1、1基于基于PROTEUS層次化設(shè)計的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源層次化設(shè)計的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電壓設(shè)置按鍵電壓設(shè)置按鍵計數(shù)器計數(shù)器D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生電路穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路概概 述述： 所謂所謂數(shù)控電源數(shù)控電源，就是，就是電源電源的的輸出電壓受輸入輸出電壓受輸入的控制的控制。如如8位的數(shù)字量，當全零時輸出為位的數(shù)字量，當全零時輸出為0V，當，當全全1時輸出為時輸出為25.5V，數(shù)字量每增加，數(shù)字量每增加1，輸出增加，輸出增加0.1V，只，只要輸入的數(shù)字量改變了，就可以得到對應(yīng)的穩(wěn)定的輸出電要輸入的數(shù)字量改變了，就可以得到對應(yīng)的穩(wěn)定的輸出電壓。壓。 從串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源的仿真中可見從串聯(lián)直流

2、穩(wěn)壓電源的仿真中可見:當改變穩(wěn)壓輸入值當改變穩(wěn)壓輸入值時輸出隨之改變，所以可以通過穩(wěn)壓值的微小變化（如遞時輸出隨之改變，所以可以通過穩(wěn)壓值的微小變化（如遞增增0.1V）達到控制輸出電壓的步進變化。輸入數(shù)字量怎么）達到控制輸出電壓的步進變化。輸入數(shù)字量怎么得到穩(wěn)壓的模擬值？這里就要用到得到穩(wěn)壓的模擬值？這里就要用到D/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 原理分析原理分析： 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計常用數(shù)控電源的分類1、由集成和分立元件組成的。2、數(shù)控開關(guān)電源。整體設(shè)計思路整體設(shè)計思路： 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計電壓設(shè)置按鍵電壓設(shè)置

3、按鍵計數(shù)器計數(shù)器D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換計數(shù)脈沖計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生電路穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路整體設(shè)計思路整體設(shè)計思路： 顯示顯示實際上，總共包括穩(wěn)壓電路、電壓實際上，總共包括穩(wěn)壓電路、電壓設(shè)置電路（含按鍵、單步和連續(xù)脈設(shè)置電路（含按鍵、單步和連續(xù)脈沖產(chǎn)生單元等）沖產(chǎn)生單元等） 、計數(shù)電路、計數(shù)電路、D/AD/A轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字顯示等共轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字顯示等共5 5個環(huán)節(jié)個環(huán)節(jié) （一）穩(wěn)壓電路的設(shè)計（一）穩(wěn)壓電路的設(shè)計設(shè)計思路：設(shè)計思路： 可以選用可以選用或者或者1、分立式串聯(lián)穩(wěn)壓電路、分立式串聯(lián)穩(wěn)壓電路在項目一中已經(jīng)介紹過，在項目一中已經(jīng)介紹過，這里不再贅述。這里不再贅述。2、集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、集成串聯(lián)型穩(wěn)壓

4、電路 （一）穩(wěn)壓電路的設(shè)計（一）穩(wěn)壓電路的設(shè)計LM317LM317 （一）穩(wěn)壓電路的設(shè)計（一）穩(wěn)壓電路的設(shè)計2、集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路LM317proteusproteus仿真演示仿真演示： 4（5.25）、-1.25（0）、8.75（10）單步設(shè)置的單脈沖單脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生電路：1、按鍵及消抖 （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計設(shè)計思路設(shè)計思路： 數(shù)控穩(wěn)壓電源要求輸出電壓值的設(shè)置，一般通過設(shè)置按鍵與輸出電壓顯示結(jié)合進行設(shè)置。設(shè)置電路一般由按鍵、脈沖產(chǎn)生電路和計數(shù)電路按鍵、脈沖產(chǎn)生電路和計數(shù)電路組成。2、常用的消抖電路、常用的消抖電路 （1）、RS觸發(fā)器消抖 G

