本系统采用一片89C51单片机控制．工作于不扩展外围接口的单片运行方式。硬件总框图如图1所示，包括过零检测电路、可控硅调压控制电路、交流输出电压检测电路和显示及给定输入电路。
1．过零检测电路
如图2所示，调压器初级的220 V交流电压经电阻Ri限流后直接加到两个反向并联的光电耦合器GD1、GD2的输入端。在交流电源的正负半周，GD1和GD2分别导通，Uo输出低电平；在交流电源正弦过零的瞬间，GD1和GD2均不导通，Uo输出高电平。该脉冲信号经“非”门整形后，作为单片机的中断请求信号和可控硅的过零同步信号。
2．可控硅调压控制电路
如图3所示，89C51的P2口和P3.0经74LS273和74LS74锁存并过零同步后，用两片74LS139和“非”门译出18根控制信号，通过3片74LS07驱动后，用高压过零型双向可控硅光电隔离器MOC3041控制18只双向可控硅，实现对变压器次级组的组合控制。由于每组译码器控制一组次级绕组，任何时候每组绕组仅有一个可控硅导通，故提高了系统的可靠性。另外，用光电隔离器驱动可控硅，既省去了脉冲变压器，又使单片机和强电隔离。
3．交流输出电压检测电路
如图4所示，调压器的交流输出电压经变压器降压后，用两个运放Al、A2进行整流滤波，使之变为与交流电压成比例变化的直流电压信号。为了实现强电隔离，没有采用常规的A/D转换器，而是采用压／频变换电路I，M331，把电压变化转化为频率变化，经光隔后送人单片机，通过软件配合计算出相应的交流输出电压值。
4．显示及给定输入电路
系统扩展了4位LED，用于显示输出电压值。为了使系统操作简单，没有扩展键盘，给定电压的输入用4位BCD码拨盘实现。
