 通过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的压控电压源。所以在这里我们采用这种方案进行设计。
目录
1引言 1
2总体方案设计 1
2.1课题任务 1
2.2方案一 1
2.3方案二 1
2.4系统总体结构 2
3系统硬件设计 2
3.1 AT89C51单片机 2
3.2电源电路 4
3.3键盘接口电路 6
3.4 D/A转换电路 7
3.5显示电路 8
3.6 稳压输出电路 9
4系统软件设计 10
4.1程序流程图 10
4.2程序 12
5软硬件系统的调试 19
5.1系统调试 19
5.2系统测试 20
6参考文献 21
7附录 系统总原理图 22
参考文献
[1]吴青萍，电路基础，北京理工大学出版社
[2]沈任远，吴勇。模拟电子技术，机械工业出版社
[3]胡宴如，高频电子线路，高等教育出版社
[4]杨志忠，数字电子技术，高等教育出版社
[5]王正勇，Protel DXP实用教程，高等教育出版社
[6]王芳，EDA技术及其应用（第二版）
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