題目數控直流穩壓電源設計
課程名稱電子線路綜合課程設計
系院專業
班級 學生姓名
學號設計地點
指導教師
設計起止時間：2023年11月3日至2023年11月14日
學院專業班
學生：日期： 自 2014 年 11月 3 日至 2104 年 11月 14 日
指導教師：
助理指導教師(並指出所負責的部分)：
教研室： 電子工程教研室主任
目錄一、需求分析 1
二、系統總體設計 1
三、系統詳細設計 2
四、除錯與維護 4
五、結束語（包括小組任務分工） 8
六、參考文獻 8
七、指導教師評閱 9
數控直流穩壓電源設計
1.需求分析
1.功能指標：
（1）運用數字、模擬電子知識設計電路
（2）設計的直流穩壓電源要求輸出精度高，步進電壓在0. 1v左右，調整方便
（3）使用通用器件
（4）要求輸出電壓在0~9.9v
2.技術指標：
（1）工作電壓：2-6v（典型5v）
（2）工作電流：4.5ma（5v時），2.5ma（3v時）
（3）輸出穩壓值：0-9.9v
（4）步進電壓值：0.1v
（5）輸出紋波電壓值：≤10mv
（6）輸出電流：5a
二．系統總體設計
1.數控直流穩壓電源工作原理圖如下：
2.經過討論我們決定採用串聯型穩壓電路,串聯穩壓電路原理圖如下:
3.系統詳細設計
1.數控直流穩壓電源設計的總原理圖如下:
2.所需原件清單:
3.「+」、「-」鍵控制的可逆計數器的設計
工作原理：此部分電路主要用兩按鍵開關作為輸出電壓增和減的調整鍵，與可逆計數器的加計數 cpu 時鐘輸入端和減計數 cpd 時鐘輸入端相連，可逆計數器採用兩片四位十進位制同步加/減計數整合塊 74ls192 級聯而成。
因為輸出電壓是從0v 到9.9v可以調節，所以74ls192計數器總計數範圍從***到10011001（即 0∽99）,而 74ls192 本身為十進位制可逆計數器，所以只需兩塊這樣的晶元級聯就可以達到目的。pl是低電平有效的預置數允許端，pl=0時，預置數輸入端p0~p3上的資料被置入計數器。
mr是高電平有效的復位端，mr=1時，計數器被復位，所有輸出端都為低電平。
元件選擇：計數器部分採用的是十進位製雙時鐘可預置數非同步付維十進位制（bcd碼）可逆計數器74ls192晶元。與它功能相同的還有其他晶元，比較容易找到。
這裡採用ttl邏輯電路而不採用cmos數位電路的原因是ttl邏輯電路的輸入阻抗低，具有良好的抗外界電磁干擾的能力，而cmos數位電路的輸入阻抗極高，很容易被外界電磁鎖干擾而誤動作，這也是電子技術基礎「數字部分」近30年來一直講ttl邏輯電路而很少講cmos電路的原因。
4.數字顯示電路設計
工作原理：在數字測量儀表和各種數字系統中，都需要將數字直觀的顯示出來。一方面供人們直接讀取測量和運算的結果；另一方面用於用於監視數字系統的工作情況。
因此，數字顯示電路是許多數字裝置不可缺少的部分。
數字顯示通常由解碼器，驅動器和顯示器等部分組成。其中的數碼顯示方式一般有三種：第一種是字型重疊式；第二種是分段式；第三種是點陣式。
目前以分段式有用最為普通，主要器件是七段二極體（led）顯示器。它可分為為兩種，一時共陽極顯示器（發光二極體的陽極都接在乙個公共點上），另乙個是共陰極顯示器（發光二極體的陰極都接在乙個公共點上，使用時公共點接地）。
由於前一級電路採用兩級可逆計數器，且其輸出僅代表電壓值**而不是具體電壓，故而不用考慮與d/a轉換間存在的結合問題；而是直接去顯示，所以電壓顯示非常方便，直接採用兩塊74ls48晶元驅動顯示。
元件選擇：與74ls48晶元功能相同的還有74ls47晶元。它的引腳排列與74ls48的引腳排列一模一樣，兩者的功能也差不多。
使用時要注意：74ls47晶元內是用來驅動共陽極顯示器的，74ls48晶元內部有公升壓電阻，使用時可以直接與顯示器相連，而74ls47晶元為集電極開路輸出，使用時要外接電阻。在使用時應注意：
74ls48晶元在使用可直接驅動共陰極的led數碼管而不需要外接限流電阻。
74ls48的引腳圖
5. d/a 轉換電路的設計
工作原理：數模轉換電路，採用兩塊dac0832整合塊，它是乙個8位數/模轉換電路。由於dac0832不包括運算放大器，所以需要外接乙個運算放大器相配，才構成完整的d/a轉換器，低位dac輸出的模擬量經過9:
1分流器分流後與高位dac輸出模擬量想加後送入運放，具體實現由900歐姆和100歐姆的電阻相併聯分流實現，運放將其轉換成與數字端輸入的數值成正比的模擬輸出電壓，運放採用的是低雜訊的ne5534晶元。
dac0832晶元主要引腳功能：
di1~di7：8位二進位制資料輸入端；
ile：輸入鎖存允許，高電平有效；
cs：片選訊號，低電平有效；
wr1，wr2：寫選通訊號，低電平有效；
xfer：轉移控制訊號，低電平有效；
rfb：內接反饋電阻，rfb=15kω；
iout1，iout2：輸出端，其中 iout1 和運放反相輸入相連，iout2 和運放同相輸入端相連並接地端；
vcc：電源電壓，vcc 的範圍為+5v~+15v；
vref：參考電壓，範圍在-10v~+10v；
gnd：接地端。
6.調整輸出電路的設計
工作原理：調整輸出級採用運放作射極跟隨器，使調整管的輸出電壓精確地與 d/a 轉換器輸出電壓保持一致。調整管採用大功率達林頓管，確保電路的輸出電流值達到設計要求。
數控電源各部分工作所需的正負15v和正負5v電源有固定整合穩壓管7815,7915，和7805提供，調整管所需的輸入電壓，經簡單整流，濾波可得到。
元件選擇：達林頓管就是將兩個三極體接在一起，極性和第一支三極體的極性保持一致。
四．除錯與維護
1. 自製穩壓電源的除錯
工作原理：在達到基本效能指標的前提下，為了更好的體現人性化的思想，同時採用低成本的通用單子元器件來設計製作電路。在這當中，電路應該是簡單可靠穩定的。
當然，最重要的是它有實用價值，容易在人民日常生活中實現。
由於對文波沒有提出很大的要求，所以我們的電路採用常用的三端整合穩壓器（78xx和79xx兩大系列）作穩壓元件，就可以滿足電路要求。
2.數顯電路的除錯
74ls47d是驅動共陽數碼管的解碼驅動器，我們用邏輯電平開關來代替bcd碼；調整開關sw1、sw2、sw3、sw4的狀態，可以得到不同的bcd碼組合。執行**，「撥動開關」數碼管的顯示結果會隨之變化，r1在實際應用電路中是乙個較為有用的器件。如果沒有這只電阻，數碼管極易受損壞。
在實際電路中，採用74ls248，分別改變各個開關的狀態，觀察顯示值的變化並記錄。
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