摘要：采用EP2C70F896C6作为核心主控制器，薄膜键盘作为输入装置，用来设定电压控制字，系统步进等级为0.010V，电压最大值为9.900V。显示器件LCDl602可同时显示设置的电压值和电压实际输出值。FPGA输出的数字信号，经由D/A转换器（DAC0832）后输出电压模拟量，经由LM324进行隔离放大后与功率三极管相连接，随着功率三极管基电极电流的变化，系统输出的電压也会随之改变。其中，EP2C70F896C6还要进行实时监控，输出的电压经过I/U转变后，通过A/D（ADC0809）转换器转换，输出相对应的数字量，再经EP2C70F896C6的分析处理，经由反馈环节后，输出会更加稳定，从而就成功设计了一个程控直流稳压电源。
关键词：FPGA；EP2C70F896C6；DAC0832；ADC0809；双路输出
一、系统设计
1.稳压供电电路结构组成
稳压供电电源电路由电源整流电路、滤波电路和稳压电路组成，变压器是双17.2V，输入为幅度220V频率50Hz的交流电，依次经过全波整流桥进行整流、滤波电路作用以及稳压电路处理后可得到±15V和+5V三种输出电压，+5V电压部分是给EP2C70F896C6、DAC0832以及ADC0809和LCDl602显示等部分供电；15V电压部分给运算放大器供电。
2.主控模块
FPGA具有一系列优点，本设计的核心控制器FPGA芯片采用的是CycloneⅡEP2C70F896C6，Ahera Cyclone II FPGA拓展了Cyclone FPGA系列的领先优势，拥有70000个逻辑单元，成本低、功耗低并具有收发器。CycloneⅡFPGA系列适合于的大批量低成本应用。CycloneⅡFPGA只需要两路电源供电，这使得电源的调配大大简化，电路板的成本大大降低，电路板的面积也相应减少，设计时间大大缩短。Altera Cyclone II FPGA采用的是60-rim低功耗技术，继承并拓展了Cyclone FPGA的低功耗特性。与Cyclone FPGA相比，Mtera CycloneⅡFPGA内核的电压相对而言是比较低的，总功耗降为Cyclone FPGA的75%。
二、电路扩展
稳压部分输出电路的参考电压是DAC0832转换部分输出的电压。稳压电路部分的输出与基准电压成比例，输出电压范围是0.000v-9.900V，稳压电源部分既是一个串联反馈型的稳压电路，同样也是一个直流功率放大电路，这个直流功率放大电路以参考电压作为输入。这部分电路由运算放大器U4A以及三极管T1、T2构成。其中，T2是一个大功率的三极管。DAC0832转换电路输出的电压UOUT连接到运算放大器U4A的电压同相端，稳压电源的输出经过一个取样电路分压后，其中取样电路由R5、RW3和R6组成，分压后送到运算放大器U4A的反相端，经过运放放大，然后驱动由两个三极管组成的复合调整管。
三、系统的软件设计
系统采用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计，并将各模块集成于FPGA芯片中，然后通过oLlartus9.0软件开发平台，软件要实现的功能是：键盘对EP2C70F896C输入数据，EP2C70F896C对获得的数据进行处理，送到DAC0832中，再送给数字电压表，对电压的控制也就得以实现。
A/D转换子程序。START是高电平有效模数转换的启动信号；ALE是锁存信号，进行ADDC、ADDB、ADDA3种通道地址选择信号的锁存。3位地址信号用于选择模拟量输入哪一个输入端，而ALE用于锁存地址信号；转换状态信号EOC在转换结束后，输出一个高电平，这表示转换结束；若在转换状态信号的上升沿之后，使能信号OE变为高电平，则转换完成的8位数据会通过打开的三态缓冲器输入数据总线。
四、结论
本方案具有众多明显优点：输出的电压稳压精度高（精度可达0.001V），因而，对于电压精度要求比较高的电子设备比较适用或用在科研实验室中充当实验电源。本设计采用VHDL语言编程技术，便于采用先进的智能控制策略，电源系统拥有较高的智能化程度以及更完美的性能；尤其是電源能灵活控制，电源系统的升级也更加便捷，甚至本系统升级时可以不必修改硬件线路而只在线修改控制算法；这样系统的可靠性也大大提高，标准化也更加方便，对于不同的系统或不同型号的产品，可以采用统一的控制板，在进行标准化时，只需对软件部分做一些适当的处理。这样也有利于提高系统的一致性，降低相应的成本，生产制造上也更加方便。
