【正文】 狀態(tài)輸入響應(yīng)，求解得： 44154 (1 )RCRRU ie??? 假設(shè)電容 C4的電壓達(dá)到 ，得： 5445ln RRiRC i????? 18 設(shè)電機(jī)負(fù)荷在額定狀態(tài)下運(yùn)行，電機(jī)電流 I0已經(jīng)穩(wěn)定。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。可以用 ADC0808集成電壓轉(zhuǎn)換芯片和 AT89C51單片機(jī)設(shè)計制作 數(shù)字電壓表，具體方法是 A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)的控制下完成對模擬信號的采集和轉(zhuǎn)換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。 基于 ICL7107的數(shù)顯電壓顯示電路簡單可靠，雖然它只是三位半的 AD 轉(zhuǎn)換器，但是已經(jīng)可以滿足日常的電壓測量或者電壓顯示的要求，所以這種電路應(yīng)用非常廣泛，它的具體電路原理圖如圖 13所示。 ICL7107芯片的最大量程可以到達(dá) ，如果需要用到其他的量程，可以通過修改輸出端電阻的參數(shù)來達(dá)到目的。積分電路由 IC的 2 28腳決定。 電阻 R2用于調(diào)整參考電 壓，參考電源為 0~200mV可調(diào)。由于我們電源的指標(biāo)是5~12V，所以要求電壓表的量程為 0~20V。 C1 選用 CCB電容， C2 選用 的 CCB電容， C3選用 ， C4選用 100 pF的 CCB電容。 經(jīng)過校準(zhǔn)后， ICL7107和萬用表的絕對誤差只有 。 方案二：利用 LM317集成穩(wěn)壓模塊做一個 +5V的電源，再利用 ICL7660芯片把 +5V電源變成5V的電源。 方案 三：用 LM317集成穩(wěn)壓模塊制作一個 +5V的電源，然后 用一只 NPN三極管，兩只電阻，一個電感來進(jìn)行信號放大，把芯片 38腳的振蕩信號串接一個 20K－ 56K的電阻連接到三極管 “B”極，在三極管 “C” 極串接一個電阻（為了保護(hù)）和一個電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時，三極管的 “C” 極電壓為 － 。經(jīng)過測試，數(shù)顯電壓表正常工作。 在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)了自己存在著很多的不足，對書本的知識運(yùn) 用的也不是很熟練。在做設(shè)計的過程中，我遇到了很多難題和挫折，看似原理比較簡單的電路，要自己動手設(shè)計并且做出實(shí)物，其實(shí)是很難的一件事。不僅如此，還大大地提高了我的動手能力，考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)文獻(xiàn)，還有組織材料的綜合能力。ARM7畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用百例 [M].北京電子工業(yè)出版社 2020 [9] 李海鯤 ,Proteus在單片機(jī)課程設(shè)計中的應(yīng)用 [J].電腦知識與技術(shù) ,2020年 35期 [10] 樓然苗 ,51單片機(jī)設(shè)計實(shí)例 [M].北京：北京航空航天技術(shù)出版 社 ,2020 29 。 結(jié)論 電源的調(diào)壓范圍是 ，最大輸出電流為 ，電源的調(diào)壓精 度較高，顯示準(zhǔn)確，紋波系數(shù)較低，能夠驅(qū)動小功率負(fù)載。查找資料也花了比較多的時間，這提醒我們一定要 學(xué)會理論聯(lián)系實(shí)際，把書本上的知識和實(shí)際的電路設(shè)計聯(lián)系起來，這無論對我們以后的學(xué)習(xí)或者工作都是有很大幫助的。 在本次設(shè)計的過程中，因?yàn)閷﹄妷旱募y波沒有特殊的要求，普通的穩(wěn)壓集成電路就基本可以滿足要求了。在高興之余，也有很多感觸。 23 完整顯示電路就如圖 16 所示。 ICL7660+5V轉(zhuǎn) 5V電路原理圖如圖 15所示。所以需要額外做一個供電電源，以下有三種方案： 方案一：用 7805和 7905三端集成芯片提供 +5V和 5V的電壓，正負(fù) 5V供電電源電路原理圖如圖 14所示。然后，用萬用表測電源的輸出，如 ，然后通過調(diào)節(jié)電位器 R2，使 LED上的數(shù)值與萬用表上的一致。 