一種基于AT89C51的智能穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本文介紹了一種基于AT89C51的智能穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案，其核心技術(shù)是通過AT89C51控制數(shù)模轉(zhuǎn)換來改變其后穩(wěn)壓模塊的輸出。該系統(tǒng)由整流濾波初步穩(wěn)壓電路部分、AT89C51控制部分、DAC和顯示部分組成，該穩(wěn)壓電源能連續(xù)步進(jìn)可調(diào)，并可實(shí)時(shí)顯示，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。

本系統(tǒng)研究的直流穩(wěn)壓電源主要是符合智能化、數(shù)字化及模塊化的特點(diǎn)：智能化指系統(tǒng)有可編程模塊能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制;數(shù)字化指系統(tǒng)輸出電壓通過7段數(shù)碼管顯示，并可通過按鍵對(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)步進(jìn)數(shù)字化調(diào)節(jié);模塊化指系統(tǒng)由各個(gè)相關(guān)模塊組成，提高了系統(tǒng)的可靠性。

AT89C51智能型穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理

1、設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)由各模塊組成，其模塊構(gòu)成的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2、組成模塊電路設(shè)計(jì)方案

(1)電源電路模塊設(shè)計(jì)方案。采用LM7815、LM7915系列三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路(電路如圖2)為運(yùn)放TL082、單片機(jī)AT89C51和數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC08 32器件提供穩(wěn)定的工作電壓，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工作電壓和系統(tǒng)穩(wěn)壓電源的連續(xù)步進(jìn)可調(diào)。

(2)AT89C51主控模塊設(shè)計(jì)方案。AT89C51是系統(tǒng)的控制核心，主要通過控制數(shù)摸轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)對(duì)穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)，并控制顯示電路，其電路如圖3所示。

主控電路中包括AT89C51工作的基本電路：復(fù)位電路和晶振電路。另有兩個(gè)按鍵：+SW鍵和-SW鍵，這兩個(gè)按鍵用于控制輸出電壓的增加與減小。

(3)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC0832設(shè)計(jì)方案。DAC模塊連接著控制部分與穩(wěn)壓部分，具體電路如圖4所示。

該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用的是DAC0832單極性輸出方式，輸出Vo=-B×Vref/256，其中B值為D0～D7組成的8位二進(jìn)制，取值范圍為 0～255，Vref是參考電壓，該電壓有電阻R2和可變電阻R3分壓所得，通過調(diào)節(jié)可變電阻可改變參考電壓Vref.

(4)顯示電路模塊設(shè)計(jì)方案。顯示電路是對(duì)系統(tǒng)輸出電壓進(jìn)行顯示，使得整個(gè)系統(tǒng)更加合理，由于只顯示輸出電壓，所以顯示器件采用數(shù)碼管，電路如圖5所示。

(5)穩(wěn)壓電路模塊設(shè)計(jì)方案。穩(wěn)壓部分是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)核心，DAC模塊輸出的模擬信號(hào)決定最終的輸出電壓，電路如圖6所示。

穩(wěn)壓電路中電阻R7和R8組成取樣電路，對(duì)輸出電壓進(jìn)行取樣，運(yùn)放TL082構(gòu)成比較電路，對(duì)采樣電壓與數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出的電壓進(jìn)行比較以控制調(diào)整電路，三極管Q1和Q2構(gòu)成調(diào)整電路，調(diào)整電路通過改變?nèi)龢O管的壓降來調(diào)整輸出電壓。