數(shù)字電位器與控制

1、數(shù)字電子電路課程設(shè)計(jì)：數(shù)字電位器與控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)時(shí)序圖和真值表設(shè)計(jì)按鈕控制數(shù)字電位器控制電路：1基本要求：按住控制鍵，數(shù)字電位器阻值連續(xù)變化。2擴(kuò)展要求：可使用 Protues等軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。3擴(kuò)展電路要求：按住控制鍵，數(shù)字電位器阻值連續(xù)變化且變化速度遞增/遞減。二、實(shí)驗(yàn)儀器74LS1322輸入端與非門(mén)NE555X9C103 數(shù)字電位器二極管，電容，電阻，開(kāi)關(guān)等三、實(shí)驗(yàn)原理(1)、X9C103 一般說(shuō)明X9C103E2POTTM非易失性數(shù)控電位器，端電壓± 5V,100個(gè)抽頭X9C13是固態(tài)非易失性電位器，把它用做數(shù)字控制的微調(diào)電阻器是理想的.X9C13是一個(gè)包含有99個(gè)電

2、阻單元的電阻陣列.在每個(gè)單元之間和二個(gè)端點(diǎn)都有可以被 滑動(dòng)單元訪(fǎng)問(wèn)的抽頭點(diǎn).滑動(dòng)單元的位置 CS,U/D和INC三個(gè)輸入端控制.滑動(dòng)端的位置可 以被貯存在一個(gè)非易失性存貯器中，因而在下一次上電工作時(shí)可以被重新調(diào)用.X9C103的分辨率等于最大的電阻值被99除.例如X9C503(50千歐)的每個(gè)抽頭間的阻值為 505歐母. 所有的Xicor非易失性存貯器都設(shè)計(jì)成并經(jīng)過(guò)測(cè)試能夠用于持久的保存數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)合.特點(diǎn)： *低功耗CMOS V cc = 3 V至 5 .5 V 工作電流最大3 mA 等待電流最大500d A *99個(gè)電阻單元 有溫度補(bǔ)償 一±20 %端點(diǎn)到端點(diǎn)阻值范圍*100個(gè)滑

3、抽頭點(diǎn) 滑動(dòng)端的位置取決于三線(xiàn)接口 類(lèi)似于T TL升/降計(jì)數(shù)器 滑動(dòng)端位置貯存于非易失性存貯器中?？稍谏想姇r(shí)重新調(diào)用 滑動(dòng)端位置數(shù)據(jù)可保存1 0。年 X 9 C 1 0 3 =10K?數(shù)控電位器控制時(shí)序圖如下：CSINCU/DCSINCU/D方式LL 于H 于LHXLHLXXX向上滑動(dòng)向下滑動(dòng)存儲(chǔ)滑動(dòng)位置等待電流/、存儲(chǔ)，返回等待圖1.1引腳配置及引腳說(shuō)明引腳配置如圖1.1所示。INC 一U/DCS'VCC8U29C103VHVWVL腳配置圖1.2(2)、壓控振湯器(a)(b)圖2、由555電路組成的壓控振蕩器壓控振蕩器的組成原理如圖 2所示，其中圖(a)是模擬一個(gè)電壓可變的工作電源加

4、 至控制 端5腳；圖(b)是用一只電位器 RP,通過(guò)RP對(duì)控制信號(hào)源電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)， 將調(diào)節(jié)后的電壓加至控制端 5腳。兩電路結(jié)構(gòu)不盡相同，但其原理是一樣的。上述壓控振蕩器的控制電壓加在555電路的UC端，即第5腳，它對(duì)振蕩電路振蕩頻率的控制過(guò)程如下。從555電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，這個(gè)控制端UC電壓是取自3只分壓電阻Ri與R2間,即取自比較器 Ai的同相輸入端。UC端的固定電壓即比較器 Ai的參考電壓，由電路內(nèi)的3只分壓電阻決定，為固定的2Ucc/3。如果對(duì)UC端另加一個(gè)隨時(shí)變化的電壓，那么這個(gè)參考電壓就不再是固定的2Ucc/3 ,而是一個(gè)隨外加電壓變化的參考電壓。在多種多諧振蕩器中，5腳總是通過(guò)一

