数控直流电流源设计报告VIP免费

第1页共11页图一系统原理框图电压—电流转换单元手动增减数字量产生单元D/A转换与精度调节单元数码显示单元直流稳压电源电路单元编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共11页数控直流电流源一、设计任务和技术要求1.设计一个数控直流电流源。2.输出电流0～99mA，手动步进1mA增、减可调，误差不大于0.01mA。3.具有输出电流大小的数码显示。4.负载供电电压+12V，负载等效阻值100Ω。5.电路应具有对负载驱动电流较好的线性控制特性。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0～99mA，可以手动控制增减。在此采用数模转换的原理，只要产生与0～99mA电流相对应的数字量（我们取数字量为0～99），再使用D/A转换器转换为模拟电压量，最后再用V/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1mA增、减可调，我们只要保证数字量（0～99）——电压量（0～9.9V）——电流量（0～99mA）相对应，通过控制数字量手动增减步进为1可调即可。综上，整个系统的原理框图如图一所示：三、方案论证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第2页共11页第1页共11页负载稳压电路滤波电路整流电路变压器编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共11页部分组成。如图二所示：图二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。方案二：由固定式三端稳压器组成由固定式三端稳压器（7805、7812、7912）输出脚V0、输入脚Vi和接地脚GND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：图三固定三端式直流稳压电源电路2.手动增减数字量产生单元方案一：74LS163为可预置的4位二进制同步加法计数器。采用两片74LS163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73LS163构成2位十进制加法计数D1D2D3D4D5D6D7D8C1470uFC20.33uFC30.1uFC4470uFC50.33uFC60.1uFC7470uFC80.33uFC90.1uF132VVGNDINOUTU178L05132VVGNDINOUTU278L12132VVGNDINOUTU37912~220V1273456第3页共11页第2页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共11页器。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，而此方法只实现增可调，减可调无法实现，所以不采用此方案。图四74LS163数字量产生电路方案二：74LS192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74LS192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：S1+5VR11KS2CLR1CLK2D03D14D25D36ENP7LD9ENT10Q311Q212Q113Q014CO15U174LS163CLR1CLK2D03D14D25D36ENP7LD9ENT10Q311Q212Q113Q014CO15U274LS163Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7&&&第4页共11页第3页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共11页图五74LS192数字量产生电路3.数码显示单元CC4513是一种BCD七段显示译码器、驱动器，它可以把BCD码直接译成七段码，并输出驱动七段显示数码管来显示0～9十进制数码。同时具有消隐输入、锁存以及试灯功能。由于CC4513输出七段码为高电平有效，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：S1+5VCLR14UP5DWN4LD11CO12BO13D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37U174LS192CLR14UP5DWN4LD11CO12BO13D015Q03D11Q12D210Q26D39Q37U274LS192Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7R11KS2S3R21K第5页共11页第4页共11页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共11页1)每笔段串电阻限流，如图六（a）所示，此种方式连接电阻较多，因此较之第二种线路较复...