元件的選擇 21 制作時，顯示用的數(shù)碼管為共陽型， 2 KΩ可調(diào)電阻最好選用多圈可調(diào)精密電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其他器件選用正品即可。 參考電 壓 與輸入電壓的關(guān)系為 ： Vin = 2Vref 如果要求電壓表的量程 0~，參考電壓應(yīng)設(shè)置為 100mV。 C2用于防止系統(tǒng)噪音的影響以及過載輸入時電路的恢復(fù)， 29腳的 C2取 。內(nèi)部振蕩頻率為 48Hz，顯示每秒刷 三 次。 ICL7107本身帶有段式輸出，直接連接到 LED上就可以 顯示 了 ， 顯示用的數(shù)碼管應(yīng)為共陽 極數(shù)碼管。所以最終決定用 ICL7107芯片制作數(shù)顯電壓顯示電路。由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點(diǎn)而 廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域 ?？紤]一定的設(shè)計余量，取保護(hù)電流設(shè)定值 IGIS，式 (1)同樣成立此為一階全響應(yīng)方程，初始條件 uc4 (0+)=I0iR5, 強(qiáng)制分量 uc4 (∞)=I GR5, 求解得 ： 441554 () RCc o ccU I R R I I e?? ? ? 假設(shè) 增大到 V2導(dǎo)通電壓 ’, 則 ’ 必須小于允許短路時間 t,即： 5544539。由于啟動電流很大，一般是額定電流的 4~7倍，可看成不變，設(shè)為 I=5I0。由于直流電機(jī)啟動瞬時電流 iout較大 (約為額定電流的 8～ 10倍 )， iout流過小電阻 R6，并經(jīng) R5對 C4充電。由于霍爾元件體積 比較大，價格昂貴，因而考慮采用串聯(lián)一個小電阻的方法。 過流保護(hù) 在目前 ，各種直流電源產(chǎn)品 的應(yīng)用非常廣泛 ，電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟。若令 Rθ 1 表示從結(jié)到器件外殼的熱阻， Rθ 2 表示從器件外殼到散熱片表面的熱阻， Rθ A 表示從結(jié)到散熱片表面的熱阻，則 Rθ A=Rθ 1+Rθ 2。 LM317屬于深度負(fù)反饋的穩(wěn)壓電路，其功耗比較大，所以有必要討論一下 LM317穩(wěn)壓模塊的散熱問題。輸入 12V的話，輸出最高就是 10V左右。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。 當(dāng)然在 317穩(wěn)壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻 R(如圖所示 ),也可以為 317穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。當(dāng) 317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時， 317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。 LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。 D5， D6用于保護(hù) LM317。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，R3和 R2的阻值是不能隨意設(shè)定的。 VI3VO2ADJ1U1LM 31 7 LR2P O TR320 0 RD61N40 0 2D51N40 0 2C310 u 圖 11 穩(wěn)壓電路原理圖 15 LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。采樣電路由兩個分壓電阻組成，它將輸出電壓變化量的一步份送到 放大電路的輸入端。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動時，調(diào)整自身的集 射壓降使輸出電壓基本保持不變?？紤]到整流濾波電路的輸出電壓和理想的直流電源還是有相當(dāng)?shù)木嚯x，主要是存在兩方面的問題：第一方面，但負(fù)載電流變化的時候，因?yàn)檎鳛V波電路存在一定的內(nèi)阻，所以輸出的直流電壓將有可能隨之發(fā)生變化。其輸出電壓波形近似為一鋸齒波直流電壓，使負(fù)載電壓的波動大為減小。 濾波電解電容 C的選擇原則是：取其放電時間常數(shù) RLC大于充電周期的 3～ 5 倍，其耐壓值必須大于脈動電壓峰值。