課程設(shè)計(jì)---直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、直流穩(wěn)壓電源的原理框圖</p><p>　　圖1 直流穩(wěn)壓電源的原理框圖</p><p><b>　　2、整流電路</b></p><p>　?。?） 判別引腳極性</p><p>　　將數(shù)字

2、萬(wàn)用表置于二極管檔，把黑表筆固定接某一引腳，再用紅表筆分別接觸其余三個(gè)引腳，如果三次顯示中兩次為0.5～0.7V，一次為1.0～1.3V，則黑表筆所接的引腳則為全橋的直流輸出端正極，另一端則必定是直流輸出端負(fù)極，如果所得不是上述結(jié)果，可將黑表筆改換一個(gè)引腳重復(fù)以上測(cè)試步驟，直至得出正確結(jié)果為止。</p><p><b>　?。?） 判別性能</b></p><p>　

3、　在上述判別引腳極性的測(cè)量中，任意相鄰兩引腳間（即任何一只二極管）的導(dǎo)通電壓應(yīng)在0.5～0.7V內(nèi)，四只二極管的導(dǎo)通電壓越接近越好，而在反偏測(cè)量時(shí)，儀表必須顯示溢出符號(hào)“1”。對(duì)于全橋內(nèi)部某只二極管的短路性故障，可采用如下技巧進(jìn)行判別：紅表筆接d端，黑表筆接c端，應(yīng)顯示1.0～1.3V；測(cè)量a、b端兩次（交換表筆）均應(yīng)顯示溢出符號(hào)“1”。若所測(cè)結(jié)果與上述范圍不符，則表明被測(cè)全橋內(nèi)部必定有短路性故障。</p><p&g

4、t;　　圖2 整流橋結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　圖3 整流效果圖</b></p><p><b>　　濾波電路</b></p><p>　　在穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計(jì)中，我們采用了電容對(duì)整流后的電流進(jìn)行濾波，將里面摻雜的交流電濾除，從而得到更純的直流電信號(hào)。電容器的特點(diǎn)就是：對(duì)直流電表現(xiàn)出的阻抗極大，相當(dāng)于不通。對(duì)交

5、流電，頻率越高阻抗越小。利用電容器的這個(gè)特點(diǎn)，我們就可以把混雜在直流電里的交流成分過(guò)濾出來(lái)，所以叫“濾波”。經(jīng)過(guò)濾波，交流成分都經(jīng)過(guò)電容器回到電源去了，電容器兩側(cè)剩下的就是沒(méi)有波動(dòng)的純直流電了。</p><p><b>　　4、三端集成穩(wěn)壓器</b></p><p>　　一般三端穩(wěn)壓片為78xx和79xx系列，我們常見(jiàn)的有7805、7812、7905等。78表示正，7

6、9表示負(fù)，05和12分別表示輸出5V和12V直流穩(wěn)壓電源，如7805即表示+5V的直流穩(wěn)壓電源。我本次課程設(shè)計(jì)用的是7805整流橋堆，下面將以7805為例來(lái)說(shuō)明。</p><p>　　78系列的穩(wěn)壓電源的接法最簡(jiǎn)單，拿起7805有字的面向自己，左邊是輸入端（7805的輸入端不要超過(guò)20V就行，超過(guò)了20V的話(huà)7805可能會(huì)過(guò)熱而保護(hù)）如果電壓比較高的話(huà)最好在前面接電阻，中間是地，右邊是輸出，只有你輸入端滿(mǎn)足了它的

7、要求輸出就能出5V。</p><p>　　圖4 三端集成穩(wěn)壓器實(shí)物圖</p><p>　　5、直流穩(wěn)壓電源的原理圖及說(shuō)明</p><p>　　圖5 直流穩(wěn)壓電源原理圖</p><p>　　D1~D4構(gòu)成整流電路，C1大電容進(jìn)行濾波，7805穩(wěn)壓片增強(qiáng)整流濾波后電流的穩(wěn)定性，C3小電容濾除輸出端高頻信號(hào)，改善暫態(tài)響應(yīng)，最后輸出所要直流電壓。

