STC89C52单片机的直流稳压可调电源设计+电路图+流程图(4)
图2 辅助电源模块接线图
3.2 单片机最小系统
单片机最小系统是实现单片机工作的最小外围电路，一般有为其提供时钟信号的时钟电路和为单片机提供复位的复位电路构成，根据电路实现的不同功能还可以有其它外围元器件构成。
从功能和价位以及本题目要求来看，本设计选择51系列中的STC89C52作为本方案的控制核心，复位电路采用上电复位和手动复位两种方式；时钟电路采用内部时钟方式，通过外接晶振和电容构成并联谐振回路为单片机提供稳定的时钟信号；P0口接液晶显示LCD1602作为输出数据显示传输，同时P2.5/P2.6/P2.7作为液晶显示LCD控制端口；P3口接DAC0832作为输出数据传输端口；P2.0、P2.1、P2.2接三个独立按键作为输入数据传输端口；P3.6/P3.7接容量为2K的数据存储器24C02,可以实现掉电前输出电压值的贮存；P1口接ADC0804作为反馈电压值输入数据传输端口。具体电路如下图3所示：
图3 STC89C52接线图
3.3 存储模块
24C02是一个2K位的串行CMOS EEPROM，具有读写功能，在系统起存储掉电前最后一次输出的电压值，使系统复位后直接读取其中存储的电压值。第6脚CLK为24C02串行时钟输入引脚，与单片机P3.6引脚相连；第5脚DATA为串行数据/地址引脚，与单片机P3.7引脚相连；第1、2、3脚为器件地址输入端，当只有一个24C02被总线寻址时即可悬空也可接地，本设计中采用接地的接法。具体电路如下图4所示：
图4 存储器模块
3.4 数模转换和稳压输出模块
数模转换和稳压输出模块主要是通过键盘控制单片机产生8位数字信号（0～255），通过P3口送至8位数模转换芯片（DAC0832）转换成模拟电流信号，再经运放作I/U转换，得到控制稳压电源输出部分的基准电压。
根据输出电压范围2V～20V可知，DAC0832作为单极性电压输出。当DAC0832作为单极性电压输出时输出电压 与输入数字量的关系为：
（1）
式中， ； 为常一数， 为参考输入电压。
数模转换部分为实现精确控制，设计中采用两级放大，由于DAC0832属于电流输出型数模转换芯片，第一级运算放大器实现I/V转化，通过调节电位器R9使DAC0832的参考输入电压为5.12V，这样 ，即输入数字量每变化1，第一级放大器输出电压变化0.02。再经第二级运算放大器放大5倍，则可实现0.1V电压步进。同样第一级运算放大器输出电压最大值5.12V再经5倍放大，则输出电压最大可达25.6V。
稳压输出部分为增加输出电流，采用Q1、Q2两个功率管组成的复合管。为稳定输出电压，输出端加4700uF大电容；同样，在输出端0.1uF电容也是为了起改善负载的瞬态响应。具体电路如下图5所示：
图5 数模转换和稳压输出模块
3.5 电压采样模块
电压采样模块采用8位模数转换芯片（ADC0804）作为反馈电压模数转换芯片，从输出端采样输出电压，经运算放大器后输入ADC0804进行模数转换，转换后的数字量传入单片机进行电压调整。
由于ADC0804的参考电压输入端悬空，此时ADC0804的参考电压即为ADC0804的电源电压5V。由于电源输出电压范围为2V～20V，所以，采样电压经第一级运算放大器缩小4倍后再经反相器输入给ADC0804进行转换。转换后的电压数字量传送给单片机，在单片机内反馈电压值经4倍放大后与设定电压值进行比较调整。具体电路如下图6所示：
图6 电压采样模块