胡维庆、颜建军和纬是浙江机电职业技术学院电气电子工程学院的成员（位于浙江杭州310053）。
本研究设计了一种基于数字技术的精密直流电源系统。该系统以开关稳压芯片XL4012为基础，采用STM8S103K3作为控制核心，结合数字控制技术与嵌入式系统，实现了直流电源的数字化和精确控制。通过D/A转换，系统能够逐步调节实际输出值，确保输出稳定性和精确性。系统还具备人机交互功能，能够实时显示电压和电流值。
一、引言
在工业生产和科学研究中，直流电源的应用非常广泛。传统的电源多采用采样电阻方式调节输出值，但这种方式的可调节范围小、精度低、稳定性差，难以满足高精度应用的需求。本研究旨在通过数字技术和嵌入式系统提高电源的输出精度、稳定性和操作便利性。
二、总体设计
本电源系统以市电220V交流电为输入，通过AC-DC变换电路得到直流电压，再经过DC-DC斩波电路输出所需的直流信号。采用STM8S103K3控制A/D转换器采样输出信号，将采样得到的输出信号与键盘设定值进行比较，实时调节D/A转换器的输出值来控制斩波电路的电压反馈端。系统的输出信号值可以通过键盘设定，并且可以通过切换在电压输出和电流输出之间选择。经过STM8S103K3处理后的数据在数码管上清晰显示信号值。
三、硬件电路设计
1. DC-DC斩波电路：采用降压型稳压芯片XL4012进行设计，输入电压范围为5-30V。该芯片具有工作电流大、转换效率高、输出线性度好等特点。
2. 电压电流采样电路：从电源输出端引出电压，经过电阻网络和反比例运算放大电路后送到CPU的AD采样通道，计算出实际的输出电压和电流值。
3. CPU电路：采用STM8S103K3作为控制器，该片具有高性能、高效率、高可靠性等特点。
4. D/A转换电路：通过STM8S103K3外部扩展的D/A转换芯片TLC5618来实现对XL4012的反馈端电压的调节，从而控制输出值。
5. 键盘和显示电路：采用独立式按键进行参数设定，通过LED数码管显示系统参数。
6. 辅助电源电路：由芯片XL1509实现5V电源供应，为其他电路提供稳定的电源。
四、软件设计
系统软件采用模块化设计，包括按键输入模块、LED显示模块、电源输出采样转换模块、D/A输出模块等。主程序通过调用各模块实现各自的功能。
五、试验测试
通过系统测试，结果表明该电源输出稳定、准确，具有良好的带负载能力。
本研究设计的基于数字技术的精密直流电源系统，采用开关稳压芯片XL4012和STM8S103K3控制器，将直流电源与嵌入式系统相结合，实现了高精度的电源输出。试验数据表明，该电源输出稳定性能好、操作方便，具有较高的应用价值。
参考文献：
［引用相关文献］
