数控直流电流源设计报告

1、1 1 / / 1111数控直流电流源-、设计任务和技术要求1.1.设计一个数控直流电流源。2.2.输出电流 0 099mA99mA 手动步进 1mA1mA 增、减可调，误差不大于 0.01mA0.01mA。3.3.具有输出电流大小的数码显示。4.4.负载供电电压+12V+12V,负载等效阻值 100100Q o5.5.电路应具有对负载驱动电流较好的线性控制特性。6.6.设计电路工作的直流供电电源电路。二、系统原理概述本设计要求设计出一个数控的直流电源，并且输出电流为0 099mA99mA，可以手动控制增减。在此采用数模转换的原理，只要产生与0 099mA99mA 电流相对应的数字量（我们取数

2、字量为 0 09999），再使用 D/AD/A 转换器转换为模拟电压量，最后再用 V/IV/I 转换器将电压量转换为与电压量相对应的电流量即可。为控制输出电流手动步进为1mA1mA 增、减可调，我们只要保证数字量（0 09999） 电压量（0 09.9V9.9V） 电流量（0 099mA99mA）相对应，通过控制数字量手 动增减步进为 1 1 可调即可。综上，整个系统的原理框图如图一所示：图一系统原理框图三、方案论证1.1.直流稳压电源电路单元小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四 个部分组成。如图二所示：2 2 / / 1111变整滤稳负压-亠流波压电电电载器路路路图二

3、稳压电源组成示意图方案一：输出可调的开关电源开关电源的功能元件工作在开关状态，因而效率高，输出功率大；且容 易实现短路保护与过流保护，但是电路比较复杂，设计繁琐，在低输出电压 时开关频率低，纹波大，稳定度极差，因此在本设计中不适合此方案。万案二： 由固定式三端稳压器组成由固定式三端稳压器（78057805、78127812、79127912）输出脚 V V。、输入脚 V V 和接地 脚 GNDGND 组成，它们的输入端接电容可以进一步滤波，输出端接电容可以改善 负载的瞬间影响，并且此电路也比较稳定，实现简单。因此在此采用方案二，电路原理图如图三所示：2.2.手动增减数字量产生单元方案一：74L

4、S16374LS163 为可预置的 4 4 位二进制同步加法计数器。采用两片74LS16374LS163 运用反馈清零或者反馈置数法构成十进制计数器，再将两片 73LS16373LS163 构成 2 2 位十进制加法计数器。电路结构较为简单，实现方便，电路图如图四所示。但由于要求电流值增、减可调，而 此方法只实现3 3 / / 1111增可调，减可调无法实现，所以不采用此方案。4 4 / / 1111DID2D3图四 74LS16374LS163 数字量产生电路方案二：74LS19274LS192 是同步十进制可逆计数器，使用它可以很容易的产生可加可减的十进制数字量。因此此模块采用两片 74L

5、S19274LS192 来产生两位十进制数字量，再通过按键控制电路来控制数字量的加或者减。电路原理图如图五所示：S2ioORENoEN0DDID2D374LST63T；3U2EDICOQUQiQ2Q3CO1515QOQIQ2Q374LS163U1&5 5 / / 1111+5V图五 74LS19274LS192 数字量产生电路3.3.数码显示单元CC4513CC4513 是一种 BCDBCD 七段显示译码器、驱动器，它可以把BCDBCD 码直接译成七段码，并输出驱动七段显示数码管来显示0 09 9 十进制数码。同时具有消隐输入、锁存以及试灯功能。由于 CC4513CC4513 输出七段

6、码为高电平有效，所以我们必须选用共阴数码管，并且数码管要采用 相应的限流措施。这里可以有两种限流方式：1 1）每笔段串电阻限流，如图六（a a）所示，此种方式连接电阻较多，因此较之第QOU30 0 1212 3 3HK QQQQDDDDNO-6 6 / / 1111二种线路较复杂，但具有显示亮度均匀的优点。2 2）公共端串电阻限流，如图六（b b）所示。此种方式线路连接简单，但显示亮度不均匀，显示不同数值时亮度会有所变化。因此我们不采用此方式。（a）图六限流方式示意图综上，采用 CC4513CC4513 的数码显示电路如图七所示:图七数码显示单元电路4.D/A4.D/A 转换单元电路DAC0832DAC0832 是采用先进的 CMOS/Si-CrCMOS/Si-Cr 工艺制造而成的双列直插式电流输出型八位数- -模转换器。其内部电