電容濾波電路比較簡單，而且負(fù)載直流電壓比較高，紋波也比較少，適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動不大的場合，也減輕了電路設(shè)計和實(shí)際焊接的工作。在電感濾波電路中，整流管的導(dǎo)電角度比較大，峰值電流很小，輸出特性比較平坦，但是由于鐵芯的存在，比較笨重，體積比較大，而且容易引起電磁 干擾。 濾波電路 整流電路將交流電變?yōu)槊}動直流電，但其中含有大量的交流成分（稱為 紋波電壓）。根據(jù)計算， 1N4007的二極管符合設(shè)計要求，可以用作整流橋。由于濾波電容的容量愈大，二極管導(dǎo)通角愈小，通過二極管脈沖電流的幅度愈大，因此，整流管的幅值電流必須加以考慮。 在工作時，電路中的四只二極管都是作為開關(guān)運(yùn)用，當(dāng)正半周時，二極管 V V3導(dǎo)通（ V V4截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周；當(dāng)負(fù)半周時，二極管 V V4導(dǎo)通（ V V3截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周 。完成這一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔茫虼硕O管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。為此，在穩(wěn)壓器兩端并接二極管 D6，輸入端短路時 C5通過 D6放電，保護(hù) LM317穩(wěn)壓器。 為獲得較高的輸出電壓值， LM317穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端與地之間的電阻 R2值及其壓降往往較大，在 R2兩端并接一個不小于 10uF的電容 C3，可有效地抑制輸出端的紋波。 穩(wěn)壓電源電路圖如圖 5所示。芯片第 31引腳是信號輸入引腳。 ICL7107芯片共有 40個引腳，芯片的第一腳，是將芯片正放，眼睛面對芯片的型號字符，在芯片的左下方就是它的第一腳。它集成了七段譯碼器，顯示驅(qū)動器，參考源和時鐘系統(tǒng)，并且可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管。此外，它還有眾多的優(yōu)點(diǎn)，例如，調(diào)壓范圍寬，穩(wěn)壓性能好，噪聲低，紋波抑制比高。 芯片的選擇 LM317三端可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器 Lm317是可調(diào)節(jié)三端正電穩(wěn)壓器，在輸出電壓的范圍是 的電流，此穩(wěn)壓器非常容易使用，只要兩個外部電阻來設(shè)置輸出電壓。再用 ICL7107芯片制作數(shù)字顯示電壓表頭，芯片的供電也是用 lm317制作 +5V的穩(wěn)壓電源提供。 方案二：用單片機(jī)控制輸出電壓的調(diào)整，使用電壓采樣電路，通過 A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 2 方案的選擇 和設(shè)計思路 方案設(shè)計與論證 1 輸出電壓范圍 ； 2 波紋系數(shù)盡量小，輸出穩(wěn)定； 3 能數(shù)字顯示電壓。 3 第三部分對選擇的方案進(jìn)行分析闡述，把電路分模塊地論述，給出各部分電路圖。所以，如果希望調(diào)整的精度高，可調(diào)電阻 RV1的調(diào)整精度也要高。整流器由二極管組成，用于濾去整流輸出電壓中的紋波。 在日常生 活中，很多家用電器或者 IT產(chǎn)品都要用到穩(wěn)壓直流電源供電。本電源在市場上很有應(yīng)用前景，可以作為收音機(jī)或掌機(jī)的外接電源，也可以用作手機(jī)電池的充電器，功率高點(diǎn)的還作為小型電視或其他家用電器的電源。 III Abstract Today39。電源的穩(wěn)壓部分用三端集成穩(wěn)壓管 LM317完成，數(shù)字顯示部分用 ICL7107芯片完成。直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位 。 常用的穩(wěn)壓電源有交流和直流之分， 當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬別。大到超級計算機(jī)、小到袖珍計算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。提供這 種穩(wěn)