中心議題：

• 研究數字化控製在直流穩壓電源中的應用設計
• 係統硬件設計

解決方案：

• 以單片機為核心
  ，結合數字反饋控製技術

• 采用彙編語言編寫軟件

引言

直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)是(shi)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)不(bu)可(ke)缺(que)少(shao)的(de)設(she)備(bei)。常(chang)見(jian)的(de)直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)，大(da)都(dou)采(cai)用(yong)串(chuan)聯(lian)反(fan)饋(kui)式(shi)穩(wen)壓(ya)原(yuan)理(li)
，通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)輸(shu)出(chu)端(duan)取(qu)樣(yang)電(dian)阻(zu)支(zhi)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)位(wei)器(qi)來(lai)調(tiao)整(zheng)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。由(you)於(yu)電(dian)位(wei)器(qi)阻(zu)值(zhi)變(bian)化(hua)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)和(he)調(tiao)整(zheng)範(fan)圍(wei)窄(zhai)，使(shi)普(pu)通(tong)直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)精(jing)確(que)調(tiao)整(zheng)。目(mu)前(qian)，直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)已(yi)朝(chao)著(zhe)多(duo)功(gong)能(neng)和(he)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)
，本(ben)文(wen)以(yi)單(dan)片(pian)機(ji)為(wei)核(he)心(xin)，結(jie)合(he)數(shu)字(zi)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)。該(gai)電(dian)路(lu)具(ju)有(you)電(dian)壓(ya)調(tiao)整(zheng)簡(jian)便(bian)，讀(du)數(shu)直(zhi)觀(guan)，電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)穩(wen)定(ding)
，便(bian)於(yu)智(zhi)能(neng)化(hua)管(guan)理(li)的(de)特(te)點(dian)，有(you)效(xiao)地(di)克(ke)服(fu)了(le)傳(chuan)統(tong)電(dian)源(yuan)的(de)不(bu)足(zu)。

1 係統功能係統

電壓調節範圍為0一12V，最大輸出電流2A
，具有過載和短路保護功能。數字顯示有4位，其中1位功能顯示，另3位顯示輸出電壓以及電路參數設定值。鍵盤設有4個(ge)鍵(jian)
，功(gong)能(neng)選(xuan)擇(ze)鍵(jian)
，步(bu)進(jin)增(zeng)減(jian)鍵(jian)以(yi)及(ji)確(que)認(ren)鍵(jian)。功(gong)能(neng)選(xuan)擇(ze)鍵(jian)用(yong)於(yu)啟(qi)動(dong)參(can)數(shu)設(she)定(ding)狀(zhuang)態(tai)，步(bu)進(jin)增(zeng)減(jian)鍵(jian)用(yong)於(yu)設(she)定(ding)參(can)數(shu)數(shu)值(zhi)，確(que)認(ren)鍵(jian)用(yong)於(yu)輸(shu)入(ru)設(she)定(ding)值(zhi)電(dian)源(yuan)開(kai)機(ji)設(she)定(ding)值(zhi)為(wei)前(qian)次(ci)使(shi)用(yong)值(zhi)。此(ci)時(shi)按(an)鍵(jian)，則(ze)電(dian)壓(ya)顯(xian)示(shi)值(zhi)出(chu)現(xian)閃(shan)爍(shuo)現(xian)象(xiang)，表(biao)示(shi)進(jin)人(ren)參(can)數(shu)設(she)定(ding)狀(zhuang)態(tai)。通(tong)過(guo)按(an)鍵(jian)功(gong)能(neng)選(xuan)擇(ze)可(ke)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)設(she)定(ding)參(can)數(shu)之(zhi)間(jian)切(qie)換(huan)，再(zai)按(an)確(que)認(ren)鍵(jian)進(jin)人(ren)設(she)定(ding)狀(zhuang)態(tai)，通(tong)過(guo)增(zeng)減(jian)鍵(jian)改(gai)變(bian)設(she)定(ding)值(zhi)，按(an)確(que)認(ren)鍵(jian)輸(shu)入(ru)設(she)定(ding)值(zhi)。係(xi)統(tong)設(she)有(you)自(zi)動(dong)識(shi)別(bie)功(gong)能(neng)，將(jiang)不(bu)接(jie)受(shou)超(chao)出(chu)使(shi)用(yong)範(fan)圍(wei)的(de)設(she)定(ding)值(zhi)。 2 係統硬件設計

