基于51單片機的數(shù)控穩(wěn)壓源研究

楊冬冬　周明　趙鑫

摘要：直流穩(wěn)壓源通常是將220V的交流電經(jīng)過變壓器變壓，在經(jīng)過整流、濾波以及穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的直流電壓。通過采用51單片機以及LM2576-ADJ作為改變電壓輸出大小的主要控制器件，調(diào)整滑動變阻器來實現(xiàn)輸出電壓幅值的改變。同時利用AD0823來實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換以及向數(shù)碼管提供顯示信息。本系統(tǒng)主要有整流濾波模塊、輸出電壓控制模塊（LM2579）、AD轉(zhuǎn)換模塊AD0832、單片機控制模塊（51單片機）、DSl8820測溫模塊、數(shù)碼管顯示模塊（四位八段數(shù)碼管）所組成，從而構(gòu)成一個完整的數(shù)控直流可調(diào)穩(wěn)壓源。

關(guān)鍵詞：LM576；輸出電壓；單片機；數(shù)碼管

隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)控電源技術(shù)在各行各業(yè)當(dāng)中起到了重要的作用。為了減少普通電源在工作中帶來的誤差，提高系統(tǒng)的精度，數(shù)控電源在電子裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。由于普通電源在使用過程中會存在一定的安全隱患，電源的數(shù)字化控制得到了廣闊的發(fā)展。其中數(shù)控直流穩(wěn)壓源在人們的生活中應(yīng)用很廣，但是隨著科技的進(jìn)步，人們對他的需求標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，為了使當(dāng)代人的工作、學(xué)習(xí)、生活更加安全更加方便，一切都向著數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。

在大學(xué)的實驗室里，普遍使用的是通過調(diào)節(jié)電位器，以及波段開關(guān)并有電壓表來顯示電壓的幅值，來得到穩(wěn)定的直流電壓。此類直流穩(wěn)壓源得到的電壓值不精確，并且元件容易損壞，穩(wěn)壓精度相對較低，電路元件多、復(fù)雜，體積較大。而在單片機基礎(chǔ)上實現(xiàn)的數(shù)控穩(wěn)壓源巧妙地處理了這些問題，體積小，精度提高、安全方便。

1.系統(tǒng)原理設(shè)計

本設(shè)計是將220V的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的直流電壓。其中輸出電壓控制模塊可也進(jìn)行調(diào)節(jié)使輸出電壓在1V至24V范圍變化。輸出的電壓經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊送人單片機進(jìn)行數(shù)碼管顯示，溫度檢測模塊穩(wěn)壓芯片進(jìn)行溫度檢測，當(dāng)溫度過高時，單片機驅(qū)動風(fēng)扇進(jìn)行散熱。

2.數(shù)控直流穩(wěn)壓源內(nèi)容

通過旋鈕可調(diào)出1V至24V的穩(wěn)定的電壓，為不同型號的低壓電器提供穩(wěn)定的直流電壓，方便使用。其設(shè)計主要是基于LM2576而設(shè)計制作用的7805可直接輸出+5V穩(wěn)定的電源為單片機供電，保證其正常工作。

3.輸出電壓控制電路的設(shè)計

LM2576系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下：

LM2576是輸出電壓控制電路的主要控制器件，它的外面在連接上滑動變阻器，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器就會改變輸出電壓。與LM2576相連的電路中，電容、電感以及二極管應(yīng)當(dāng)有特殊要求。其中集成電路LM2576的輸入端連接的電容c應(yīng)當(dāng)不要小于100u F，把它放在接近LM2576的輸入端，此電容的最大電壓承受值應(yīng)當(dāng)不小于電壓值的最大輸入值。對于輸出端口連接的電容c必須遵循以下關(guān)系式：c≥13300Vin/Vout≥xL（uF）

在這個關(guān)系式中，Vin表示的是穩(wěn)壓器LM2576的輸入端所能承受的電壓最大值，Vout表示的是穩(wěn)壓器LM2576的輸出電壓、L代表的是通過反復(fù)的運算并在查閱表格從而得出的電感L1的大小。電容c最大電壓承受大小要多于正常工作時輸出電壓的大小的1.5倍至2倍。通常情況下，要避免短路的產(chǎn)生，二極管的正常工作時電流值應(yīng)該比穩(wěn)壓器LM2576所承受的電流的峰值要多。二極管的負(fù)極承受的最大電壓必須是最大輸入電壓的2.25倍以上。由于單片機要用到5V的電壓進(jìn)行供電，所以需要將220V市電經(jīng)變壓器變壓之后再用整流橋整流得到大約25V的電壓，接著使用L7812穩(wěn)壓得到12V電壓。再接著用L7805得到5V的電壓。

具體電路如下圖所示：

4.測試結(jié)果

5.結(jié)語

MCS-51單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高，本設(shè)計將220V的交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的直流電壓且電壓在1V至24V范圍變化，使人們的工作、學(xué)習(xí)、生活更加安全更加方便。