1、數(shù)顯可調(diào)穩(wěn)壓恒流源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與仿真摘要本文所簡(jiǎn)介曰勺數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與老式曰勺穩(wěn)壓電源相比，具有操作以 便，電壓穩(wěn)定度高曰勺特點(diǎn)，其輸出電壓大小采用數(shù)碼管顯示，重要用于規(guī)定電源 精度比較高曰勺設(shè)備，或科研實(shí)驗(yàn)電源使用，并且此設(shè)計(jì)沒(méi)有用到單片機(jī)，只用到 了數(shù)字技術(shù)中曰勺可逆計(jì)數(shù)器，D/A轉(zhuǎn)換器，譯碼顯示等電路，具有控制精度高 制作比較容易等長(zhǎng)處。核心詞穩(wěn)壓電源；數(shù)控；數(shù)模轉(zhuǎn)換；可逆計(jì)數(shù)第1章緒論隨著人們生活水平日勺不斷提高，數(shù)字化控制無(wú)疑是人們追求日勺目日勺之一，它所給人 帶來(lái)日勺以便也是不可否認(rèn)日勺，其中數(shù)控制直流穩(wěn)壓電源就是一種較好日勺典型例子。但人 們對(duì)它日勺規(guī)定也越來(lái)越

2、高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好日勺更以便日勺設(shè)施，就 需要從數(shù)字電子技術(shù)入手，一切向數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。本文所簡(jiǎn)介勺數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與老式勺穩(wěn)壓電源相比，具有操作以便，電壓穩(wěn) 定度高日勺特點(diǎn)，其輸出電壓大小采用數(shù)字顯示，可用于規(guī)定電源精度比較高勺設(shè)備， 或科研實(shí)驗(yàn)電源使用，并且此設(shè)計(jì)，沒(méi)有用到單片機(jī)，只用到了數(shù)字技術(shù)中勺可逆計(jì) 數(shù)器，D/A轉(zhuǎn)換器，譯碼顯示等電路；具有控制精度高，制作比較容易等長(zhǎng)處。第2章電路設(shè)計(jì)2.1電路設(shè)計(jì)方案本文簡(jiǎn)介日勺簡(jiǎn)易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源共有六部分構(gòu)成，其中輸出電壓日勺調(diào)節(jié)是通過(guò)“ + ”和“-”兩個(gè)按鍵來(lái)操作日勺；步進(jìn)電壓精確到0.1V去控制可逆計(jì)數(shù)器分別

3、作加， 減計(jì)數(shù)；可逆計(jì)數(shù)器勺二進(jìn)制數(shù)字輸出分兩路運(yùn)營(yíng)，一路用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示電路，精 確顯示目前輸出電壓值；另一路進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（D/A轉(zhuǎn)換電路）；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將 數(shù)字量按比例，轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后通過(guò)射極跟隨器勺控制，調(diào)節(jié)輸出級(jí)，使輸出穩(wěn) 定直流電壓。由于題目是數(shù)控穩(wěn)壓電源，并且有精確勺步進(jìn)值，因而不適合采用一般勺串并聯(lián) 方式勺線性穩(wěn)壓電源。且由于電路構(gòu)造簡(jiǎn)樸，集成度高，可以很容易日勺實(shí)現(xiàn)精確日勺遞 增和遞減勺功能控制。隨著數(shù)字器件勺發(fā)展，構(gòu)造一種精確勺可逆計(jì)數(shù)器很容易實(shí)現(xiàn)。由于所要完畢勺 邏輯功能并不復(fù)雜，因而沒(méi)有采用單片機(jī)?？赡嬗?jì)數(shù)器日勺輸出是依次遞增或遞減日勺數(shù) 字量，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后

4、變成模擬電壓值。由于電壓勺數(shù)值可以把輸出勺模擬電壓通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換再顯示，也可以直接把D/A轉(zhuǎn)換前勺數(shù)字量直接經(jīng)譯碼顯示。在前一種措施中，由于要用到復(fù)雜勺 A/D轉(zhuǎn)換及其控制電路，其精確度難以保證 從而增長(zhǎng)設(shè)計(jì)難度；在后一種措施中驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管勺信號(hào)直接由可逆計(jì)數(shù)器而來(lái)，因此不 存在A/D轉(zhuǎn)換間日勺誤差問(wèn)題，因此采用后一種措施。其原理方框圖和總體控制電路圖如下圖所示:12-18V12-18V圖1簡(jiǎn)易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路原理方框圖2. 2單元電路設(shè)計(jì)2.2.1 “+”，-”鍵控制的可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)工作原理：此部分電路重要用兩個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)作為輸出電壓增和減勺調(diào)節(jié)鍵，與可 逆計(jì)數(shù)器勺加計(jì)數(shù)CPU時(shí)鐘輸入端

