1、數控直流穩壓電源此為我期末的數字電路課程設計-數控直流穩壓電源，特此拿出來分享一下，希望能對有需要的朋友提供一些參考。 由于百度對于文章長度的限制，不得不將文章分為兩部分，如要看完整的文章，請看下部分。摘要：隨著時代的發展，數字電路技術已經普及到我們生活、工作、科研等各個領域。在此將介紹一種數控直流穩壓電源，同時分析了數字電路和模擬電路相互轉換的概念。關鍵詞：數控，數模轉換（D/A轉換），可逆計數。1、 引言隨著人們生活水平的不斷提高，數字化控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人帶來的方便是不可否定的，其中數控制直流穩壓電源就是一個很好的典型例子，但人們對它的要求也越來越高，要為現代人工作、科

2、研、生活提供更好、更方便的設施就需要從數字電子技術入手，一切向數字化，智能化方向發展。本文所介紹的數控制流穩壓電源與傳統的穩壓電源相比，具有可操作性，電壓穩定度高的特點，其輸出電壓大小采用數字顯示，主要用于要求電源精度比較高的設別，或科研試驗用電源，并且此設計，沒有用到單片機，只用到了數字技術中的可逆計數器，D/A轉化器，譯碼顯示等電路，具有控制精度高，制作比較容易等優點。2、 單元電路設計此數控直流穩壓電源共有六個部分，輸出電壓的調節時通過+、-兩鍵操作 ，步進電壓精確到0.1V，控制可逆計數器分別作加、減計數，可逆計數器的二進制數字輸出分兩路運行：一路用于驅動數字顯示電路，精確顯示當前輸出

3、電壓值；另一路進入數模轉換電路（D/A轉換電路），數模轉換電路將數字量按比例，轉換成模擬電壓，然后經過射極跟隨器控制，調整輸出級，輸出穩定直流電壓。為了實現上述幾部分的正常工作，需要另制15V和5V的直流穩壓電源，以及一組未經穩壓的12V17V的直流電壓。此下所講的數控電源就是對此組電壓進行控制，是輸出09V的穩定可調直流電壓。此原理方框圖如下圖1所示2.1、“+”、“-”鍵控制的可逆計數器的設計此部分電路主要用兩個按鍵開關作為電壓調整鍵，與可逆計數器的加計數CPU時輸入端和減計數CPD時鐘輸入端相連，可逆計數器采用兩片四位十進制同步加/減集成塊74LS192級聯而成。74LS192是雙時鐘，

4、可預置數，異步復位，十進制（BCD碼）可逆計數器。與之功能相同的還有其他芯片，比較容易找到。、工作原理由于輸出電壓從09.9V可以調節，所以74LS192兩計數器總計數范圍從00000000到10011001（即099），而74LS192本身為十進制可逆計數器，所以只需兩塊這樣的芯片級聯就可以達到目的，此芯片封裝和工作模式如下圖2所示.、PL是低電平有效地預置數允許端，PL=0時，預置數輸入端P0P3上的數據被置入計數器。MR是高電平有效復位端，MR=1時，計數器被復位，所有輸出端都為低電平。CPU是加計數時鐘，CPD是減計數時鐘，當CPU=CPD=1時，計數器處于保持狀態，不計數。當CPD=

5、1，CPU由0變為1時，計數器的計數值加1；當CPU=1，CPD由0變為1時，計數器的計數值減1。TCU是進位輸出端，當加計數器達到最大計數值時，即達到9時，TCU在后半個時鐘周期（CPU=0）內變成低電平，其他情況均為高電平。TCU是借位輸出端，當減計數器計到0時，TCD在時鐘的后半個周期（CPD=0）內變成低電平，其他情況均為高電平。為實現100進制的計數可把第一塊芯片的TCU、TCD分別接后一級CPU、CPD就可以級聯使用，這就達到了099的計數。、元件的選擇74LS192是雙時鐘，可預置數，異步復位，十進制（BCD碼）可逆計數器，還可選用54HC192，54HCT192，74HC192

6、和74HCT192等。2.2、數字顯示電路設計、工作原理數字顯示驅動采用兩塊74LS248，74LS248為四線七段譯碼驅動器，內部輸出帶上拉電阻，它把從計數器傳來的二十進制碼，驅動數碼管顯示數碼。具體功能如下圖3真值表所示。74LS248，七段譯碼器，輸出高電平有效，適合于共陰極接法的七段數碼管使用A3、A2、A1、A0，為8421BCD碼輸入，a、b、c、d、e、f、g為七段數碼輸出，LT為試燈輸入信號，用來檢查數碼管的好壞，IBR為滅燈輸出信號，用來動態清零，IB/QBR為滅燈輸出信號，改端既可以作輸入也可以作輸出，具體工作如上真值表所示。、元件的選擇與74LS248功能相同的還有：74

7、LS247、CD4511等等。2.3、D/A轉換電路（數模轉換器）的設計、DAC0832工作原理介紹數模轉換電路，采用兩塊DAC0832集成塊，它是一個8位數/模轉換電路，這里只是用高4數字量輸入端。由于DAC0832不包含運算放大器，所以需要外接一個運算放大器相配，才構成完整的D/A轉換器，低位DAC輸出模擬經9：1分流器分流后于高位DAC輸出模擬量相加后送入運放，具體實現，有900和100的電阻相并聯分流實現，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，運放采用具體有調零的低噪聲高速優質運放NE5534.具體封裝圖如下圖4所示。DAC0832芯片主要功能引腳的名稱和作用如下：d7

