基于AT89S51控制的可調(diào)穩(wěn)壓電源的原理及設(shè)計

本文所介紹的穩(wěn)壓電源采用AT89S51單片機控制。用電位器作為記憶元件，555電路作為A/D轉(zhuǎn)換、分立元件作為D/A轉(zhuǎn)換。使用方便、整機造價較低。

一、工作原理

電路如圖l所示。555時基集成電路構(gòu)成頻率可調(diào)的振蕩器，其振蕩頻率由RP2決定。以此實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。運放器U4和電阻R15-R31構(gòu)成T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路。上電后，555輸出方波信號，單片機通過檢測該信號的低電平持續(xù)時間來決定輸出數(shù)字量的大小。RP2向上滑動，555輸出頻率變低。低電平持續(xù)時間變長，單片機輸出數(shù)字量變大，輸出電壓變?。环粗敵鲭妷鹤兇?。運放器U4輸出的模擬量為負電壓。經(jīng)U2變換后輸出電壓為正值。當U4輸出為0V時輸出電壓最大，即為12V；當U4輸出-12V時輸出電壓最小，即為0V；當U4輸出-aV（a》O）時輸出電壓為（12-a）V。

二、程序設(shè)計

為了簡化程序，555的輸出信號接至單片機的外部中斷INT0，單片機輸出的數(shù)字量就是計數(shù)器R0的值。如圖2所示，主程序被進入INTO中斷程序后，R0開始計數(shù)，R0的最小值為1.最大值為256。中斷程序循環(huán)一次需10μs.循環(huán)次數(shù)由INTO的輸入低電平持續(xù)時間決定。故采樣周期為10μs，INTO的輸入低電平持續(xù)時間越長，R0的值就越大。也就是說，555輸出信號的低電平持續(xù)時間應(yīng)該在10～2560μs之間變化（不考慮中斷響應(yīng)時間）。實際上，555的振蕩頻率并不穩(wěn)定。所以要將555輸出信號的低電平持續(xù)時間嚴格控制在這個范圍內(nèi)并不現(xiàn)實。圖l中的555輸出信號的低電平持續(xù)時間約30～3000μs，超過2560μs時R0的值溢出并被置為256。采樣完成后，INTO中斷被關(guān)閉。防止單片機在執(zhí)行圖3主程序的一次循環(huán)中產(chǎn)生多次中斷而造成混亂，即主程序每循環(huán)一次只能響應(yīng)一次中斷，輸出電壓只更新一次。

三、調(diào)試

按圖1將電路裝配完畢后。調(diào)節(jié)RP2并測量輸出電壓。觀祭數(shù)碼管的顯示值是否與輸出電壓對應(yīng)。若不對應(yīng)，可調(diào)節(jié)RPl使其對應(yīng)。有時調(diào)節(jié)RP2不能得到0V電壓。但最低電壓應(yīng)接近0V。