目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1課程設(shè)計(jì)任務(wù) 2\o"CurrentDocument"1.1設(shè)計(jì)要求 2\o"CurrentDocument"1.2發(fā)揮部分： 2\o"CurrentDocument"2本設(shè)計(jì)方案思路 2\o"CurrentDocument"穩(wěn)壓源的技術(shù)指標(biāo)與要求： 3\o"CurrentDocument"2.2總體方框圖 3\o"CurrentDocument"2.3電路原理圖 4\o"CurrentDocument"2.4電路特點(diǎn) 4“+”,“-”鍵控制的可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 52.4.2操作方式： 62.4.3數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)： 6\o"CurrentDocument"CD4511 83制作與調(diào)試 9硬件電路的布線與焊接元器件的焊接： 9\o"CurrentDocument"電路組裝和調(diào)試 9\o"CurrentDocument"3.3計(jì)數(shù)及顯示部分的調(diào)試 10\o"CurrentDocument"4.改進(jìn)措施 10\o"CurrentDocument"心得體會(huì) 10\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 111課程設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)輸出電壓步進(jìn)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源。電源有“電壓增”(UP)和“電壓減”(DOWN)兩個(gè)鍵，按UP時(shí)輸出電壓步進(jìn)增加，按DOWN時(shí)輸出電壓步進(jìn)減小。設(shè)計(jì)要求具體要求如下：輸出電壓范圍為5?12V，步進(jìn)為IV；輸出電壓的誤差W±0.1V；最大輸出電流21A。發(fā)揮部分：顯示設(shè)定電壓值；說明：(1)分別測(cè)試輸出電壓為5V、6V、7V、???11V和12V的電壓值；(2)最大輸出電流通過設(shè)計(jì)方案預(yù)以保證。主要參考元器件：74HC191/193，74HC138，LM317，CD4511，S8050/8550，DAC0832，NE5532/TL082，TIP41或2N3055/3DD15。發(fā)揮部分：輸出電壓可在0?9.9V范圍可以任意預(yù)置。2本設(shè)計(jì)方案思路根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖1所示。主要包括三大部分：數(shù)字控制部分、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部分(D/A變換器)及可調(diào)穩(wěn)壓電源。數(shù)字控制部分用+、-開關(guān)按鍵控制一可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出輸入到D/A變換器，經(jīng)D/A器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，此電壓經(jīng)過放大到合適的電壓值后，去控制穩(wěn)壓電源的輸出，使穩(wěn)壓電源的輸出電壓以1V的步進(jìn)值增或減。2.1穩(wěn)壓源的技術(shù)指標(biāo)與要求：設(shè)計(jì)指導(dǎo)：隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一,它所給人帶來的方便也是不可否定的,其中數(shù)控制直流穩(wěn)壓電源就是一個(gè)很好的典型例子,但人們對(duì)它的要求也越來越高,要為現(xiàn)代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手，一切向數(shù)字化，智能化方向發(fā)展.本文所介紹的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便，電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，其輸出電壓大小采用數(shù)字顯示，主要用于要求電源精度比較高的設(shè)備，或科研實(shí)驗(yàn)電源使用，并且此設(shè)計(jì)，沒有用到單片機(jī)，只用到了數(shù)字技術(shù)中的可逆計(jì)數(shù)器，D/A轉(zhuǎn)換器，譯碼顯示等電路，具有控制精度高，制作比較容易等優(yōu)點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)鞏固學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力；通過使用電路CAD軟件Protel，了解到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的智能化。此數(shù)控直流穩(wěn)壓電源共有六部分，步進(jìn)電壓精確到0.1V控制可逆計(jì)數(shù)器分別作加，減計(jì)數(shù)，可逆計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制數(shù)字輸出分兩路運(yùn)行：一路用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示電路，精確顯示當(dāng)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，然后經(jīng)過射極跟隨器控制,調(diào)整輸出級(jí)，輸出穩(wěn)定直流電壓。為了實(shí)現(xiàn)上述幾部分的正常工作，需要另制±12V,和±5V的直流穩(wěn)壓電源。此下所講的數(shù)控電源主要就是對(duì)此組電壓進(jìn)行控制，使輸出0~9.9V的穩(wěn)定的可調(diào)直流電壓。2.2總體方框圖

