今天分享一个基于51单片机的简易数控可调电源的仿真。
数控电源其实就是将传统模拟可调恒压恒流线性电源的恒压环路和恒流环路通过单片机 运放来实现。首先电源在开机的时候是处于待机状态的，电源无输出，按一下输出按钮，单片机会把预置好的一个值输出给运放处理后送给电源调整管让电源有输出，同时输出部分的稳压环路和恒流环路会采集数据送到单片机中进行负反馈处理，然后去控制调整管的开关，从而达到稳压和恒流的功能。
今天要分享的基于51单片机的简易数控直流电源可以实现1.5V-4.9V的直流电压输出调节，输出电压精度为0.1V，电压调节的步进值为0.1V。
仿真电路图
仿真图如上图所示。主控芯片为AT89C51单片机，该仿真利用直流稳压器LM317作为直流电压输出芯片，通过单片机对数字电位器MCP41010的数值进行调整进而达到控制输出电压的目的。为了使输出电压能够准确，该仿真利用ADC0804对LM317芯片的输出电压进行采集，从而构成电压闭环，使输出电压更加准确。仿真中采用了三个独立的7段式数码管用于显示实时的输出电压，利用两个独立按键完成对输出电压的加减调节。
LM317
LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。LM317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。
LM317标准应用电路
LM317的标准应用电路如上图，在该仿真中，将传统的电位器改为数字电位器，通过调节数字电位器的阻值就可以改变芯片的输出电压。
MCP41010是Microchip公司生产的一种集成数字电位器。它在单一芯片上集成一个10 kΩ数字电位器，电位器的滑动端共有256个离散的调节节点，并有一个8 b的E2PROM数据寄存器，直接控制滑刷在电位器上滑动端的位置。用户可以通过相应指令往数据寄存器写8位字，调节精度可达256。MCP41010芯片具有工业标准的SPI同步串口，可以实现寄存器操作，从而改变滑刷的位置。在使用的时候只需要使用51单片机的3个IO就可以完成对该芯片的控制操作。
ADC0804是51单片机设计中比较常见的一个8位ADC，在这里就不作过多介绍。下面介绍一下仿真过程。
仿真效果图
仿真的动态图如上图所示。仿真运行后，数码管显示1.5V，可以看到LM317右侧的电压表显示为1.54V，电压表显示的是LM317的实际输出电压，而数码管显示的是调整电压。右上角的两个独立按键可以对输出电压进行调整。
目标输出1.7V时，实际输出为1.74V；目标输出为3.8V时，实际输出为3.84V；目标输出为4.9V时，实际输出为4.93V。输出电压基本可以满足目标电压（当电压从4.9V直接变为1.5V或从1.5V直接变为4.9V时输出电压会有一个缓慢下降或上升的过程，这主要是因为该仿真时采用闭环调节的方式，这个缓慢下降的过程就是闭环调节的过程，过程的时间与调节速度有关系）。
