课程设计直流稳压电源的设计

1、1、 直流稳压电源的设计1、直流稳压电源的原理框图 图1 直流稳压电源的原理框图2、整流电路（1） 判别引脚极性 将数字万用表置于二极管档，把黑表笔固定接某一引脚，再用红表笔分别接触其余三个引脚，如果三次显示中两次为0.50.7V，一次为1.01.3V，则黑表笔所接的引脚则为全桥的直流输出端正极，另一端则必定是直流输出端负极，如果所得不是上述结果，可将黑表笔改换一个引脚重复以上测试步骤，直至得出正确结果为止。（2） 判别性能 在上述判别引脚极性的测量中，任意相邻两引脚间（即任何一只二极管）的导通电压应在0.50.7V内，四只二极管的导通电压越接近越好，而在反偏测量时，仪表必须显示溢出符号“1”

2、。对于全桥内部某只二极管的短路性故障，可采用如下技巧进行判别：红表笔接d端，黑表笔接c端，应显示1.01.3V；测量a、b端两次（交换表笔）均应显示溢出符号“1”。若所测结果与上述范围不符，则表明被测全桥内部必定有短路性故障。图2 整流桥结构图图3 整流效果图3、 滤波电路 在稳压直流电源的设计中，我们采用了电容对整流后的电流进行滤波，将里面掺杂的交流电滤除，从而得到更纯的直流电信号。电容器的特点就是：对直流电表现出的阻抗极大，相当于不通。对交流电，频率越高阻抗越小。利用电容器的这个特点，我们就可以把混杂在直流电里的交流成分过滤出来，所以叫“滤波”。经过滤波，交流成分都经过电容器回到电源去了，

3、电容器两侧剩下的就是没有波动的纯直流电了。4、三端集成稳压器 一般三端稳压片为78xx和79xx系列，我们常见的有7805、7812、7905等。78表示正，79表示负，05和12分别表示输出5V和12V直流稳压电源，如7805即表示+5V的直流稳压电源。我本次课程设计用的是7805整流桥堆，下面将以7805为例来说明。 78系列的稳压电源的接法最简单，拿起7805有字的面向自己，左边是输入端（7805的输入端不要超过20V就行，超过了20V的话7805可能会过热而保护）如果电压比较高的话最好在前面接电阻，中间是地，右边是输出，只有你输入端满足了它的要求输出就能出5V。 图4 三端集成稳压器实

4、物图5、直流稳压电源的原理图及说明 图5 直流稳压电源原理图D1D4构成整流电路，C1大电容进行滤波，7805稳压片增强整流滤波后电流的稳定性，C3小电容滤除输出端高频信号，改善暂态响应，最后输出所要直流电压。2、 数字钟的设计1、数字钟原理框图图6 数字电子钟方案框图2、数字钟工作原理概述 由上图的总体结构图可知，它由NE555芯片构成的多谐振荡器、计数器、显示器和校时电路组成。多谐振荡器产生秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。该设计大概可以分部分：秒脉冲产生部分、计数部分、显示部分、校时部分。在秒脉冲产生部分中，可以用振荡器或者555定时器予以实现，

5、为了保证准确性，优先选用振荡器，但是由于个人技术问题，我们选用了555定时器来产生秒脉冲；在计数电路中，我们采用CD4518计数器，4518为双BCD同步加法计数器。在显示部分，我们采用CD4511芯片结合数码管来实现。最后的校时部分用四2输入与非门的CD4011芯片结合瓷片电容来完成。3、数字钟各部分电路工作原理 （1）秒脉冲发生器图7 秒脉冲发生电路振荡器是数字钟的核心部分。振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定，但是由于某种原因，本实验采用555定时器。其中要求R1、 R2为100K的电阻 C1为4.7mF、C2为0.01mF的电容

6、，Vcc为+5V电源,GND接地。“脉冲信号发生器”是采用“555”定时器。 图8 555芯片的引脚图（2）计数器 在该数字钟中我们运用了CD4518芯片来实现加法计数的，如下为CD4的引脚分布和内部逻辑电路图：图9 CD4518的引脚分布和内部逻辑电路图示意图 CD4518的功能介绍： CD4518，该IC是一种同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为17和915。该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚6脚；11脚14脚）。 CD4518的真值表： 图10 CD4518真值表 从表中可以看出，CD4518有两个时钟

