简易的可编程直流稳压电源的设计(模电课程设计).doc

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1、 报告评分批改老师电子与信息学院 模拟电子线路基础课程设计报告 简易的可编程直流稳压电源的设计题目难度系数： 1.2 目录第一部分 设计任务1.1 设计题目及要求 41.2 备选方案设计与比较41.2.1 方案一41.2.2 方案二51.2.3 方案三61.2.4 各方案分析比较7第二部分 设计方案 2.1 总体设计方案说明82.2模块结构与方框图8第三部分 电路设计与器件选择 3.1功能模块一时钟模块及保持模块 93.1.1 模块电路及参数计算.93.1.2 工作原理和功能说明.103.1.3 器件说明.103.2 功能模块二计数模块.113.2.1 模块电路及参数计算113.2.2 工作原

2、理和功能说明123.2.3器件说明123.3 功能模块三虚拟开关分压模块143.3.1 模块电路如图（12）及参数计算.143.3.2 工作原理和功能说明.153.3.3 器件说明153.4 功能模块四数码管显示模块173.4.1 模块电路及参数计算183.4.2 工作原理和功能说明183.4.3 器件说明183.5 功能模块五基础电路模块.203.5.1 模块电路的设计思路203.5.2 模块电路及参数计算223.5.3 器件说明243.6 功能模块六供电部分24第四部分 整机电路4.1整机电路254.2元件清单（含基本电路）26第五部分 安装调试与性能测量5.1 电路安装275.2 电路调

3、试275.2.1 调试步骤及测量数据275.2.2故障分析及处理285.2.3整机性能指标测量28第六部分 课程设计总结（心得体会）第一部分 设计任务1.1 设计题目及要求1、设计任务: 设计制作一个简易的可编程直流稳压电源。2、设计要求 ：（1）基本功能 a、可实现9v、12v和15v的可编程直流稳压电源； b、负载电流：IO=500mA; c、纹波电压：VOI2U2=12.75W（2）选择整流电路中的二极管 变压器的副边电压U2=12V 桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：查手册选整流二极管IN4001，其参数为：反向击穿电压UBR=50V

4、17V最大整流电流IF=1A0.4A（3）滤波电路中滤波电容的选择滤波电容的大小可用式 求得。1）求Ui:根据稳压电路的的稳压系数的定义：设计要求Uo10mV ，假设SV0.003 Uo=+9V+15VUi=20V代入上式，则可求得Ui2）滤波电容C设定Io=Iomax=0.8A，t=0.01S则可求得C。电路中滤波电容承受的最高电压为，所以所选电容器的耐压应大于17V。3.11.3 器件说明LM317其特性参数：输出电压可调范围：1.2V37V输出负载电流：1.5A输入与输出工作压差U=Ui-Uo：340V能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。3.12 功能模块六供电部分由于本次实验

5、的要求，整体电路里面需要给其他心片提供+5V的电压。由于该电压植符合上述的参数分析要求，设我们选择W7805心片为电路提供一个+5V的电源，经查书得：W7805的输入端和输出端的电压允许值在313之间，输出交流噪声小，温度稳定性好。故W7805满足我们的要求。具体电路图如下图：图（23）供电电路第四部分 整机电路4.1整机电路如图（24）图（24）整机电路图4.2元件清单如表（5）（含基本电路）型号 数量变压器P0=20w(18v)1电阻2401，1.5K1，2K1，2.6K1，10k2，360k1，1k10电容0.01uF3， 47 uF1，10uF2，100uF1，47uF2，2200uF

6、2集成芯片NE5552, 74LS1611, CD4052174LS001, LM3171, CD45111 七段数码管1其他开关，导线 变阻器 IN40017表（5）元件清单表第五部分 安装调试与性能测量5.1电路安装电路安装遵循先整体布局插好芯片，而分模块接好电路，再进行模块间的连接的步骤进行安装.5.2 电路调试5.2.1 调试步骤及测量数据（1）、实验条件和调试主要仪器设备1) 数字示波器1台；2) 实验箱（带面包板）1台；3) 万用电表1个；4) 信号发生器1台；5) 稳压电源1台。（2）、调试步骤（包括调试方法、技巧以及测量数据） 由于整机电路由几部分电路组成，所以先将几部分电路分

7、别独立接好再分别检测调试，这样容易发现错误，事半功倍。以下为各部分电路的安装调试过程及出现的问题：测量步骤：1、时钟脉冲电路：连好电路后，在555的输出端接一发光二极管，一开始时二极管并不能发光，于是对照电路图后发现NE555的电容的位置接错啦，改正后通电发现二极管一闪一闪的，闪烁的频率约为1Hz，（然后接上示波器显示，有脉冲出现，频率大概在1HZ左右）基本符合要求。2、保持电路：2脚通过开关实现触发，按下开关后，原本亮的二极管变亮但是不维持4秒左右，与理论值不符合，然后我们经过重新计算，发现我们的电阻电容的值出现错误，经过改正，基本实现了功能。3、计数电路：在计数器的两个输出端接两个发光二极

8、管，两个二极管并没有与预想一样闪亮，于是首先检查电路图的对错后发现原来将输入端错作了输出端，接好后再测Q1,Q0中的一个二极管闪的频率大概是1HZ，另一个的频率是第一个的一半。（同时在用示波器观测，发现另一个的频率是第一个的一半）基本符合要求。4、模拟开关和电阻网络：在4052的脚接Vcc，每个分压电阻接发光二极管后接地，四个灯可巡回点亮，频率约1Hz。5.数码管显示电路：根据CD4511的真值表，将A,B,C,D分别接上高低电平，数码管上显示的数字与真值表相符。符合要求。5.2.2故障分析及处理故障: 分析与解决 无法产生1HZ时钟脉冲 NE555的4脚电源没接上，接上 计数器没法计数 输入