5、只電容接地的，其目的是防止外界雜波的干擾使5腳電壓發(fā)生變化，以使其保持一個(gè)穩(wěn)定的2Ucc/3。而在壓控振蕩器電路中，5腳則是用來(lái)加入控制電壓的。當(dāng)對(duì)5腳加上不同的控制電壓后，兩個(gè)比較器的參考電壓就發(fā)生了變化，555電路的閥值電壓和觸發(fā)電壓就跟著發(fā)生變化，整個(gè)振蕩電路的振蕩頻率 也就隨之發(fā)生了變化。5在555電路的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，它有一個(gè)接通電壓Ut+和一個(gè)斷開(kāi)電壓 Ut-,它們分別是Ut+=2Ucc/3和Ut-=Ucc/3o這一工作特性是當(dāng) Uct=0時(shí)的情況。在這一情況下，振蕩 電路的輸出脈沖頻率可按公式工 111.443式f =T0.7(Ra 2Rb)C(Ra 2Rb )C計(jì)算。當(dāng)UC端加上某

6、一控制電壓后，例如加上低于2Ucc/3的電壓時(shí)，電路的閥值電壓 Uth（即Ut+）跟著發(fā)生變化，使 Uth變?yōu)閁ct, Utr變?yōu)閁ct/2。由于新的閥值電壓比原來(lái)的閥值電壓要低，所以電容 C充電到新的閥值電壓所需的時(shí)間比原來(lái)需要的時(shí)間要短。而電容C的放電時(shí)間是和 Ut+與Ut-的比值有關(guān)的，雖然新的閥值電壓低了， 但他們的比 值不變，所以放電時(shí)間不變。這樣，就使得新的輸出波形的脈沖周期ti和T變短了，也就是振蕩頻率變快了。曲線(xiàn)如圖36所示。UcUt+Ut-UoUo'(Uct)(1/2Uct)ti't2'圖3、輸出波形的周期根據(jù)上述分析指導(dǎo)，如果在控制端UC上加上高于2

7、Ucc/3的電壓，則輸出波形的脈沖周期ti和T要變長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的振蕩頻率就會(huì)變低。綜上所述，當(dāng)對(duì) UC端加上低于2Ucc/3的控制電壓后，會(huì)使輸出脈沖的周期ti和T變短，振蕩頻率加快；反之,當(dāng)對(duì)UC斷加上了高于2Ucc/3的控制電壓后，會(huì)使輸出脈沖的周期ti和T變長(zhǎng)，振蕩頻率變低。壓控振蕩器就是根據(jù)這一原理工作的。在具體的 實(shí)用電路中，加在 5腳的控制電壓有各種各樣的形式，隨著電路在不同的應(yīng)用處所而不 同。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、電路設(shè)計(jì)介紹：首先，用NE555組成一這個(gè)電路是由壓控振蕩器和數(shù)字電位器兩個(gè)原件的原理得來(lái)的。 個(gè)可以提供穩(wěn)定方波信號(hào)的壓控振蕩器，如下圖這個(gè)穩(wěn)定的方波信號(hào)(INC1')

8、輸入數(shù)字電位器變成了一個(gè)可變的電阻,再把這個(gè)可變電一一111 443阻接入一個(gè)新的壓控振蕩器中。因?yàn)閒 =' =1= *3一，所T0.7(Ra 2Rb)C(Ra 2Rb)C以通過(guò)改變電阻，使得產(chǎn)生的方波信號(hào)頻率發(fā)生改變。從而得到一個(gè)可控頻率的方波信 號(hào)(INC2')。如下圖然后通過(guò)兩個(gè)與非門(mén)和一些邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)用開(kāi)關(guān)控制兩個(gè)數(shù)字電位器的CS'和U/D',從而控制Vw的變化。 下面是實(shí)驗(yàn)效果圖： 減小按鈕一直按動(dòng)的仿真波形圖（由上到下分別為INC2', INC1', Vw）增加按鈕一直按動(dòng)的仿真波形圖（由上到下分別為INC2', INC1', Vw）2、焊接這次焊接是我第一次焊接，開(kāi)始的時(shí)候并不熟悉焊接的方法，所以出現(xiàn)了虛焊的現(xiàn) 象，不過(guò)通過(guò)不斷的練習(xí)和嘗試，焊接逐漸熟練起來(lái)，用的時(shí)間越來(lái)越少，學(xué)會(huì)不少焊 接的方法。這次試驗(yàn)親身完整體驗(yàn)了一下焊電路板的過(guò)程。在焊接過(guò)程中，也做了一些 小創(chuàng)新使得焊接變得更為輕松。不過(guò)總體來(lái)說(shuō)焊接還算順利。五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我們親身體驗(yàn)了一把完整的制作電