2.1 電路原理

電路係統結構如圖1所示
，係統選用AT89C51單片機為控製核心
，外部擴展一片電擦除2864存儲器用以實現斷電參數存儲功能。單片機計算設定值與AID轉換采樣反饋值的偏差以及偏差的變化率，得出相應的輸出值
，由D/A轉換電路變換為模擬量去驅動電壓輸出控製電路，從而使電壓穩定在設定值。
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2.2 顯示輸出及按鍵輸入電路

LED顯示器和74LS247,74LS138構成信息顯示係統
，顯示數據由單片機P0口輸出。顯示內容主要有電源實際輸出電壓、電流，限定的電壓
、電流
，PID參數。輸入操作由四個輕觸按鍵完成
，采用獨立式按鍵中斷接口方式，單片機響應中斷後
，讀取P1口數據並進行相應的按鍵處理程序。由於采用中斷方式
，占用係統時間較少。功能選擇鍵，其功能循環的路徑為：輸出電壓顯示~輸出電壓設定一比例參數~積分參數~微分參數一輸出電壓顯示，參數設定通過按“+ 、一”鍵改變，按確認鍵輸入存儲器，保存在2864存儲單元中。 2.3 穩壓輸出

電路單片機根據按鍵設定值和A/D轉換的采樣值計算出輸出值

，通過數據總線把數據傳送到DAC0832,進行D/A轉換
，由IOUT1 ,IO UT2輸出相應的模擬電流信號
，經運算放大器轉換為0-5V的模擬電壓信號，再經一級比例放大電路放大後驅動電壓調整管Q1，電路原理見圖3,Q1接成射極跟隨器的形式，一方麵可以保證輸出電壓與輸入電壓一致
，另一方麵減小輸出電阻，提高電源的帶負載能力。輸出電壓經R3,R4分壓後，送到A/D轉換電路，采樣處理後，反饋到單片機。當采樣值高於設定值

，單片機計算出輸出量減小，相應Ql基極電位下降
，輸出電壓下降。當輸出電壓過低時，電壓反饋穩定過程與此相反。由此，實現了輸出電壓的穩定。
2.4 AID轉換電路

AID轉換電路主要由ADC0809及500KHZ方波發生器組成。其中500KHZ信號是由555定時器組成的多諧振蕩器，為ADC0809提供時鍾源。模數轉換完成以後，ADC0809向單片機申請中斷。

3 軟件設計軟件

采用彙編語言編寫，全部模塊化編程。係統主要由顯示模塊、按鍵輸入中斷模塊、電壓調整量計算模塊等組成。

主程序進行係統初始化設定
，包括I/O口、定時器、中斷
、各ge數shu據ju緩huan衝chong區qu初chu始shi化hua，輸shu出chu顯xian示shi信xin息xi並bing對dui係xi統tong進jin行xing監jian控kong等deng待dai中zhong斷duan。按an鍵jian輸shu入ru及ji數shu模mo轉zhuan換huan都dou將jiang激ji發fa中zhong斷duan。其qi中zhong數shu模mo轉zhuan換huan中zhong斷duan優you先xian級ji高gao於yu按an鍵jian輸shu入ru中zhong斷duan。數shu模mo轉zhuan換huan中zhong斷duan子zi程cheng序xu及ji按an鍵jian中zhong斷duan處chu理li子zi程cheng序xu流liu程cheng框kuang圖tu見jian圖tu4和圖5,按鍵中斷由INT1引人
，進人按鍵中斷後
，單片機首先掃描P1口，若某位為低電平，先延時loms
，然ran後hou再zai讀du人ren該gai位wei
，如ru果guo讀du得de值zhi仍reng為wei低di電dian平ping，可ke確que認ren此ci鍵jian已yi按an下xia。然ran後hou調tiao用yong該gai鍵jian的de鍵jian處chu理li子zi程cheng序xu。在zai按an鍵jian中zhong斷duan中zhong，功gong能neng鍵jian的de中zhong斷duan優you先xian級ji最zui高gao。