9、输出端搞错，重新接好 维持电路维持时间出错 计算电容电阻出错，重新计算，进行更换 数码管无法显示 接线不良，检查完重新连接 74ls161芯片出现问题 测量芯片脚，发现有电平测量值出错出错， 换上新的芯片，问题解决5.2.3整机性能指标测量1.把每一部分的电路连接起来。接上直流稳压电源，然后进行调试，七段数码管不断显示0，1，2三个数值。测量输出电压也是在9，12，15 三个数值之间，用开关按下，数值立刻停止计数，并进行4秒的保持，记录下数据：数码管显示012电压值8.81212.12415.0078.93212.11314.9759.11012.07915.1142.不足之处：就是由于布线的

10、时候出现布局不是很好，而且一开始就没有预留多少空间，就是到最后也没能实现用拨动开关令电压的转换。这使得我们的功能存在了一定的缺陷，相信经过这一次的教训之后，我们能对电路布局上有更深的认识。还有一个问题我们也没有能够解决好，那就是电压的稳定问题。这个问题，还要请教老师。希望老师能够给我们帮助，解决这个问题。3.建议：课程设计是一个让我们能够理论与实践相联系的舞台，我希望能够多给我们这样的机会，使我们能够学以致用。第六部分 课程设计总结（心得体会）课程设计的一周时间过得很快，现在回想起整个设计过程，真的学习到很多的东西，以前在书本上学到的只是抽象的理论，从未付诸于实践，更不用说体验到自己设计然后进

11、行操作的乐趣 。但是在这次课程设计之后，我真真切切的感受到我以前所怀疑的书本上的知识是可以真真正正付诸实践的。而且再一次验证了没有付出就没有收获这一至理名言。因为一路走来，确实是坎坎坷坷的，整个设计没有到验收的时刻都在担心他出现问题。所以我们只能不断付出自己的精力进行验错，最终实现了功能。 设计结束后我认真的回想我这几天所做过的一切经验教训，总结如下： 首先，此次设计,在拓宽了自己的视野，激发了兴趣的同时，理论和实践结合的程度进一步提高。在没有进行课程设计之前，总觉得书本上学的东西太少，而且不知怎么使用，理论跟实际联系不起来。甚至怀疑知识是否真的可以用在实际生活中。现在，我对模拟电路设计有了一

12、定的认识，同时数电部分也有了一定的提高。（因为我负责的方面大部分是数电的，所以对各个芯片的了解有所加深，同时和舍友的基础部分也有所探讨，共同解决问题。所以两方面都有所收获）也对它产生了兴趣，并有了将书本知识与实际设计相结合的想法和能力。其次，懂得如何运用自己所学的知识去分析问题，解决实际问题。1.在遇到问题时，不是手忙脚乱，马上就找老师或是同学帮忙，而是使自己冷静下来，分析问题的所在。其实有很多的问题都是一些常识性的错误，可以通过自己细致的检查从而将故障排除，还可以学到很多在书本上没有的东西。2.就是系统化解决问题的能力，针对设计题目要求的系统功能，我们可以进行系统功能框图的划分，分成几个较小

13、的功能模块，这些小功能模块相对简单，既容易实现，也便于调试。这样既显得有条理，也可以降低故障排除的难度。3.在进行完功能框图的划分后，要对小功能模块进行分析，分析其功能，查阅相关的资料，或善于利用网上的资源，获得相关的信息。得到几个方案后，要论证各个方案的可行性，看哪个方案更优，从成本经济效益，复杂程度，精确度等方面去衡量，选出最优或较优的方案。再次，实际动手动脑能力得到切实提高。得到电路图后，仅仅是整个设计过程的一小部分，更多更重要的是后期的调试。而调试，首先要在面板板上进行布局和布线，布局和布线要考虑到的是全局上的东西，因为各模块是相互独立又相互联系的。如果一个模块掌握的不好就可能导致整体

14、的连接上的不足，所以既要照顾到每个模块的布线合理和美观的同时，各模块间的连线也要合理美观，尽量少一些交叉和飞线。在调试时，要分成一个个模块去检验，这样更加容易检查出问题所在，也可以方便修改。遇到问题的时候就要细心，耐心，因为连接电路的时候出现问题最多的就是导线接错，或者漏接。调试不要一下手就认为是芯片的问题，应该多从硬件的连线入手，在确保电源正常供电的同时，用万用表取检验关键节点的电压值看是否于理论相符，找出问题所在。最后，细心和耐心是相当重要的。在你如何的调试都得不到预想的结果时，焦急是没有用的，耐心地去检查每一细微的地方，这时坚持就是胜利，因为你最后检验出来出错的地方往往是你不够细心的地方。总之，这次模电课程设计，动手能力得到了提高，而且电路设计能力也有了一定的进步，对于模电，知道了直流电源的工作原理，如何整流，如何滤波，如何稳压，等等。还有数电部分。认识了一些芯片，如161计数器还有3-8译码器CD4052模拟开关等。总之，这次课程设计不仅加深了以前学的书本上的东西，还学到了许多以前在书本上没有的东西，获益良多。