在我國中小學實驗教學儀器中，直流穩壓電源是電類實驗的核心裝置，其性能的優劣直接關系到實驗數據是否符合要求和實驗效果是否良好地關鍵。由于現階段使用的直流穩壓電源普遍存在一下缺點：
1)通常采用電位器和轉換開關實現電壓調節，并由指針式表盤指示電壓值大小，造成電壓的調整精度低和讀數不直觀，而且經常跳變，使用麻煩；
2)過載保護使用硬件電路實現，導致電路結構復雜，穩壓精度也較低；
3)輸出的直流電源是廣義上的直流，而非恒定的直流，且輸出的直流穩壓也不能夠從零開始調節；
4)功能簡單、可靠性低、價格貴、體積大、干擾大以及電源線無防拉拽保護等問題。
為此，文中設計了一種以以AT89C51單片機為核心的智能化實驗用直流穩壓電源，克服了傳統實驗用直流穩壓電源的弊端，提高了其可靠性和以后技術升級的便利性，具有較高地應用價值。

1 系統總體方案設計
該直流穩壓電源是以51系列單片機為整機的控制器核心，由單片機最小系統、鍵盤電路、電源轉換電路、保護及報警電路、顯示電路、輸出電壓采樣電路、A／D轉換電路、D／A轉換電路和穩壓輸出電路等部分組成。AC220V經過電壓轉換電路分兩路輸出：一路輸出5 VDC供給單片機工作，另一路經LM317輸出電壓為0～12 VDC，輸出電流為0～1 A的直流穩壓電源，利用反饋電路和A／D轉換電路實時檢測輸出參數變化送單片機最小系統處理，將處理后的數據送顯示電路并與設定參數相比較，經D／A轉換電路向保護及報警電路發送相應的控制信號，鍵盤電路由“開關”、“+”、“-”3個信號按鍵組成，用于控制直流穩壓電源的開關和電壓的升降。

2 硬件單元電路設計
硬件單元電路采用AT89C51單片機最小系統為信息處理中心，通過反饋電路、A／D轉換電路、D／A轉換電路和報警及保護電路實現對輸出電壓的控制，利用數碼管來顯示輸出電壓的大小和單位。
2．1 電源轉換電路設計與分析
220 V交流電經過雙端輸出變壓器降壓，得到18V和9V交流電，經橋式整流電路及濾波電路輸出兩路直流電：一路經LM7805輸出+5VDC，+5 VDC供給單片機工作；另一路經LM317輸出0～12 VDC，由于在LM317的調整管腳與輸出腳之間有一個參考電壓1．25 V，使其輸出電壓不能從0 V開始調整，為此本設計采用二極管把電壓拉低的方法為調整管腳提供負電壓，省去了設計負電源的麻煩，利用3個二極管D1，D2，D3，把A點的電位提高1．8 V(即將A點視為參考電位0 V)。再通過R4和R6與D4、D5串聯分壓，調節R6使B點電壓為1．25 V。由圖可知，R7、R8與R9構成串聯分壓電路，其輸出電壓U0的計算公式見式(1).

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