8、</p><p><b>　　數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、數(shù)字鐘原理框圖</b></p><p>　　圖6 數(shù)字電子鐘方案框圖</p><p>　　2、數(shù)字鐘工作原理概述</p><p>　　由上圖的總體結(jié)構(gòu)圖可知，它由NE555芯片構(gòu)成的多諧振蕩

9、器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間。該設(shè)計(jì)大概可以分部分：秒脈沖產(chǎn)生部分、計(jì)數(shù)部分、顯示部分、校時(shí)部分。在秒脈沖產(chǎn)生部分中，可以用振蕩器或者555定時(shí)器予以實(shí)現(xiàn)，為了保證準(zhǔn)確性，優(yōu)先選用振蕩器，但是由于個(gè)人技術(shù)問(wèn)題，我們選用了555定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生秒脈沖；在計(jì)數(shù)電路中，我們采用CD4518計(jì)數(shù)器，4518為雙BCD同步加法計(jì)數(shù)器。在顯示部分，我們采用CD

10、4511芯片結(jié)合數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)。最后的校時(shí)部分用四2輸入與非門(mén)的CD4011芯片結(jié)合瓷片電容來(lái)完成。</p><p>　　3、數(shù)字鐘各部分電路工作原理</p><p><b>　?。?）秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　圖7 秒脈沖發(fā)生電路</p><p>　　振蕩器是數(shù)字鐘的核心部分。振蕩器的穩(wěn)定性及頻率的精確

11、度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，一般來(lái)說(shuō)555產(chǎn)生出來(lái)的秒脈沖不太穩(wěn)定，但是由于某種原因，本實(shí)驗(yàn)采用555定時(shí)器。其中要求R1、 R2為100K的電阻 C1為4.7F、C2為0.01F的電容，Vcc為+5V電源,GND接地?！懊}沖信號(hào)發(fā)生器”是采用“555”定時(shí)器。</p><p>　　圖8 555芯片的引腳圖</p><p><b>　?。?）計(jì)數(shù)器</b><

12、/p><p>　?、?在該數(shù)字鐘中我們運(yùn)用了CD4518芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)的，如下為CD4</p><p>　　的引腳分布和內(nèi)部邏輯電路圖：</p><p>　　圖9 CD4518的引腳分布和內(nèi)部邏輯電路圖示意圖</p><p>　?、?CD4518的功能介紹：</p><p>　　CD4518，該IC是一種同步加計(jì)數(shù)器

13、，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二/十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其功能引腳分別為1～7和9～{15}。該計(jì)數(shù)器是單路系列脈沖輸入（1腳或2腳；9腳或10腳），4路BCD碼信號(hào)輸出（3腳～6腳；11腳～14腳）。</p><p>　　③ CD4518的真值表：</p><p>　　圖10 CD4518真值表</p><p>　　從表中可以看出，CD4518有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CP和EN，

14、若用時(shí)鐘升沿觸發(fā)，信號(hào)由CP輸入，此時(shí)EN端應(yīng)接高電平“1”，若用時(shí)鐘下降沿觸發(fā)，信號(hào)由EN端輸入，此時(shí)CP端應(yīng)接低電平“0”，不僅如此，清零（又稱(chēng)復(fù)位）端Cr也應(yīng)保持低電平“0”，只有滿(mǎn)足了這些條件時(shí)，電路才會(huì)處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，若不滿(mǎn)足則IC不工作。</p><p>　?。?）譯碼及顯示電路</p><p>　　CD4511是BCD鎖存/7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，常用的顯示譯碼器件。CD4511的

15、里面有上拉電阻，可直接或者接一個(gè)電阻與七段數(shù)碼管接口。</p><p>　?、?其引腳如下圖所示：</p><p>　　圖11 CD4511引腳圖 </p><p>　　其中a、b、c、d為BCD碼輸入端，a為最低位。LT為燈測(cè)試端，加高電平時(shí)，顯示器正常顯示，加低電平時(shí)，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點(diǎn)亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時(shí)

