冷泰启（青岛科技大学 青岛市职业教育公共实训基地 山东 青岛 266061）
摘 要：将单片机数字控制技术融入直流稳压电源的电路中，设计出一款数字化直流稳压电源。该电源具有液晶显示、数字输入调压、电压调节精度高的特点。通过软件编程，易于实现功能的扩展。
关键词：直流稳压电源 AVR单片机 液晶显示
一、前言
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。
二、系统功能
系统电压调节范围为0～12V，最大输出电流1A，具有过载和短路保护功能。输出电压可用1602LCD液晶显示。键盘设有6个键，即复位键、步进增减1V两个键、步进增减0.1V两个键以及确认键。复位键用于启动参数设定状态（5V），步进增减键用于设定参数数值，确认键用于确认输出设定值。
电源开机设定电压输出默认值为5V。通过步进增减按键功能选择可在不同的设定参数之间切换，再按确认键进入设定电压输出状态。若按复位键，则电压输出恢复5V。系统设有自动识别功能，将不接受超出使用范围（0～12V）的设定值。
三、系统硬件设计
1.电路原理
电路系统结构如图1所示，系统选用Atmage16单片机为控制核心，外部扩展1602驱动芯片用以实现电压输出功能，同时1602液晶显示相应的输出电压值。单片机计算设定值与A/D转换采样反馈值的偏差以及偏差的变化率，得出相应的输出值，由D/A转换变换为模拟量去驱动电压输出控制电路，从而使电压稳定在设定值。
.jpg)
图1.电路系统结构图
2.硬件分析
（1）ATmage16的引脚分析。
其中，各个引脚的功能如下:
电源、系统晶振、芯片复位引脚Vcc: 芯片供电（片内数字电路电源）输入引脚，使用时连接到电源正极。
AVcc：为端口A和片内ADC模拟电路电源输入引脚。不使用ADC时，直接连接到电源正极；使用ADC时，应通过一个低通电源滤波器与Vcc连接。
AREF：使用ADC时，可作为外部ADC参考源的输入引脚。
GND: 芯片接地引脚，使用时接地。
XTAL2：片内反相振荡放大器的输出端。
XTAL1：片内反相振荡放大器和内部时钟操作电路的输入端。
RESET：RESET为芯片复位输入引脚。在该引脚上施加一个最小脉冲宽度为1.5us的低电平,将引起芯片的硬件复位（外部复位）。
（2）L6203驱动模块。
L6203驱动模块就是将5V的输入电压变成Vin的电压24V，一方面提高电压，一方面提高电流。电源驱动芯片的选择，如果直接使用电机驱动芯片L6203，其价格实惠，电路简单而且效果非常好。
（3）5V系统电源模块。
单片机要工作需要有5V电源输入，本设计采用7805稳压电源电路。
四、系统的软件设计
数控直流稳压电源的程序主要包括3个方面的内容：
一是单片机从按键中读取数据，而后和原有的输出电压进行比较。
二是利用按键进行输出的调整。
三是从单片机中读取数据传输到1602液晶显示器，进而显示输出电压值。
五、结束语
利用单片机对直流稳压电源进行控制，改善了电源的性能，使用方便灵活，且成本较低。另一方面，根据对电源的新要求，控制系统在软件上还可进一步改进，以扩展其功能，而并不需要增加硬件开销，从而提高了电源的性能价格比。
参考文献
[1]王兆安 黄俊 电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2005。
[2]李文元 高精度工业用可调直流电源的设计和制造[R].兰州理工大学，2000。
[3]王水平 史俊杰 田庆安 开关稳压电源——原理、设计及实用电路(修订版)[M].西安：西安电子科技大学出版社，2005。
[4]范立南 单片微型计算机控制系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2004。
论文作者:冷泰启
论文发表刊物:《职业技术教育》2014年第1期供稿
论文发表时间:2014-4-22
标签：电压论文; 电源论文; 电路论文; 引脚论文; 步进论文; 单片机论文; 系统论文; 《职业技术教育》2014年第1期供稿论文;