蒋树

摘 要：电源技术是一门实践性很强的工程技术，该技术服务于各行各业。其中直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。本文设计了一种可调直流稳压电源，该电源由桥式整流、滤波、稳压等几部分所组成，通过滑动变阻器，实现输出电压在1.25～25V内可调。并且通过模数转换器TLC 1543实现AD转换，并通过STC89C52单片机，将输出电压和电流在液晶屏上显示出来。测试结果表明，该电路具备操作便利、成本低、性能可靠等优点，具备实用价值。

关键词：直流稳压电源；AD转换；液晶显示

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.158

1 设计思路

（1）变压电路的设计思路：选取匹配本文设计的电源变压器将电网电压220V降低到本次合适的交流电压值。

（2）整流电路和滤波电路的设计思路：在通过变压器降压后的交流电压，再经由整流电路整流将交流电压变为直流电压。直流脉动电压通过滤波电路变成脉动较小的直流电压，即是过滤掉交流的部分，保留下直流的部分。

（3）稳压电路的设计思路：稳压路整流将交流电路上某些非自身因素发生变动时，可以让电路输出不受其影响而保持相对持稳定的直流电压。

2 系统硬件设计

2.1 主电路设计

直流稳压电源是一个可以把220V交流电转变成为稳压输出的直流电的设备，它通常由电源变压器、整流滤波电路和稳压电路所构成。

（1）电源变压器：在本设计中主要起到降压变压器这一方面的功能，降压变压器的功能是把电网220V的交流电压转变成本设计中整流电路和电容滤波电路所必要交流电压等级。

（2）整流电路：设计采用了四个整流二极管构成的桥式整流电路，把50HZ的正弦交流电转变成为脉动的直流电。

（3）滤波电路：可以把整流电路输出电压中的交流的那一部分过滤掉。常见的整流滤波电路有电容滤波、全波整流滤波、桥式整流滤波等等。

（4）稳压电路：稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压一旦有所变化，就会引起发其电流有比较明显的变动这一特点，进过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目标。[3]在本次课程设计中准备采用串联型稳压电路，集成稳压器选用LM317。

集成稳压器有不少种类，而在小功率稳压电源之中，最常见使用的是三端稳压器。以输出电压的种类来可分类的话又可以分为固定式和可调式，另外又可以分为正电压输出或负电压输出这两个种类。[4]而在本次设计中将采用三端可调稳压器LM317。

LM317调整端通过RZ接在第二级LM3I7的输出端，就这限制了第二级LM317的输入输出压差，该压差为U=1.25+（1.25/R1+0.005）×R2=5V。调节RW1时，即改变输出电压值，经过第一级的预调整，第二级又有固定的工作条件，稳压源可得到高的稳压精度以及小的波纹电压。通过调节RW1后，输出可以得到1.25～20V的电压，通过调节RW后输出可以达到0～25V的电压。接上负载，调节RW1，用万用表可以测得0.1～1.5A的电流。（D5、D6是保护三端稳压317的二极管）。

2.2 STC89C52的使用及程序编制

在开始编程之前，应先按照说明书设置好地址，数据及控制信号，编程单元的地址加在P1口和P2口的P2.0～P2.4（八位地址范围为0000H-0FFFH），数据从P0口输入。把RST置为1并使之保持，把PSEN置为0并使之保持。EA/Vpp引脚是编程电源的输入端，加上5V的工作电压，ALE/PROG引脚输入编程脉冲（负脉冲），编程时，将采用4-20MHZ的时钟震荡器。本次设计编程流程如下：

在地址线上加上要编程单元的地址信号。

在数据线上加上要写入的数据字节。

激活相应的控制信号。

当每对FLASH储存阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG编程脉冲。改变编程单元的地址和写入的数据。重复以上步骤直到全部物件编程结束。每个字节写入周期通常约为1.5ms。

2.3 AD转换电路设计

TLC1543的工作时序是AD转换模块与单片机接口程序编写的依据，应完全依照前者来编写。其AD转换模块的接口程序是由CONVETER的子程序构成。由于本次设计转换完成的数据为8位，软件编写时将数据的高位字节存放在2EH单元中，低位字节存放在2FH单元中。本文设计的程序中STC89C52晶振为12.0381MHz。其中R4、R3寄存器分别存放TLC1543的通道地址和数量；R1、R2寄存器存放A/D转换结果。

3 系统软件设计

在编制程序的前期准备；定义各引脚， 定义需要多处用到的全局变量，其中包括一些常用宏定义。当程序运行时，首先进行LCD的上电初始化。初始功能设置为双行显示，八位数据接口。开始显示，关闭光标和闪烁控制，初次显示为两行，表示体统启动进入等待阶段。之后进行延时操作（2μs）， 进行清除操作。显示设定的固定内容电压和电流，以及对应的单位，该阶段无具体数值。打开定时器，设置中断，将TLC1543的通道地址和数量分别存放在R4、R3寄存器中；R1、R2寄存器存放A/D转换结果。之后进入循环，在循环会有一个延时操作中（时间在1μs）。读取1543中0号通道以及2号通道的值，进行数值的运算，再将运算结果显示在液晶屏上。程序中会进行多次循环实时显示所测试的电压电流值。

4 结束语

本文设计以集成稳压器LM317來作为稳压电路的构成核心。并使用与其串联的限流电阻上的压降来达到本文设计的稳定输出电压的目标。具体地说是经过第一级的LM317集成稳压器的调整端通过R Z接连在第二级的LM317的输出端上来限制第二级LM317的输入输出压差。并通过调节滑动变阻器来改变其输出电压的值，通过上一级的预调整再经过次级拥有较为稳定的工作条件，该稳压源可以得到一个较高的稳压精度以及出现较小的波纹电压。

参考文献：

[1]王大为.电子技术基础[M].北京中国电力出版社，2010.

[2]李丰.模拟电子技术基础第四版[M].江苏中国矿业大学出版社，2007.

[3]金艳.模拟电子技术基础实验[M].北京中国水利水电出版社，2008.

[4]周开玲.模拟电路实验[M].北京国防工业出版社，2009.endprint