沈阳航空航天大学 数控电源课设报告

1、沈阳航空航天大学课 程 设 计（说明书）数控式电源的设计班 级 学 号 学 生 姓 名 学 长 指 导 教 师 赵雪莹 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 数字逻辑课程设计 课程设计题目 数控式电源的设计 课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个可控制的且具有LED显示的可调电源，输出电压有3V、6V、9V24V及熄灭等九档，其步进值为3V。技术指标如下：主要由直流电源的输出电路，数控电压选择电路和数字显示电路三部分组成。利用编译码电路及LED数码管完成数字显示功能，要求至少含有8个数字及熄灭等九个显示状态。 二、设计要求1在选择器件时，应考虑成本。2根据技术

2、指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。三、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。2进行实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1全新实用电路集粹编辑委员会著 . 全新实用电路集粹（下册）.M北京：机械工业出版社，2006年 2.卿太全，李萧，郭明琼.常用数字集成电路原理与应用. M北京：人民邮电出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：序号评定项目评分成绩1设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）2设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）3态度认真，遵守纪律（15分）4设计报告的规范化、参考文

3、献充分（不少于5篇）（25分）5答辩（30分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 2015 年 7 月 19 日一、概述当今社会一切都朝着简捷与方便发展，电源技术在服务于各行各业上发挥着重要作用。集成与数控技术的发展，为数控电源技术提供了广阔的发展前景，同时也也提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。数控电源的向前发展有着重大的意义，该技术可以使人类的工作、学习、生活以及科研带来更大的便捷，让人类社会可以更快的朝着数控化与智能化迈进。本次模拟与数字电子技术课程设计的题目为数控式电源的设计。本次课程设

4、计的目的为设计一个可控制的且具有LED显示的可调电源，输出电压有3V、6V、9V24V及熄灭等九档，其步进值为3V。通过设计的过程来进一步的了解与深化课本所学的稳压电源与逻辑电路的等相关的知识，从而达到学以致用的效果。二、方案论证设计一个可控制的且具有LED显示的可调电源，输出电压有3V、6V、9V24V及熄灭等九档，其步进值为3V。 数字显示电路数控电压选择电路直流稳压电源 图1 数控式稳压电源原理图 数控电压选择电路设计比较简单，直接利用八个等值电阻的串联分压即可，再利用八个开关来控制输出电压。数字选择电路需要用到七端显示译码器与七端数码显示器，这就需要我们将八个输入电压信号进行BCD码的

5、编译，然后根据逻辑关系将电路连接即可。3、 电路设计根据设计任务，本设计电路主要包括三大模块，直流稳压电源，数控电压选择电路以及数字显示电路。1.直流稳压电源直接使用24V直流电源即可 2. 数控电压选择电路 图1 数控电压选择电路 该部分是将直流稳压电源输出的24V电压分成8个档输出即3V、6V、9V、12V、15V、18V、21V和24V。将八个分档电压进行选择输出需要八个阻值大小相同的电阻和八个控制其输出的开关。然后将八个电阻串联，使每个电阻分得的电压为3V，即步进电压为3V。然后再选择合适的逻辑门联成逻辑电路，使八个档的输出电压可以实现选择输出。由此可得电路如图1所示。从图1中可以看出

6、选用八个阻值为150的电阻R1-R8和八个相同的开关J1-J8相连。八个电阻串联，每个电压分压3V,电阻R8的另一端接地。这样，R8的两端电压为3V，R7的两端电压为6V,以此类推。这样使得J8控制R8两端电压，J7控制R8、R7两端电压，以此类推。最后对八个分档电压进行BCD编码。然后选择合适的逻辑门，将八端输出电压按照逻辑关系进行连接。图三电路中使用了两个三输入或非门74LS27，一个两输入或门74LS32，两个非门74LS04。将3V、6V、9V、12V、15V、18V、21V和24V八档电压输出通过逻辑电路翻译成BCD码如下表1所示。 表1 八档电压输出值的编译BCD码真值表 编译BC