8、d0：8位二進制數據輸入端；ILE：輸入鎖存允許，高電平有效；CS：片選信號，低電平有效；WR1，WR2：寫選通信號，低電平有效；XFER：轉移控制信號，低電平有效；Rf：內接反饋電阻，Rf=15K；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并接地；Vcc：電源電壓，Vcc的范圍為+5V+15V；Vref：參考電壓，范圍在-10V+10V；GND：接地端。當ILE=1，CS=0，WR=0，輸入數據d7d0存入8為輸入寄存器中，當WR=2，XFER=0，輸入寄存器中所存內容進入8位DAC寄存器并進行D/A轉換。當DAC0832外接運放A構成D

9、/A轉換電路時，電路輸入量V0和輸入d7d0的關系式為：、DAC0832芯片的特點DAC0832最具特色是輸入為雙緩沖結構，數字信號在進入D/A轉換前，需經過兩個獨立控制的8位鎖存器傳送。其優點是D/A轉換的同時，DAC寄存器中保留現有的數據，而在輸入寄存器中可送入新的數據。系統中多個D/A轉換器內容可用一公共的選通信號選通輸出。由于DAC0832輸出級沒有加集成運放，所以需外加NE5534相配使用。NE5534封裝如下圖5所示。IN-為反相輸入端，IN+為同相輸入端；OUT為輸出端；Balance為平衡輸入端，主要作用是是內部電路的差動放大器處于平衡狀態；COMp/Bal的作用為，通過調節外

10、接電阻，已達到改善放大器的性能和輸出電壓；Vcc-和Vcc+為正負電源提供；2.4、調整輸出的設計調整輸出級采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。調整管采用大功率達林頓管，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15V和5V電源有固定集成穩壓器7815、1915和7805提供，調整管所需輸入電壓，經簡單整流，濾波即可得到，但要求能提供5A的電流。輸出電壓的調整，主要是運用射極輸出器發射極上所接的4.7K電阻來完成的，此反饋電阻的主要作用是，把輸出電壓反饋到NE5534的輸入級的反方向輸入端，當同相輸入IN+和反相輸入端IN-有差別時，調

11、整輸出電壓使之趨于穩定，從而達到調整輸出電壓的目的。2.5、電路調試調節步驟如下：、輸入數字00000000，短接Rel、Re、Rf調運放調零電位器Rw，用數字萬用表檢測，是輸出電壓Vo=0。、輸入數字10011001，調整Rel、Re2、Rf是輸出電壓Vo達到預定的滿量程9.9V。、主要技術指標本文所設計的數控制流電源的電壓輸出范圍為09.9V，步進電壓為0.1V，輸出紋波電壓不大于10mv，輸出電流為5A。2.6、改進措施本電源輸出電壓大小尚受限制，在需要較高輸出電壓時，在不改變調節精度（即步進電壓值）前提下，只要增加計數器的級聯數和相應的D/A轉換器的個數，擴大數顯指示范圍，配合選用高電

12、壓輸出運放，就能輕松地滿足要求。當需要正負對稱輸出電壓時，只要另增一組電源，對D/A轉換器及調整輸出電路稍作改動即可達到目的。2.7、本設計總體圖示、控制電路如圖6：、本設計主要電源供給電路如圖7：3 、總結與體會在本次設計過程中，對紋波沒有提出嚴格要求，所以常用的穩壓集成電路就可以滿足要求。在電路中采用了模擬器件和數字器件，所以需要+5V和-15V電源供電。本設計輸出的電壓穩壓精度高，可以用在對直流電壓要求較高的設別上，或在科研實驗室中當做試驗電源使用。對于這次的課程設計，我之所以選了數控直流穩壓電源這個題目，一是因為今年9月份要參加全國大學生電子設計大賽，這個比賽需要用到電源，而借這次課程

13、設計的機會，正好可以學習研究一些制作電源的技術方法。二是因為我目前正在打算制作一款適合宿舍停電時使用的多功能供電設別，這也與這個課程設計有一定得關聯，也由此對我的項目做個準備。所以選擇數控直流穩壓電源這個題目作為課程設計，可謂是一箭三雕。在本次設計的過程中，我發現很多問題，給我的感覺感覺很簡單，但實際上很難 ，看似很簡單的電路，要動手把他給設計出來，是很難的一件事，主要原因是我沒有經常動手設計過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求在以后的學習中，應該注意到這一點，更重要的是我們要學會把從書本上學到的知識和實際的電路聯系起來，這不論是對我以后的學習就業還是學習來說，都會有幫助的。我相信，通過這次的課程設計，對我另外的兩個目的有益處的。同時，通過本次課程設計，鞏固了我的學習過的專業知識，也是得我把理論與實踐從真正意義上結合起來；考驗了我借助互聯網搜集、查閱相關文獻資料和組織材料的綜合能力；從中可以自我檢測，認識到自己的欠缺與不