數(shù)字電子電路課程設(shè)計報告書--數(shù)字電位器與控制

1、<p><b>　　設(shè)計報告書</b></p><p>　　數(shù)字電子電路課程設(shè)計：</p><p><b>　　數(shù)字電位器與控制 </b></p><p>　　機電 院/系 材控 專業(yè) 10A-2 班</p><p>　　課程名稱： 數(shù)字電位器與控制 </p>

2、<p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： 10108010231 </p><p>　　時 間： 2012 年9月6日 </p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　1、根據(jù)時序圖和真值表設(shè)計按鈕控制數(shù)字電

3、位器控制電路。</p><p>　　2、基本要求：按住控制鍵，數(shù)字電位器阻值連續(xù)變化。</p><p>　　3、擴展要求：可使用Protues等軟件進行仿真設(shè)計。</p><p>　　4、擴展電路要求：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。</p><p>　　數(shù)控電位器控制時序圖如下：</p><p&g

4、t;<b>　　CS</b></p><p><b>　　INC</b></p><p><b>　　U/D</b></p><p>　　CS INC U/D 方式</p><p>　　L H 向上滑動<

5、;/p><p>　　L L 向下滑動</p><p>　　H X 存儲滑動位置</p><p>　　H X X 等待電流</p><p>　　L X 不存儲，返回等待</p><p>　　圖1.1引腳

6、配置及引腳說明</p><p><b>　　設(shè)計原理</b></p><p>　　數(shù)字電位器和機械電位器相比，不但具有耐沖擊、抗振動、噪聲小、使用壽命長等優(yōu)點，而且更重要的是它不由手工調(diào)節(jié)，而由數(shù)字信號進行控制。它可以方便地與計算機接口．由編程實現(xiàn)電阻的改變，從而實現(xiàn)操作的自動化。它還具備一些機械電位器無法實現(xiàn)的功能，圈因而數(shù)字電位器在一些儀器、儀表及設(shè)備中取代了機械

7、電位器，并且它的使用越來越廣泛。</p><p>　　數(shù)字電位器一般由RDAC(Resistance Digital to Analogy converter)。電路和數(shù)字輸入控制電路兩部分構(gòu)成。RDAC 電路是數(shù)字電位器的重要組成部分，這是因為數(shù)字電位器是一婁特殊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器DAC(Digital to Analogy Converter)，只是它的模擬量輸出不是電壓或電流，而是電阻(Reslstance)，所

8、以稱之為RDAC。</p><p>　　X9C102/103/104/ 503有三個部件：輸入控制,，計數(shù)控制和譯碼部分；非易失性存貯器；以及電阻陣列。輸入控制部分的工作就像一個升/降計數(shù)器。這個計數(shù)器的輸出被譯碼而接通一個單接點的電子開關(guān)，以便把電阻陣列上的一個點接到滑動輸出端。在適當(dāng)?shù)臈l件下，計數(shù)器的內(nèi)容可以貯存在非易失性存貯器中并保持以便今后使用。電阻陣列包含99個單獨的電阻，串聯(lián)的連接.在二個端點以及每個

9、電阻之間都有一個電子開關(guān)，可將該點的電位傳輸?shù)交瑒佣恕?lt;/p><p>　　INC、U/D和CS三個輸出端控制滑動端沿著電阻陣列移動。只有CS置低， X9C102/103/104/ 503被選中，才能使U/D和INC輸入端接受信號。在INC輸入端由高到低的變化將增加或減小(這取決于U/D輸入端的狀態(tài))一個7位計數(shù)器的值，這個計數(shù)器的輸出被譯碼，進行一百選一的操作，使滑動端的位置沿電阻陣列移動。</p>

10、;<p>　　當(dāng)滑動端位于任意固定端點時，就象等效的機械滑動端那樣，不會移到超出終端位置。即：當(dāng)計數(shù)器達到一個極端時，不會循環(huán)回復(fù)(當(dāng)計數(shù)器達到全”1”時不會跳到全”0”)。</p><p>　　只要當(dāng)CS轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨@時INC輸入端也是高時，計數(shù)器的值即被貯存在非易失性存貯器中。當(dāng)X9C102/103/104/503被斷電，最后貯存的計數(shù)器狀態(tài)將被維持在非易失性存貯器中。當(dāng)電源恢復(fù)時，存貯器中的內(nèi)容

11、被調(diào)用，因而計數(shù)器被設(shè)置到上一次貯存的值。</p><p><b>　　實驗器材</b></p><p>　　通用實驗底板、直流穩(wěn)壓電源、不發(fā)光二極管*2、電容（102*2、105）、電阻（10K*2、220K、27K*2）、按鈕開關(guān)AN、導(dǎo)線若干。</p><p><b>　　實驗步驟</b></p>&l

12、t;p>　　看懂要求的電路圖，必要時進行查閱。</p><p>　　根據(jù)老師的要求，進行焊接聯(lián)系。遵守秩序，注意安全。</p><p>　　根據(jù)實習(xí)所安排的時間，在實習(xí)實驗室進行焊接。獨立完成，必要時可向老師咨詢。</p><p>　　焊接成功后，先自己調(diào)試是否符合要求，再提交給老師。老師調(diào)試成功之后，完成。</p><p><b