7、D码 3V000011 6V000110 9V001001 12V010010 15V010100 18V011000 21V100100 24V1001003、数字显示电路 该部分选用两个七段显示译码器74LS48，和两个七端数码显示器。该部分现在只需要一个驱动芯片将逻辑电路的编译码通过该芯片驱动数码管显示数字即所选择的输出电压值，这样就实现了数码管分别显示了八个档输出电压值的八个状态。由于要求除了八个分压档输出值的显示还有一个全灭状态，这里只需一个开关将芯片的使能端在高低电平之间转换即可。这样就实现了九种状态。从图2可以看到，电路选用7448七端显示译码器，且LB与RBI同时连高电平，同时

8、对逻辑电路的编译进行译码，从而使数码管分别显示八个档的不同输出电压值。而全灭状态则采用J9改变7448的使能端RBO在高低点平之间的转换来实现。这样就可以实现所要求的九种状态。另外，数字显示管一个数字可由7段笔划组成，如果用发光二极管替代这7段笔划，那就只需接通不同笔段中发光二极管的电源，便可以显示数字了。例如数字2，用了a、b、g、e、d五个笔段；数字4，用了b、c、f、g四个笔段。图2 数字显示电路 4、 性能测试1、 数控选择电压的测试。 6V直流电源的测试如图3。 测量直流电源结果如图4所示。 图3 6V直流电压测试电路 图4 6V直流电压测试结果2、12V直流电源的测试电路如图5。

9、12V直流电源的测试结果如图6所示。 图5 12V直流电压测试电路 图6 12V直流电压测试结果3、18V直流电压的测试电路如图7。 18V直流电压的测试结果如图8所示。 图7 18V直流电压测试结果 图8 18V直流电压测试电路4、24V直流电源的测试电路如图9所示。 24V直流电源的测试结果如图10所示。 图9 24V直流电压测试电路 图10 24V直流电压测试电路 5、全灭状态如图11所示。 当开关J9与地相连时，数码显示管将全灭。图11 全灭状态电路图五、结论 可以看出，电路在各个电压档运行得到的结果与设计结果的相符。精度比较高，而且通过开关J1至J8的开与关，在七端数码显示管上可以完

10、全正确的显示3V至24V的显示，基本上实现了课设所提出的要求，所以可以得出结论，该设计电路可以实现稳定输出电压以及正确显示当前输出电压值。还有一个重要的就是仿真软件，这也是我们必须要学习的东西，对于每一个软件的操作都有其技巧性，比如说快捷键，在此次设计中我开始的时候做的很慢，很多步骤都是重复的工作，浪费了不少时间。元件的分布和摆放也是有一定的学问的，设计一个电路，我们不是只要实现了功能就可以了，如何使电路图美观、便于修改，节省时间，如何使其他人可以在短时间内看得懂，这都是需要研究的。我意识到在以后的学习中，自己必须加强对新生事物的探索能力，要尝试独立完成一些基本学习内容。要注重细节,在不断的学

11、习中培养严谨的求学态度,严格要求自己,认真对待学习中遇到的问题。 参考文献 1全新实用电路集粹编辑委员会著.全新实用电路集粹（下册）.M北京：机械工业出版社，2006年2. 全新实用电路集萃丛书编辑委员会著.电源应用电路集萃.M北京：机械工业出版社，2005年3. 阎石.数字电子技术基础.（第4版）.M北京：高等教育出版社，1998年4. 李秀人.电子技术实训指导.M北京：国防工业出版社，1998年 5. 卿太全，李萧，郭明琼.常用数字集成电路原理与应用. M北京：人民邮电出版社，2006年6. 张辉.王鲁云.数字电路分析与设计。M大连：大连理工大学出版社，2010 7. 王鲁云，张辉.数字电路实验教程。M大连：大连理工大学出版社，20108. 袁良范，马幼鸣.简明电路分析。M北京：北京理工大学出版社，20119. 徐志军 .数字电路技术实用手册M电子工业出版社  2005年10. 张庆双.实用电子电路200例