2.3電路原理圖2.4電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)，既設(shè)計(jì)數(shù)電知識(shí),又有模電知識(shí)，這個(gè)數(shù)控穩(wěn)壓原實(shí)際上是用按鍵讓加減計(jì)數(shù)器變化來控制輸出電壓的大小，也就是用數(shù)電部分的數(shù)字量取控制模擬部分的輸出量?我用了兩片十位加減計(jì)數(shù)器，一片DAC0832作為數(shù)字部分的控制，兩片計(jì)數(shù)器都是從0-9.9變化,一個(gè)作為個(gè)位數(shù)控制，一個(gè)作為10位數(shù)控制，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器后輸出電流量,再通過運(yùn)放轉(zhuǎn)換為電壓的形式輸出，數(shù)碼管顯示輸出的量，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量控制模擬量。2.4.1 “+”, “-”鍵控制的可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)protel設(shè)計(jì)電路如下：此部分電路主要用兩個(gè)按鈕開關(guān)為電壓調(diào)整鍵，與可逆計(jì)數(shù)器的加計(jì)數(shù)輸入端和減計(jì)數(shù)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級(jí)聯(lián)而成。最上方計(jì)數(shù)器為產(chǎn)生脈沖的作用。74LS192是雙時(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。由于輸出電壓從0V到9.9V可以調(diào)節(jié)，所以74LS192兩計(jì)數(shù)器總計(jì)數(shù)范圍從00000000到10011001（即0~99），而74LS192本身為十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，所以只需兩塊這樣的芯片級(jí)聯(lián)就可以達(dá)到目的，PL是低電平有效的預(yù)置數(shù)允許端，PL=0時(shí)，預(yù)置數(shù)輸入端P0?P3上的數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器。MR是高電平有效的復(fù)位端，MR=1時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，所有輸出端都為低電平。CPU是加計(jì)數(shù)時(shí)鐘，CPD是減計(jì)數(shù)時(shí)鐘，當(dāng)CPU=CPD=1時(shí)，計(jì)數(shù)器處于保持狀態(tài)，不計(jì)數(shù)。當(dāng)CPD=1，CPU由0變?yōu)?時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加1；當(dāng)CPU=1，CPD由0變1時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1 。TCU是進(jìn)位輸出端，當(dāng)加計(jì)數(shù)器達(dá)到最大計(jì)數(shù)值時(shí)，即達(dá)到9時(shí)，TCU在后半個(gè)時(shí)鐘周期（CPU=0）內(nèi)變成低電平，其他情況均為高電平。TCU是借位輸出端，當(dāng)減計(jì)數(shù)器計(jì)到零時(shí)，TCD在時(shí)鐘的后半個(gè)周期（CPD=O）內(nèi)變成低電平，其他情況下均為高電平。為實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制的計(jì)數(shù)可把第一塊芯片的TCU，TCD分別接后一級(jí)的CPU，CPD就可以級(jí)聯(lián)使用，這就達(dá)到了0?99的計(jì)數(shù)。2.4.2操作方式：點(diǎn)擊電路左方按鈕時(shí)控制加的開關(guān)按下，計(jì)數(shù)器為加計(jì)數(shù)器，即開始計(jì)數(shù)；點(diǎn)擊電路左方按鈕時(shí)控制減的開關(guān)按下，計(jì)數(shù)器為減計(jì)數(shù)器，即開始計(jì)數(shù)。2.4.3數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)：由于在protel中四輸入的七段顯示器已經(jīng)帶有譯碼器功能，所以在本部分電路設(shè)計(jì)中，直接將計(jì)數(shù)器連接到顯示器上，省去了譯碼器的加入。高位連接計(jì)數(shù)器的高位，低位連接計(jì)數(shù)器的地位。protel仿真如下：數(shù)字控制部分由40192控制，使雙時(shí)鐘可預(yù)置十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器J--AB-LDA-BcD□QQQ可LOM^■：:CLK1JJ'SCLRD—亡LEAF!TUDtgUU13W4Q190-=TE-：T=-U211■QAQBCCCDLDADTCD■CLR1JTCU：:CLkHCLE.-.R*0193■13■121■9a15■1a1DB」■11■-：TE；'；Ta-R □幾B QOC QC匚i QDLOAD TCP：:CLKJJ TGU>CLkDCLE^R1+□13m2■2■6■Tiai!K-=TB■:T>rtrtBcD□aQQ11■1U0AD>CLWJ七LKDCLE.-.RTCEiTCJa13

