简易数控直流电源设计-参考模板

课程设计任务书

2015—2016学年第二学期

专业：电子信息工程（电子技术应用方向）学号：1401020023姓名：钮豪

课程设计名称：电子技术课程设计

设计题目：简易数控直流电源设计

完成期限：自2016 年6月13 日至2016 年 6 月26 日共 2 周

一、设计依据

本课题要求利用电子技术知识设计出一定输出电压范围和功能的数控电源。电路由数字控制部分、D/A转换部分、可调稳压部分组成。数字控制部分采用“+”“-”按键来分别调整控制输出电压步进增减，信号经过D/A转换后控制调整步进为0.1V，可输出0～+9.9V的稳定直流电压，并采用LED显示输出电压，同时预设一个复位按键来进行复位。通过本课题的练习，学生的综合知识应用能力、设计能力将有较大提高，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。

二、主要内容及要求

主要内容：

1、要求输出电压范围0～+9.9V、步进0.1V、波纹不大于10mv；输出电流500mA；输出电压值由数码管显示；由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；同时预设一个复位按键来进行复位；可自制一个稳定直流电源（输出±15V.+5V）。

2、设计要求画出电路原理图（或仿真电路图）；元器件及参数选择；电路仿真与调试；PCB文件生成与打印输出。

3、制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

4、撰写设计报告，写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

设计要求：

1、给出详细的总体设计方案；

2、完成各部分具体功能电路设计，包括“+”、“-”键控制的可逆计数器的设计、D/A 转换电路设计、可调输出设计、LED显示电路设计、自制稳压电源设计；

3、仿真、调试验证各部分设计的正确性；

4、整理设计成果，完成设计说明书的撰写。

三、途径和方法

本课题利用电子技术设计一个数控直流电源，可以先查阅相关资料（网上查找或参考相关书籍手册），明确课题的方向和目的，然后学习完成课题所需的理论知识，了解可逆计数器、D/A转换电路、LED显示电路的工作原理；在理解的基础上确定设计电路方案，设计电路，画出原理图及PCB印制版图，最后提交课程设计说明书一份。

四、时间安排

课题讲解：2小时

阅读资料：10小时

撰写设计说明书：12小时

修订设计说明书：6小时

五、参考文献

[1] 乐丽琴. 数字电子技术[M]. 北京：电子工业出版社，2014.

[2] 王毓银. 脉冲与数字电路（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社，1999.

[3] 路勇. 电子电路实践及仿真（第一版）[M]. 北京：清华大学出版社，2004.

[4] 岳怡. 数字电路与数字电子技术（第一版）[M]. 西安：西北工业大学出版社，2001.

[5] 刘常澍. 数字逻辑电路（第一版）[M]. 北京：国防工业出版社，2002.

[6] 萧宝瑾. protel 99 SE操作指导与电路设计实例（第一版）[M]. 太原：太原理工大学，2004.

[7]赵学良，张国华.电源电路[M].北京:电子工业出版社,1995.

[8] 张义申，陆坤. 电子设计技术[M]. 西安:电子科技大学出版.1996.

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：

批准日期：年月日

简易数控直流电源设计

摘要

电子系统的正常运行离不开稳定的电源，除了在某些特定场合下采用太阳能电池或化学电池作电源外，多数电路的直流电是由电网的交流电转换来的，能长期、连续地工作，给人们生产生活带来了极大的方便。但是当前的大部分稳压电源输出电压不稳定，给设备造成致命伤害或误动作，影响设备的使用寿命、加速设备的老化。本文所研究的数控直流电源具有输出电压稳定、工作可靠，范围可调、成本较低等特点。

本课题主要对简易数控直流电源电路的硬件设计进行了详细的描述。首先，本文概述了数控电源的背景、发展状况及其设计要求。其次，本文讲述了简易数控电源系统的总体设计方案及其论证。再次，本文介绍了本课题用到的集成电路的内部结构及外围引脚功能。最后，本文简述了整流滤波电路、数字控制电路、D/A转换器及稳压调节电路的设计方法，并设计出整体电路。

关键词：整流滤波电路，数字控制电路，D/A转换器，稳压调节电路

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题描述 (1)

1.2 基本工作原理及框图 (1)

2 相关芯片 (2)

2.1 74LS192芯片 (2)

2.2 DAC0832芯片 (2)

2.3 74LS47芯片 (3)

3 主要电路设计的电路图及原理 (3)

3.1 “+”、“-”键控制的可逆计数器的设计 (3)

3.1.1工作原理 (4)

3.1.2 元件的选择 (5)

3.2 数字显示电路的设计 (5)

3.2.1 工作原理 (5)

3.2.2 元件的选择 (5)

3.3 D/A转换电路（数模转换器）的设计 (6)

3.4 自制稳压电源 (7)

3.5 调整输出的设计 (7)

4 总体电路设计以及元器件清单 (8)

4.1 总体电路设计 (8)

4.2 元器件清单 (8)

5 仿真分析 (9)

5.1 自制稳压电源电路 (9)

5.2 整体电路 (9)

总结 (11)

致谢 (12)

参考文献 (13)

1 绪论

1.1课题描述

本课题利用电子技术知识设计出一定输出电压范围和功能的数控电源。电路由数字控制部分、D/A转换部分、可调稳压部分组成。数字控制部分采用“+”“-”按键来分别调整控制输出电压步进增减，信号经过D/A转换后控制调整步进为0.1V，可输出0～+9.9V的稳定直流电压，并采用LED显示输出电压，同时预设一个复位按键来进行复位。

1.2基本工作原理及框图

本次所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压的大小采用数字显示，整个系统包括：“+”，“-”键控制的可逆计数器的设计，可逆计数器的二进制数字输出分两路运行：一路用于驱动数显电路，指示电源输出电压的大小值；另一路进入D/A转换电路，D/A转换器将数字量按比例转换成模拟电压，然后禁果跟随器控制调整输出级输出所需的稳定电压。为实现上述几部分电路的正常工作，需要另制“+15v”“-15v”“+5v”的稳压直流电源。流程图如图1所示。

图1基本工作原理框图