用单片机制作的直流稳压可调电源

用单片机制作的直流稳压可调 电源 · 华 中科技 大学控 制科 学 与工程 系胡桂 阳卢 月琼李 昌禧 · 传统 的直流稳压电源输 出电压是通过粗调波段 开关及细调 电位器来调节的 ，并 由电压表指示电压值的大小。这种直流稳 压电源存在读数不直观、电位器易磨损、稳压精度不高 、不易 调准、电路构成复杂 、体积大等缺点，而基于单片机控制的直 流稳压 电源能较好地解决 了以上问题 。 1． 电源的功能和特点 该电源采用 可控硅作 为第 一级 调压 元件 ，用稳压 电源芯 片 LM3 17、LM337 作第二级调压元件，通过AT89S5 1单片机控制 继 电器来改变电阻网络 的电阻 ，从 而改变调压元件的外围参数 ， 获得从 2 ～18V 、0．1V步 长可调 电压 ，驱动能力最大可达 1A，同 时可以显示正负两路 电源 的电压值和输 出电流 的大小 。该 电源 主要特点如下 ： ( 1 ) 通过控制可控硅 BT151 的导通 角 ，使整流后输 出电压 的平均 值发生变化 ，达到调 压的 目的 ，以降低稳 压 电源芯 片 LM3 17 、LM337 的功耗 。 ( 2 ) 保存掉电前设置的电压值，重新上电后用户不用设置 电压值 ，避免了调试中断重新上电后电压值过高损坏用户设备 的可能 。 ( 3 )有两组互相隔离 的电压输出。一路输 出固定电压 + 5V； 另外一 路输 出正 负步 长0 ．1V 可调 的电压 ，输 出范 围为 ±2 ～ ± 18V，最大负载为 1A ，显示实际输 出电压误差不超过 0．05V。 ( 4 ) 电路具 有双 重保 护功能。为了防止负载短路烧 毁三端 稳压芯 片 ，在取样 电阻前端添加 了一个 1A的保险 ，而且 在软件 中也设计 了过载保护 。 2．硬件 电路设计 硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、正负压差控制 电路 、稳压及输 出电压控制电路 、电压 电流采样 电路 、掉 电前 重要数据存取电路 、单片机、键盘显示和程序下载电路等几部 分，硬件部分原理框图如图 1所示。 ( 1 )压 差控 制电路 为降低三端稳压器件 LM317 、LM337 的 功耗 ，必须控制LM317、LM337输入端与输出端的压差，压差 图 1 数据存取 L 控 制电路 由单结晶体管BT33 、积分 电路(Rp、C3)和可控硅BT151 组成 ，如图 2 所示 。由于负端 电路 与正端 电路完全对称 ，下面 分 析的电路以正端为例进行说明 。 充放电电路由 BT33和 Rp、c3 组成 ，充放电时间 T =ap C3。 通 过控 i~lJRp电阻的大小来改变充放 电时 间 T ，从而改 变可控硅 BT151的导通角 ，使整流后输出电压的平均值发生变化 ，达到 调压的 目的。为了实现 自动调压差，将 Rp用继电器控制的 问多，因此必须采用调用定时中断的方式来测温，以减小 CPU 负担 ，定时器 0 的定 时时间为 50ms，每过 250ms ( 5 次 中断 ) 测 一次温。延时子程序主要供数码显示程序调用 ，延 时时间为 0． 5ms，延 时时间决定了数码显示的刷新周期 ，因为显 示数码为 三位 ，所以刷新周期为 1．5ms。 字形码的输 出用 了 P3 口的 P3．1～P3．5 、P3．7 ，P3 口输 出的 数据通过查表获得。因为数码管为共阳型 ，所以相应 的输 出位 为0 时笔段亮。存储器 20H、21H、22H单元分别作为个位数、 十位数 、百位数的存储单元 ，其数值作为查表的指针。 动态扫描显示由数码显示程序完成 ，当个位数送到 P3 口 时，P1．3 输 出低 电平 ，VT4 导通 ，数码 管 DS3 显示个位数 ；当 十位数送到 P3 口时 ，P1．4 输出低 电平 ，VT3 导通 ，数码管 DS2 显示 十位数 ；当百位数送 到 P3 口时 ，P1．5 输 出低 电平 ，VT2 导 通 ，数码管 DS1 显示 百位数 ，如果温度 为负值 ，则百 位数显示 负号。这样 轮流工作 即可显示 温度 值。 在测温结束时 ，P3．6 由0 翻转为 1，由于程序判断 P3．6 为 高电平要用两个机器周期，关闭定时器 1停止计数要用 1个机 器周期，总共为3个机器周期 ，这会使定时器 1的计数...