5、C R1 +V R2 （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計（2）、RC積分消抖電路 VT+ VT- t t uO uC （2）、單穩(wěn)態(tài)消抖電路 R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U1D555R3D100kC3D470nR2100?ABCDC11u （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計2、常用的消抖電路、常用的消抖電路 （3）、單穩(wěn)態(tài)消抖 555555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路C1100nFR51000k8R41000kVcC20.47uR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U1555VoutVc555多諧振蕩多諧振蕩（頻率由總步長與在總步長

6、內(nèi) 預(yù)定完成時間決定） （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計用或門用或門(or)就可以實現(xiàn)兩者的并存。就可以實現(xiàn)兩者的并存。 當按下并釋放單脈沖按鈕一次當按下并釋放單脈沖按鈕一次時產(chǎn)生一個單脈沖。時產(chǎn)生一個單脈沖。 當不按多諧振蕩按鈕時，無振當不按多諧振蕩按鈕時，無振蕩脈沖，按下時產(chǎn)生連續(xù)的多諧蕩脈沖，按下時產(chǎn)生連續(xù)的多諧振蕩脈沖。振蕩脈沖。 （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計proteusproteus仿真演示脈沖發(fā)生電路仿真演示脈沖發(fā)生電路如何具體來實現(xiàn)呢：如何具體來實現(xiàn)呢： 對于單穩(wěn)態(tài)電路，按鍵已經(jīng)有了，我們給對于單穩(wěn)態(tài)電路，按鍵已經(jīng)有了，我們給它它2#加一個觸

7、發(fā)脈沖，可以選擇加一個觸發(fā)脈沖，可以選擇 Pulse,幅值幅值為為5V；對于多諧振蕩電路，我們給它；對于多諧振蕩電路，我們給它5V電源電源串一個串一個10K 的電阻，加上按鍵，考慮到按鍵的電阻，加上按鍵，考慮到按鍵按下去有效，跟預(yù)期相反，所以還得增加一按下去有效，跟預(yù)期相反，所以還得增加一個反相器，引入個反相器，引入555的的4#，如圖左。再將兩，如圖左。再將兩個個555的的3#引腳引腳用或門連接，這樣就可以實用或門連接，這樣就可以實現(xiàn)兩者的并存現(xiàn)兩者的并存。 因此我們就得到了因此我們就得到了當按下并釋放單脈沖按當按下并釋放單脈沖按鈕一次時產(chǎn)生一個單脈沖；當不按多諧振蕩鈕一次時產(chǎn)生一個單脈沖；

8、當不按多諧振蕩按鈕時，無振蕩脈沖，按下時產(chǎn)生連續(xù)的多按鈕時，無振蕩脈沖，按下時產(chǎn)生連續(xù)的多諧振蕩脈沖諧振蕩脈沖的效果。的效果。 （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計 （二）（二）電壓設(shè)置電路的設(shè)計電壓設(shè)置電路的設(shè)計下面，我們用下面，我們用proteusproteus仿真軟件來演示一下脈沖發(fā)生電路仿真軟件來演示一下脈沖發(fā)生電路其他要注意的幾點：電阻、電容、集成電路標號不能重復(fù)；電源將12V改成5V；圖紙格式設(shè)定在System-set sheet size-A3 或者自定義12，10等 前面我們分析了脈沖產(chǎn)生電路，它主要是提供單脈沖或連續(xù)脈沖作為計數(shù)電路的輸入計數(shù)脈沖。計數(shù)電路一般由8

9、位二進制計數(shù)器組成。常用的4位二進制計數(shù)芯片有74LS161、74LS191、74LS193、40193 等 。這些計數(shù)器有的只有加法計數(shù)（如74LS161、），有的有加和減可逆計數(shù)（74LS191、74LS193）；有的有置數(shù)端和復(fù)位端，有的只有復(fù)位端；有的有的置數(shù)和復(fù)位端是置數(shù)和復(fù)位端是異步異步的有的是的有的是同步同步的。所以要能看懂計數(shù)器的的。所以要能看懂計數(shù)器的資料，尤其是它的功能表。資料，尤其是它的功能表。 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計1.原理和常用技術(shù)芯片介紹原理和常用技術(shù)芯片介紹74LS160、74LS161 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計D03Q014D1

