电子设计大赛文档(更新)

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1、作品名称：多功能计时器题号：xxxxxxxxxx密号：xxxxxxxxxx目录一、总系统设计31.设计任务与要求3(1)基本要求3(2)发挥部分32.系统方案设计与论证3(1)脉冲电路部分4(2)计时电路部分8(3)译码显示电路部分10(4)清零电路部分10(5)方案总结113.总系统框图11二、各单元电路设计121.脉冲电路122.计时电路133.译码显示电路184.清零电路19、系统测试241.测试设备242.数据测试与分析25(1)基本要求测试：25(2)发挥部分测试：293.结果分析30五、设计总结30六、附录31(1)【参考文献】33数控通用直流电源摘要：随着新型电力电子技术的高速

2、发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。这就需要将波动的交流电转换为稳定的直流电源。本设计采用LM2596S开关电压调节作为稳压芯片，并利用X9318数值电位器调整电压，以单片机为核心的简单数字控制直流电源。设计中实现了一组固定输出5V；两组3~15V分别可调，同时还可以串联起来使用，电压从-15V~+15V。本设计有电路简单、成本较低、响应迅速、稳定性好、效率高、精确度高等特点。关键词：LM2596S；X9318；单片机；数字控制；直流电源17/19引言随着社会飞速前进，用电设备与日俱增。但电力输配设施的老化和发展滞后，以及设计不良和供电不足等原因

3、造成末端用户电压的过低，而线头用户则经常电压偏高，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备，独如一颗不定时炸弹。市电系统作为公共电网，上面连接了成千上万各种各样的负载，其中一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能，还会反过来对电网本身造成影响，恶化电网或局部电网的供电品质，造成市电电压波形畸变或频率漂移。另外意外的自然和人为事故，如地震、雷击、输变电系统断路或短路，都会危害电力的正常供应，从而影响负载的正常工作。不稳定的电压会使设备造成致命伤害或误动作，影响生产，造成交货期延误、品质不稳定等多方面损失。同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件，使业主面临需要维修

4、的困扰或短期内就要更新设备，浪费资源；严重者甚至发生安全事故，造成不可估量的损失。所以使用稳压电源，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备来说是必不可少的。数控直流稳压电源是一种常见的电子仪器，广泛的用于电子电路，教学实验和科学研究等领域。目前实用的直流稳压电源大部分是线性电源。利用分离器件组成，其体积大，功率低，可靠性差，操作使用不方便，自我保护功能不够，因而故障率高。随着电子科技的飞速发展，各种电子电器设备对稳压电源的性能要求日益提高，稳压电源不断朝着小型化，高效率，低成本，高可靠性，低电磁干扰，模块化和智能化发展。以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代稳压电源不但电路简单

5、，结构紧凑，价格低廉，性能卓越，而且单片机具有计算和控制功能，利用它对采样技术进行各种计算，从而可排除和减少由于骚扰信号和模拟电路因起的误差，大大提高稳压电源输出电压和输出电流精度，降低了对模拟电路的要求。智能稳压电源可利用单片机设置周密的保护检测系统，确保电源运行可靠。输出电压和限制电流采用数字显示，输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。本设计欲完成设计三组稳压电源，其中一组固定输出＋５Ｖ，另两组3V-15V可调的数字控制直流稳压电源，且可实现双电源同步调节或分别调节的要求。重点是在设计中利用单片机和数字电位器实现模拟电压的数字可调。难点是在实现双电源同步调节

6、过程中设置参考地所带来的一系列问题，包括数字电位器供电问题和电压、电流采样问题。为实现设计要求且克服难点，在交流电经过变压器变压、整流滤波后，由三片LM2596实现一组固定输出5V，两组输出可调。由于在实现双电源同步调节中，两个可调端串联时选取中间座位参考地，导致尾部的可调端的地并不是真实的GND而是-15V。此时用光耦进行隔离，让-15V移到0V，就可解决以上说的问题。以下将详细讲解设计过程。17/19一、总系统设计1.设计任务与要求（1）、设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲信号，实现开关控制暂停功能。（2）、设计一个计时电路，完成0分00秒——9分59秒的计时功能；（3）、设计一个

7、译码显示电路，具有显示功能，能够显示当前计时值；（4）、设计一个清零电路，具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以进行计时器清零；（5）、误差要求：秒误差小于1s/（10分钟）；（6）、具有功能设置或调整按键，可以方便地进行操作。2.系统方案设计与论证方案一：多功能计时器的各项功能可采用单片机实现，但由于题目明确限制单片机的使用，故采用数字逻辑电路设计完成，具体设计见方案二。方案二本方案中采用