STC89C52单片机的直流稳压可调电源设计+电路图+流程图(3)
数字集成电路按照工作原理来说，可以划分为标准逻辑器件、可编程逻辑器件和微处理器[2]。标准逻辑器件是传统数字电路系统设计中经常使用到的主要器件，但是由于它的集成度较低，器件功能单一，使得全部用标准逻辑器件设计的系统显得非常复杂，而功能却很简单。而用可编程逻辑器件和微处理器搭建的数字电路则都可以克服仅采用标准逻辑器件带来的缺点，在实际应用可编程逻辑器件工作速度一般要比普通的微处理器工作速度快，相应的可编程逻辑器件的价格也比普通的微处理器要贵。而直流稳压可调电源不属于高速设备，采用一般的微处理器即可满足设计要求。因此，综合考虑本设计采用51系列单片机来实现的直流稳压可调电源即可满足设计要求且性价比较高，故在本设计中选用现在流行的且易于选购的STC89C52单片机作为直流稳压可调电源的控制核心。
显示部分可以采用数码管显示和液晶显示器两种方式。虽然，数码管显示在造价上要比液晶器显示便宜，但是随着制作技术和工艺的发展，液晶显示器的价格已经有了很大的降低，且成为现在显示的主流产品。另外，液晶显示可以同时实现显示输出电压值和提示字，因此，这里选用LCD1602来完成显示功能。
数模转换部分采用DAC0832，模数转换芯片采用ADC0804。这两个芯片均是八位的转换芯片。因此，分辨率上均能满足设计需要。另外，为了保存掉电前设置的输出电压值，在系统中添加一个2KB存储容量的存储器，这样可以方便地保存掉电前设置电压值。
综上所述，整个设计方案的微处理器选用STC89C52构成单片机最小系统，作为整个系统的控制核心，能够为系统提供时钟信号和复位信号；键盘部分采用独立按键构成，来控制输出电压值的增减；显示部分采用LCD1602，以达到同时显示输出电压值和提示字的目的；而数模转换部分采用DAC0832作为数字量到模拟量的转换桥梁，为输出端的功率管提供基准电压；模数转换部分采用ADC0804来采集输出端的电压值，从而为系统提供反馈电压值；同时添加24C02作为数据存储部分，用来存储掉电前输出的电压值，可以方便下次使用时直接进行上次使用的电压值。整个系统的各个部分的数据传送方向，如下图1总体方案设计方框图所示：
图1 总体方案设计方框图
由总体方案设计方框图可以知道，以STC89C52为控制核心，接收P2口按键对电压增减的调节，从P3口向DAC0832传送数据和DAC0832输出的电压值经运算放大器放大后作为功率管的基准电压，经功率管后稳压输出；从P0口发送输出电压值，供LCD1602显示当前电压；从P1口接受电压采样电路反馈电压值，通过ADC0804实现模拟量到数字量的转换进行输出端电压采样，反馈给单片机进行电压调整，实现闭环控制。从而，使设计能有效的缩短调节时间，进一步提高输出精度。
整个设计方案由辅助电源模块、单片机最小系统模块、存储模块、数模转换和稳压输出模块、电压采样模块、显示模块、键盘模块这吹冰个模块构成。
3. 硬件设计
3.1 辅助电源模块
作为整个系统辅助电源模块，该部分为整个系统各个芯片提供稳定的工作电压。辅助电源的输入端是220V交流电，经变压器降压后输出17V的交流电，通过整流桥，进行全波整流，实现交流电到单项脉动直流电的转变。为减小经全桥整流后输出直流电压的脉动，使用极性电容和瓷片电容进行滤波，使单项脉动的直流电变成平滑的直流电[5]。为实现给后续芯片提供稳定的工作电压，采用三端稳压芯片7812、7805、7912和7905。经7812和7912进行DC/DC变换后输出稳定的正负12V直流电压为系统中的比较放大器和7805、7905提供工作电压和变换电压，再经7805和7905把前端的正负12V电压分别变为正负5V电压供STC89C52、DAC0832、ADC0804、24C02和LCD1602使用。其中，在三端稳压芯片前加接的0.33uF电容起改善纹波的作用，输出端0.1uF电容起改善负载的瞬态响应。具体电路如下图2所示：