基于ATC51的新型数控直流电源设计
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1．3 单片机控制系统
本系统采用Atmel公司生产的AT98C51单片机。它是一种低电压、低功耗、高性能的CMOS 8位单片机，片内含8 kB可反复擦写的程序存储器和256 B的数据存储器。单片机及其必要的外围电路，包括复位电路和晶振电路如图3所示。
本系统使用AT98C51自带的PWM模块，通过内部定时器，采用脉宽调制技术。P1．0～P1．2作为输入端，输入3位按键控制量，P2．0～P2．7作为输出端，输出8位数码管信号，由P1．6口输出不同占空比的方波。这样将输入的外界光强的变化转化为输出的PWM波的占空比的变化。
1．4 数码管，按键模块
数码管显示模块：LED驱动显示用的是共阴极的4位显示数码管(MY5841AH)，外带8位上拉电阻(510 R)，提高贯穿电流，用于显示电源输出的电压幅度值，便于人机交互。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/179191.htm
按键模块：用于外界输入设定电源初值与调节输出使用。S3为电压增加按钮，每按一下输出电压值增加0．01 V；S4为电压减小按钮，每按一下输出电压减小0．01 V；S5为备用按键。
1．5 PWM驱动输出模块
PWM为脉宽调制技术，不同的占空比来控制目标的动态变化，通常在线性调节、输出调节、电压调整以及电机控制方面都有很大的应用。如图5所示，此模块为电源核心模块。R5为上拉电阻，R1为限流电阻，为三极管基极提供稳定的PWM波型，起到稳定PWM输出的作用。风将三极管集电极输出的放大电流转化为电压，同时与高精度可控稳压芯片LM317的控制端ADJ和电容C10相接。通过对电容C10进行充放电实现能量转换，控制输出可调ADJ调节端口，即达到通过调节PWM波占空比来控制输出电压的目的。
PWM波占空比的改变，即改变稳压回路的三极管的导通时间及导通状态。以占空比从50％～100％的增加来举例说明。当占空比增加，三极管在一个周期内导通时间减少，C10充放电频率加快，放电时间减小，控制端输入电流增大，输出电压增大。本电源设定占空比范围即为50％～100％。
调节R6可以调节输入控制电压最高值的大小与最小值的范围。C8与C10均作为滤波电容，滤除高噪声，R8与R4为分压电阻，用于配合R6来校正输出值。其大小根据不同使用要求而定。
2 系统软件设计
系统的主要任务是根据按键的输入值，通过单片机控制输出PWM波占空比的改变，控制三极管的导通时间和导通状态，进而达到控制可控稳压芯片LM317输出电压的目的。系统软件设计的重点在于单片机的编程。系统主程序流程如图6所示。
单片机编程主要包括初始化程序，键盘处理程序，外部中断程序和PWM波输出程序等。初始化包括硬件的初始化和定时器的初始化；键盘处理程序主要包括键盘扫描和防抖动；外部中断程序起保护电路的作用；产生PWM波采用中断延时配合循环指令。
系统工作流程为：单片机上电复位，初始化系统内部定时器寄存器，固定输出的PWM管脚，系统按键值，通过内部定时器定时产生定器最小的中断时间，通过按键扫描程序检测需要输出的电压值和变量累加到达输出不同要求的占空比的方波，以控制稳压芯片控制管脚，并通过LED显示扫描程序显示实际输出电压值。
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