13、>　　五，注意事項</b></p><p>　　系統(tǒng)可能選中X9C102/103/104/ 503,移動滑動端,，而后又中斷選擇該器件而沒有將最終的滑動端位置貯存在非易失性存貯器中。滑動端移動的過程如上所述：一旦新的位置一達到，系統(tǒng)將保持INC為低而CS為高。新的滑動端位置將被維持直到被系統(tǒng)改變或直到一次電源斷開再接上，重新調(diào)用以前貯存的數(shù)據(jù)。</p><p>　　這將允

14、許系統(tǒng)在每次上電時電位器總是位于一個貯存在非易失性存貯器中的預(yù)置值上因而當(dāng)系統(tǒng)工作時只要進行很小的調(diào)整。這種調(diào)整可以是基于用戶選定的位置：由于溫度的漂移使系統(tǒng)參數(shù)變化等….；當(dāng)CS保持為低時，U/D的狀態(tài)可以被改變。這就允許主系統(tǒng)使能X9C102/103/104/503然后移動滑動端上升或下降達到合適的微調(diào)為止。</p><p>　　六、TIW/RTOTAL</p><p>　　X9C10

15、2/103/104/503中的電子開關(guān),在滑動端改變抽頭位置時工作在”先接通后斷開”的方式.如果滑動端在某些位置移動時,在TIW(VW變化的時間)內(nèi)多個抽頭被連接到滑動端.所以如果滑動端在某些位置間移動時,器件的RTOTAL (總的電阻)值會暫時減小適當(dāng)?shù)臄?shù)量.</p><p>　　七、RTOTAL與VCC的斷開</p><p>　　一旦VCC被斷開,陣列兩個端點之間的電阻(RTOTAL)

16、將會波動.</p><p><b>　　腳配置圖1.2</b></p><p>　　八、E2POTTM非易失性數(shù)控電位器</p><p>　　X9C102/103/10４/503</p><p>　　E2POTTM非易失性數(shù)控電位器,端電壓±5V,100個抽頭</p><p><b

17、>　　概述</b></p><p><b>　　1.一般說明</b></p><p>　　X9C102/103/104503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.它的功能方框圖如圖2.1所示.</p><p>　　X9C102/103/104503是一個包含有99個電阻單元的電阻陣列.在每個單元之間和二個

18、端點都有可以被滑動單元訪問的抽頭點.滑動單元的位置CS,U/D和INC三個輸入端控制.滑動端的位置可以被貯存在一個非易失性存貯器中,因而在下一次上電工作時可以被重新調(diào)用. X9C102/103/104503的分辨率等于最大的電阻值被99除.例如X9C503(50千歐)的每個抽頭間的阻值為505歐母.</p><p>　　所有的Xicor非易失性存貯器都設(shè)計成并經(jīng)過測試能夠用于持久的保存數(shù)據(jù)的應(yīng)用場合.</p

19、><p><b>　　2特點</b></p><p>　　*與X9C102/103/104503兼容</p><p><b>　　*低功耗CMOS</b></p><p>　　——ＶＣＣ＝３Ｖ至５.５Ｖ</p><p>　　——工作電流最大３mＡ</p><p

20、>　　——等待電流最大５００µA</p><p><b>　　*99個電阻單元</b></p><p><b>　　——有溫度補償</b></p><p>　　——±２０％端點到端點阻值范圍</p><p><b>　　*１００個滑抽頭點</b><

21、;/p><p>　　——滑動端的位置取決于三線接口</p><p>　　——類似于ＴＴＬ升／降計數(shù)器</p><p>　　——滑動端位置貯存于非易失性存貯器中?？稍谏想姇r重新調(diào)用</p><p>　　*滑動端位置數(shù)據(jù)可保存１００年</p><p>　　*Ｘ９Ｃ１０２＝1K?</p><p>　　*Ｘ

22、９Ｃ１０３==10K? </p><p>　　*Ｘ９Ｃ５０３＝50K?</p><p>　　*Ｘ９Ｃ１０４＝100K?</p><p>　　九、課程設(shè)計心得體會</p><p>　　通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)數(shù)字電位器方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露

23、出前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><p>　　在焊接的過程當(dāng)中，電路相對來說比想象中的復(fù)雜，過程也比較繁瑣。但是在不斷的改進，、努力下，成功的完成了作品。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。盡管也會出現(xiàn)錯誤，例如短路、斷路這些我們常會遇到但是又不太在意的小錯，使過程更加不順暢。正是因為這樣，讓我學(xué)會不管做什么事

24、都該細心認(rèn)真，不應(yīng)該忽略一些小細節(jié)，有時候細節(jié)剛好是成功的關(guān)鍵。 </p><p>　　在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上披荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！</p><p>　

25、　課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設(shè)計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計，在本次的課程設(shè)計中通過自己選題，找材料，分析、設(shè)計等，也掌握了一些軟件的操作方法，這為以后的學(xué)習(xí)做了鋪墊。整個設(shè)計實現(xiàn)了從單一的理論學(xué)習(xí)到解決實際問題的轉(zhuǎn)變。通過本次的課程設(shè)計，我最大的收獲就是提高了自身的動手能力，培養(yǎng)了

26、我的尋求解決問題的能力和團隊精神也增強了我其它方面的能力。 我認(rèn)為，在這學(xué)期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是以后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實