7、输入端CP和EN，若用时钟升沿触发，信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”，不仅如此，清零（又称复位）端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则IC不工作。（3）译码及显示电路CD4511是BCD锁存/7段译码器/驱动器，常用的显示译码器件。CD4511的里面有上拉电阻，可直接或者接一个电阻与七段数码管接口。 其引脚如下图所示：图11 CD4511引脚图 其中a、b、c、d为BCD码输入端，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各

8、笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加高电平。另外CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是7段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观。 CD4511的真值表如下图：图12 CD4511的真值表 用CD4511和CD4518配合数码管组成一个一位计数显示电路，如下图所示： 图13 计数显示电路 若要多位计数，只需将计数器级联，每

9、级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻。4、数字钟原理总图图14 数字钟原理图5、 实物效果图 图15 实物效果图三、设计小结 通过本次电子实习，我们收获很多。不论是专业知识，还是其它方面，都有了很大的提升。以前学习数字电路知识仅限于课本的理论了解，就算是做实验，也是在别人设计好了的实验箱上面插线即可，虽然说这样很方便，但是这样的插线式实验并没有让我们对数电有了更多的理解和认识，反倒对看图连线有了一定的锻炼。而本次电子实习，则是用一个

10、一个器件自己去搭建电路，这样的方式就不存在电路元件坏了的问题。而且实践动手引起了大家非常大的兴趣，所以每个人都很积极很认真。面对原始的电路图，我们通过自己的分析将实验电路进行了修改，使得电路更多简化，同时节约了一个芯片，而这个过程让我们将理论联系实际，真正的实现了学以所用。我们用这学期学的protel 99将电路原始图画成原理图然后在软件上转成PCB，通过布局连线制成了我们需要的万用板连线图。虽然这个过程中我们遇到了很多的问题，但是我们始终认为在问题中成功解决问题会让我们学到更多的东西，而事实也确实如此。我认为学校可以多设计一些这类实践动手将理论联系实践的活动，这样我们会学得更加扎实，更加有趣

11、味当然我同时希望学校能够将课程设计时间安排的合理一些，这样我们会更充分的利用这个实践的机会来锻炼自己。附录元器件清单：多功能数字钟主体电路元器件清单元件名称元件型号元件数量元件封装元件说明电路板通用板122CM*14CM3孔连在一起的通用板（十行）变压器220V9V110W左右降压变压器电解电容4.7uF1耐压16V25V极性电容100uF2瓷片电容0.1uF1104无极性电容0.01uF3103无极性电容电阻2K1AXIAL0.4电阻1K46AXIAL0.4电阻3.3K2AXIAL0.4电阻100K2AXIAL0.4电阻电位器200K1塑料封装多圈调节电位器集成芯片CC40112DIP-14

12、四2输入与非门CC45116DIP-16锁存译码驱动CC45183DIP-1610进制计数器CC40811DIP-14四输入与门NE5551DIP-8定时器/8脚时基集成电路芯片插槽8孔18孔芯片插槽14孔314孔芯片插槽16孔916孔芯片插槽集成稳压器78051三端集成稳压器整流桥堆2W101整流发光二极管2显示显示管共阴6七段共阴数码管开关小按钮开关2中等高度按钮头要高一点的两相插头1带半米导线带半米导线的两相插头备注/说明以上为一套多功能数字钟主体电路的元器件清单参考文献1 康华光主编.电子技术基础-数字部分（第五版）.高等教育出版社,20062 数字电子技术实验指导书3 杨素行主编.模拟电子技术简明教程 (第三版). 高等教育出版社，20054 谢自美主编.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社,20005 吕思忠主编.数子电路实验与课程设计.哈尔滨工业大学出版社,2001 电子技术课程设计 成绩评定表姓 名 学 号 专业班级名称：电子技术课程设计课程设计答辩或质疑记录：1、在555电路中如何匹配电容电阻，实现1Hz的秒信号？用R1=168K接在7、8引角间，R2=68K接在7、6间，接5与地间C