10、4Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U274LS160引腳圖引腳圖 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U274LS16074LS160、74LS161功能表功能表74LS160、74LS161功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換表功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換表 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計74LS160 74LS160 芯片同步十進制計數(shù)器（直接清零）芯片同步十進制計數(shù)器（直接清零）74LS16174LS161同步四位二進制計數(shù)器（直接清零）同步四位二進制

11、計數(shù)器（直接清零）74LS16274LS162同步十進制計數(shù)器（同步清零）同步十進制計數(shù)器（同步清零）74LS16374LS163同步四位二進制計數(shù)器（同步清零）同步四位二進制計數(shù)器（同步清零）74LS190、74LS191引腳圖引腳圖D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37RCO13CLK14E4D/U5PL11TC12U274LS191 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計74LS191功能圖功能圖 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計74LS192、74LS193引腳圖引腳圖D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11M

12、R14U274LS193 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計74LS192、74LS193功能表功能表 （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計(1)同步同步 H0H1H2H3H0H1H2H3D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U174LS160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U274LS160U1(CLK)2 2、兩片芯片間的級聯(lián)、兩片芯片間的級聯(lián) （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計H0H1H2H3H0H1H2H3D03Q014D14

13、Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U174LS161D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U274LS161U1(CLK)U3NOT(2)異步異步 2 2、兩片芯片間的級聯(lián)、兩片芯片間的級聯(lián) （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計異步異步 （采用異步若芯片為同步置位則高位復(fù)位不起作用）（采用異步若芯片為同步置位則高位復(fù)位不起作用）若芯片為同步置位，則反饋量為最后變量（應(yīng)為若芯片為同步置位，則反饋量為最后變量（應(yīng)為N進制進制減減1）的高、低位的與非值。如設(shè)計）的高、低位的

14、與非值。如設(shè)計24進制計數(shù)器，從進制計數(shù)器，從023,若采用若采用74LS160則十位反饋則十位反饋2（即（即Q1），個位），個位反饋反饋3（即（即Q0、Q1）連到三輸入與非門的）連到三輸入與非門的3個輸入端。個輸入端。 若芯片為異步置位，則反饋量為最后變量（即為若芯片為異步置位，則反饋量為最后變量（即為N進進制的值）的高、低位的與非值。如設(shè)計制的值）的高、低位的與非值。如設(shè)計24進制計數(shù)器，進制計數(shù)器，從從024，若采用，若采用74LS160則十位反饋則十位反饋2（即（即Q1），），個位反饋個位反饋4（即（即Q2）連到二輸入與非門的）連到二輸入與非門的2個輸入端。個輸入端。 （三）（三）計數(shù)

15、電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計3 3、置位的實現(xiàn)、置位的實現(xiàn) （三）（三）計數(shù)電路的設(shè)計計數(shù)電路的設(shè)計3 3、置位的實現(xiàn)、置位的實現(xiàn)H0H2H3H0H1H2H3H1D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U174LS160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U274LS160U1(CLK)U3NAND_3例如：例如： VREF8GND3VCC20CS1WR12DI34DI25DI16DI07RFB9GND10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416XFER17WR218ILE(BY1/BY2)19U1DAC0832逐次逼近法常用芯片：逐次逼近法常用芯片：DAC0832等。等。雙積分法常用芯片：雙積分法常用芯片：ICL7135四位半雙積分芯片四位半雙積分芯片 （四）（四） D/AD/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 （四）（四） D/AD/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計iREFiFREFDVDRRVVout256218 （