基于Proteus的稳压电源设计

刘淑波　张园　初俊博　史新鹏

摘要：本文以AT89C52为控制元件，基于模块设计的思路，设计了一个基于单片机的数控直流稳压电源。该稳压电源在Proteus仿真软件中调试成功，其量程为0-15V。

关键词：稳压电源;数模转换;模数转换;数码显示

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）02-0185-02

0 引言

基于单片机的数字可调直流稳压电源由于原理简单、便于操作、稳定性好、精度高、成本低、易于实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。其性能比传统的可调直流稳压电源好，非常适合一般教学和科研使用[1]。

Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外围电路，如LCD、RAM、ROM、键盘、马达、LED、A/D、D/A，部分SPI、IIC器件等[2]。

本文以AT89C52单片机为控制核心，利用Proteus仿真技术实现了稳压电源的设计。由仿真结果证明了设计的有效性。

1 系统设计方案

本设计采用数字电路设计。其核心控制中心为AT89C52单片机，通过改变滑动变阻器触头的位置从而改变相应电阻的值，同时由A/D转换模块ADC0808产生输入可变的数字量，经过控制中心处理后将可变的数字量送入数码管显示和D/A转换模块输出模拟量，然后经过运算放大器转换成电压信号，输入放大电路，间接地改变输出电压的大小。

2 系统模块设计

分为数字部分设计和模拟部分设计两个部分设计。

2.1 数字部分设计

稳压电源数字部分主要包括控制中心——AT89C52单片机、数码管显示部分、D/A转换模块DAC0832部分和A/D转换模块ADC0808部分等电路设计。

2.1.1 单片机主体

单片机的P2口经74HC595转码，接数码管的八个段选端口;P3.5和P3.7即为两位数码管的位选端口;单片机的P1口经模数转换电阻输入，用来控制输出电压;单片机的P0口与D/A转换模块的八位数码输入端连接，用来输出数字量信号;其它部分联接同单片机最小系统。

2.1.2 A/D模数转换模块

A/D模数转换模块采用ADC0808将滑线变阻器电阻改变产生的电压量转换成数字量，以实现数控功能。在本数字式可调稳压电源的设计中，IN0接电压输入，VREF（+）接+5V，VREF（-）接地，其数据输入口OUT1至OUT8分别与单片机的P1口相连，CLOCK与P2.6相连，START与P3.1相连，EOC与P3.2相连，ALE与P3.0相连， ADD A与P2.3相连，ADD B与P2.4相连，ADD C与2.5相连。

2.1.3 数码管显示

数码显示部分采用两位共阳极八段数码管。三个数码管的段选端共用单片机的P0口。采用动态显示。

2.1.4 D/A 数模转换模块

D/A 数模转换模块采用DAC0832将经A/D模数转换模块转换产生的数字量转换成模拟电压量。在本设计中，由于所处理的数字量不多，所以采用直通工作方式。

2.2 模拟部分设计

数字式可调稳压电源模拟部分运用的是运算放大电路，将DAC0832输出的稳压值放大成需要的稳压值。由于在Proteus中仿真实现，所以采用两个电压表记录电压值。

3 稳压电源设计Proteus仿真

本設计利用Proteus 仿真实现了0-15V可调节稳压电源。其中，滑动变阻器变阻范围为0-5KΩ，由小到大改变滑动电阻器电阻，从而使电源电压由小到大改变。

当滑动变阻器电阻为5KΩ时，仿真图如图1所示。

4 结语

本文通过 Proteus实现了稳压电源的虚拟设计。详细介绍了本系统的设计思路以及仿真实现功能。这种利用Proteus来实现的硬件仿真思想，一方面对于老师来说可以在《单片机》课程教学中得到充分利用其提高教学效果，另一方面，对于学生来说，可以锻炼学生的动手能力，培养学生从原理图制作、程序开发、仿真验证、测试修改和PCB制作等一系列的全面而且完备的能力。

参考文献

[1] 赖冬文，赵娟.高精度直流稳压电源的设计[J].科技资讯，2018（20）：84，86.

[2] 范琳，翟社平，王晓婕.Proteus在计算机组成原理教学改革中的应用[J].计算机教育，2018（9）：164-167.

the Design of Stabilized Voltage Supply Based on Proteus

LIU Shu-bo，ZHANG Yuan，CHU Jun-bo，SHI Xin-peng

（Dalian Ship Academy Foundation，Dalian Liaoning  116018）

Abstract：A numerical control DC stabilized voltage supply based on singlechip was designed in this paper， taking AT89C52 as the control element and based on the module design idea. The stabilized voltage supply was successfully debugged in the simulation software of Proteus， and its measuring range is 0-15V.

Key words：the stabilized voltage supply;digital analog conversion;analog digital conversion;digital display