其工作原理是：由键盘输入欲产生电压的伏值数经键盘与LED控制芯片HD7279A送入89C51单片机，同时HD7279A将伏值数送LED数码管显示。89C51单片机根据HD7279A输送的电压伏值数进行选频，选择对应产生该伏值数频率的脉冲电压，经光电隔离、前置放大、功率放大后，驱动升压装置，使升压变压器升压，再经高压倍压整流后，输出与键盘输入的伏值数相对应的直流静电高压供外部使用。
2.1输入/输出电路设计
高压静电发生器的数据输入和数据输出显示电路由键盘与LED控制芯片HD7279A与89C51单片机接口构成。根据输入和输出电压伏值数的要求，与HD7279A接口的键盘和数码显示电路采用了4×5键盘和4位LED数码显示器。HD7279A与89C51单片机的接口电路如图2所示^[1]。

HD7279A是一种管理键盘和LED显示器的输入/输出专用智能控制接口芯片。它能对8位共阴极LED数码管显示器或64个LED发光管进行管理、控制和驱动。同时，能对多达8×8的键盘矩阵的按键进行监视和管理，且具有自动清除按键抖动并识别按键产生的代码的功能，因而提高了CPU的工作效率。HD7279A与89C51单片机之间接口的特点：
(1)采用了串行接口。HD7279A采用串行方式与CPU通信，串行数据从DATA引脚送入芯片，并由CLK端的信号同步后写入HD7279A的缓存器。
(2)接口电路和外围电路简单。
(3)节省单片机89C51的I/O口，占用口线少。
(4)性能价格比高。
2.2频压转换与光电隔离
直流高压静电发生器要求输出多档电压，要产生数千到数万伏的直流高压静电，因此必须将220 V的交流电转换成直流电，再转换成脉冲电压，然后将脉冲电压升压，经高压倍压整流后得到输出高压。将直流电压转换成可变频的脉冲电压必须有一个可控、可变频的振荡源，这个振荡源一般用模拟或数字电路构成。而在高压静电发生器里，采用89C51单片机的可编程定时/计数器T0替代了上述的可控/变频振荡源。通过对单片机89C51的T0定时/计数器编程，产生不同频率的脉冲电压从P1.0口输出，对应产生不同伏值的静电电压。这就是所谓的频压转换，即单片机89C51的T0定时/计数器产生不同频率的脉冲电压经放大、升压、倍压整流后，产生对应于频率的不同的直流静电高压并输出。
由于高压静电发生器产生数千到数万伏的电压，为了保护89C51单片机不被高压电路产生的故障向前馈而损毁，故在单片机和升压电路之间采用了光电隔离电路4N35，以保护89C51单片机的安全。频压转换与隔离电路如图3所示，频压转换曲线如图4所示。

2.3升压及高压倍压整流电路
由单片机89C51P1.0口输出的不同频率的脉冲电压经4N35光电隔离后送前放电路放大后再送功率驱动电路进行功率放大后驱动升压变压器升压，然后经高压倍压整流后输出(见图1)。
升压及高压整流电路的特点是采用了双路高压倍压整流电路，以提高高压倍压整流电路的功效。为了使高压倍压整流电路绝缘效果良好，高压倍压整流电路采用环氧树脂封装，其电路结构如图5所示。