wD/A轉(zhuǎn)換電路（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的設(shè)計(jì)protel仿真如下：CD4511顯示部分比較簡單，主要是由兩個(gè)數(shù)碼管和CD4511組成，兩個(gè)數(shù)碼管分別顯示電壓的個(gè)位和十分位U20

U20輸出電壓示數(shù):XV=0.輸出電壓示數(shù):XV=0.4993843制作與調(diào)試3.1硬件電路的布線與焊接元器件的焊接：焊件必須具有良好的可焊性?不是所有的金屬都就有良好的可焊性?焊接時(shí),由于高溫是焊件的表面產(chǎn)生氧化膜，影響焊件的可焊性?為了提高焊件的可焊性，一般采用表面鍍錫，鍍銀等措施來防御表面的氧化。為了使焊件和焊錫之間有良好的接觸，焊件表面必須保持清潔.在焊接前必須把氧化膜清除干凈，否則將無法保證焊接質(zhì)量。要使用合適的助焊劑.不同的焊接工藝應(yīng)使用不同的助焊劑.在焊接電子線路板等精密電子產(chǎn)品的時(shí)候，用焊錫焊接可靠穩(wěn)定，通常采用松香助焊劑.焊件加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?需要強(qiáng)調(diào)的是,需要強(qiáng)調(diào)的是，不但焊錫要加熱到熔化，而且應(yīng)當(dāng)同時(shí)將焊件加熱到能夠熔化焊錫的溫度。3.2電路組裝和調(diào)試在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，起初考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多"特長線"。影響布線的格局，同時(shí)線路越來越復(fù)雜，而且也會(huì)給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。于是重新排版，重新焊接，和連線；此外，在焊接的過程中由于沒有將電路看清楚導(dǎo)致剛開始有幾個(gè)器件放錯(cuò)了位置，焊接出現(xiàn)了失誤。在調(diào)試過程中，由于連線比較多剛開始就遇了實(shí)驗(yàn)板上有線路不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。為了能夠是電路連通又用很多的時(shí)間檢查線路；在重新檢查后電路連通了，對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行了測(cè)試分析，檢查其是否能夠達(dá)到預(yù)期的要求。3.3計(jì)數(shù)及顯示部分的調(diào)試進(jìn)行電路仿真的時(shí)候沒有什么問題，當(dāng)按下“+”的時(shí)候數(shù)碼管上的數(shù)字加1，當(dāng)按下“-”的時(shí)候數(shù)碼管上的數(shù)字加1，電壓可以實(shí)現(xiàn)從0到9.9變化，而且觀察電壓指針上的示數(shù)時(shí)，按動(dòng)一次開關(guān)示數(shù)會(huì)發(fā)生變化，每次都是0.09到0.11之間;從以上調(diào)試結(jié)果可以看出,“+”“-”鍵每按動(dòng)一次，顯示部分的步距為0.1,這說明計(jì)數(shù)及顯示部分基本滿足要求。4.改進(jìn)措施剛開始的時(shí)候當(dāng)電壓為0或9.9時(shí)按動(dòng)“-”或“+”時(shí)數(shù)碼管和電壓指針的示數(shù)還會(huì)發(fā)生變化不滿足設(shè)計(jì)的要求;需要重新對(duì)電路進(jìn)行修改。之后數(shù)碼管和電壓指針的示數(shù)只能在0到9.9之間變化;0時(shí)按動(dòng)“-”按鈕實(shí)屬不發(fā)生變化，9.9時(shí)也是如此，符合要求。這個(gè)電源的輸出電壓大小還受很多限制，還需進(jìn)行跟多的改進(jìn)。心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)主要是對(duì)之前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次實(shí)踐檢驗(yàn)，也是多我們動(dòng)手能力的檢測(cè)。在完成課程設(shè)計(jì)的過程中我們遇到了很多的問題;剛開始看到題目時(shí)有點(diǎn)不知所措的感覺，只要是不知道從何下手，也是之前很少動(dòng)手實(shí)踐的原因。所以這次課程設(shè)計(jì)很有必要也讓我們知道了自己的不足，此外也鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)。再開始做的過程中除了自己查閱資料外，還與同組的同學(xué)一起討論，上網(wǎng)查找資料;電路圖沒有問題之后，就是做實(shí)物了。和同學(xué)一起買到所要用到的期間后在科協(xié)用了一個(gè)晚上的時(shí)間去焊接，一個(gè)晚上的時(shí)間有點(diǎn)緊張只能夠把主要的部分焊接好，還剩下一小部分沒有焊接，自己買個(gè)電烙鐵在宿舍