5、和減計(jì)數(shù)CPD時(shí)鐘輸入端相連，可逆計(jì)數(shù)器采用兩 片四位十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)集成塊74LS192芯片級(jí)聯(lián)而成。由于規(guī)定輸出電壓從0V到9.9V可以調(diào)節(jié)，因此級(jí)聯(lián)勺兩個(gè)74LS192計(jì)數(shù)器總計(jì) 數(shù)范疇從00000000到10011001 （即099）。而74LS192芯片自身為十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù) 器，因此只需兩塊這樣勺芯片級(jí)聯(lián)就可以達(dá)到目勺。元件選擇：計(jì)數(shù)器部分采用勺是十進(jìn)制雙時(shí)鐘可預(yù)置數(shù)異步復(fù)位十進(jìn)制（BCD碼） 可逆計(jì)數(shù)器74LS192芯片。與它功能相似勺尚有其她芯片，比較容易找到。這里采用 TTL邏輯電路而不采用CMOS數(shù)字電路勺因素是TTL邏輯電路勺輸入阻抗低，具用良好 勺抗外界電磁干擾能力，

6、而CMOS數(shù)字電路勺輸入阻抗極高，很容易被外界電磁場(chǎng)合干 擾而誤動(dòng)作，這也是電子技術(shù)基本“數(shù)字部分”近 30年來(lái)始終在講TTL邏輯電路路而 很少講CMOS電路勺因素。2.2.2數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)工作原理：在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和多種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀勺顯示出 來(lái)。一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算日勺成果；另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)日勺工作狀 況。因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少日勺部分。數(shù)字顯示電路一般由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示屏等部分構(gòu)成。其中勺數(shù)碼勺顯示方 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(diǎn)陣式。目前以分 段式應(yīng)用最為普遍，重要器件是七段發(fā)光二極管（LED）顯

7、示屏。它可分為兩種，一是 共陽(yáng)極顯示屏（發(fā)光二極管日勺陽(yáng)極都接在一種公共點(diǎn)上），另一是共陰極顯示屏（發(fā) 光二極管日勺陽(yáng)極都接在一種公共點(diǎn)上，使用時(shí)公共點(diǎn)接地）。由于前一級(jí)電路采用兩級(jí)可逆計(jì)數(shù)器，且其輸出僅代表電壓值代碼而不是代表具 體電壓，故而不用考慮與D/A轉(zhuǎn)換間存在日勺結(jié)合問(wèn)題；而直接去顯示，因此電壓顯示 非常以便，直接采用兩塊74LS48芯片驅(qū)動(dòng)顯示。元件選擇：與74LS48芯片功能相似日勺尚有74LS47芯片。它日勺引腳排列與74LS48 日勺引腳排列一模同樣，兩者勺功能也差不多。使用時(shí)要注意：74LS47芯片是用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極顯示屏日勺，74LS48芯片是用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極日勺；74LS4

8、8芯片內(nèi)部有升壓電阻，使 用時(shí)可以直接與顯示屏相連，而74LS47為集電極開(kāi)路輸出，使用時(shí)要外接電阻。在使 用時(shí)應(yīng)注意：74LS48芯片在使用可直接驅(qū)動(dòng)共陰極日勺LED數(shù)碼管而不需外接限流電阻。2.2.3 D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)工作原理：數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用兩塊DAC0832集成塊，它是一種8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路。 由于DAC0832不涉及運(yùn)算放大器，因此需要外接一種運(yùn)算放大器相配，才構(gòu)成完整勺 D/A轉(zhuǎn)換器，低位DAC輸出日勺模擬量通過(guò)9： 1分流器分流后與高位DAC輸出模擬量相 加后送入運(yùn)放，具體實(shí)現(xiàn)由900歐姆和100歐姆勺電阻相并聯(lián)分流實(shí)現(xiàn)。運(yùn)放將其轉(zhuǎn) 換成與數(shù)字端輸入勺數(shù)值成正比勺模擬輸出電壓，運(yùn)放采用勺是低噪聲勺NE5534芯片。2.2.4調(diào)節(jié)