16、使所有筆段均消隱，正常顯示時(shí)，B1端應(yīng)加高電平。另外CD4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)越過(guò)十進(jìn)制數(shù)9(1001)時(shí)，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時(shí)鎖存，低電平時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。a～g是7段輸出，可驅(qū)動(dòng)共陰LED數(shù)碼管。另外，CD4511顯示數(shù)“6”時(shí)，a段消隱；顯示數(shù)“9”時(shí)，d段消隱，所以顯示6、9這兩個(gè)數(shù)時(shí)，字形不太美觀(guān)。</p><p>　?、?CD4511的真值表如下圖：</p>

17、;<p>　　圖12 CD4511的真值表</p><p>　　③ 用CD4511和CD4518配合數(shù)碼管組成一個(gè)一位計(jì)數(shù)顯示電路，如下圖所示：</p><p>　　圖13 計(jì)數(shù)顯示電路</p><p>　　若要多位計(jì)數(shù)，只需將計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，每級(jí)輸出接一只 CD4511 和 LED 數(shù)碼管即可。所謂共陰 LED 數(shù)碼管是指 7 段 LED 的陰極是連在

18、一起的，在應(yīng)用中應(yīng)接地。限流電阻要根據(jù)電源電壓來(lái)選取，電源電壓5V時(shí)可使用300Ω的限流電阻。</p><p><b>　　4、數(shù)字鐘原理總圖</b></p><p>　　圖14 數(shù)字鐘原理圖</p><p><b>　　實(shí)物效果圖</b></p><p>　　圖15 實(shí)物效果圖</p&g

19、t;<p><b>　　三、設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)本次電子實(shí)習(xí)，我們收獲很多。不論是專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還是其它方面，都有了很大的提升。以前學(xué)習(xí)數(shù)字電路知識(shí)僅限于課本的理論了解，就算是做實(shí)驗(yàn)，也是在別人設(shè)計(jì)好了的實(shí)驗(yàn)箱上面插線(xiàn)即可，雖然說(shuō)這樣很方便，但是這樣的插線(xiàn)式實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有讓我們對(duì)數(shù)電有了更多的理解和認(rèn)識(shí)，反倒對(duì)看圖連線(xiàn)有了一定的鍛煉。而本次電子實(shí)習(xí)，則是用一個(gè)一個(gè)

20、器件自己去搭建電路，這樣的方式就不存在電路元件壞了的問(wèn)題。而且實(shí)踐動(dòng)手引起了大家非常大的興趣，所以每個(gè)人都很積極很認(rèn)真。面對(duì)原始的電路圖，我們通過(guò)自己的分析將實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行了修改，使得電路更多簡(jiǎn)化，同時(shí)節(jié)約了一個(gè)芯片，而這個(gè)過(guò)程讓我們將理論聯(lián)系實(shí)際，真正的實(shí)現(xiàn)了學(xué)以所用。我們用這學(xué)期學(xué)的protel 99將電路原始圖畫(huà)成原理圖然后在軟件上轉(zhuǎn)成PCB，通過(guò)布局連線(xiàn)制成了我們需要的萬(wàn)用板連線(xiàn)圖。雖然這個(gè)過(guò)程中我們遇到了很多的問(wèn)題，但是我們始終

21、認(rèn)為在問(wèn)題中成功解決問(wèn)題會(huì)讓我們學(xué)到更多的東西，而事實(shí)也確實(shí)如此。我認(rèn)為學(xué)校可以多設(shè)計(jì)一些這類(lèi)實(shí)踐動(dòng)手將理論聯(lián)系實(shí)踐的活動(dòng)，這樣我們會(huì)學(xué)得更加扎實(shí)，更加有趣味當(dāng)然我同時(shí)希望學(xué)校能夠?qū)⒄n程設(shè)計(jì)時(shí)間安排的合理一些，這樣我們會(huì)更充分的利用這個(gè)實(shí)踐的機(jī)會(huì)</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　元器件清單：</b></

22、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)-數(shù)字部分（第五版）.高等教育出版社,2006</p><p>　　[2] 數(shù)字電子技術(shù)《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》</p><p>　　[3] 楊素行主編.模擬電子技術(shù)簡(jiǎn)明教程 (第三版). 高等教育出版社，2005</p>&l

23、t;p>　　[4] 謝自美主編.電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試.華中理工大學(xué)出版社,2000</p><p>　　[5] 呂思忠主編.數(shù)子電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001</p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： </p><p>　　年 月