数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。
2 单元电路设计
此数控直流稳压电源共有六部分，输出电压的调节是通过“+” ，“-”两键操作，步进电压精确到 0.1V控制可逆计数器分别作加，减计数，可逆计数器的二进制数字输出分两路运行：一路用于驱动数字显示电路，精确显示当前输出电压值；另一路进入数模转换电路（D/A转换电路） ，数模转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，然后经过射极跟随器控制,调整输出级，输出稳定直流电压。为了实现上述几部分的正常工作，需要另制15V，和5V 的直流稳压电源，及一组未经稳压的12V~17V的直流电压。此下所讲的数控电源主要就是对此组电压进行控制，使输出 0~9V的稳定的可调直流电压。
此原理方框图如下图 1 所示。
2.1 “+”, “-”键控制的可逆计数器的设计
此部分电路主要用两按钮开关作为电压调整键， 与可逆计数器的加计数CPU时钟输入端和减计数CPD时钟输入端相连，可逆计数器采用两片四位十进制同步加/减计数集成块 74LS192 级联而成。74LS192 是双时钟，可预置数，异步复位，十进制（BCD 码）可逆计数器。与之功能相同的还有其它芯片，比较容易找到。
2.1.1 工作原理
由于输出电压从 0V 到 9.9V 可以调节，所以 74LS192 两计数器总计数范围从 00000000 到10011001（即 0~99）,而 74LS192 本身为十进制可逆计数器，所以只需两块这样的芯片级联就可以达到目的，此芯片封装和工作模式表如下图 2 所示。
PL是低电平有效的预置数允许端，PL=0 时，预置数输入端 P0~P3 上的数据被置入计数器。MR是高电平有效的复位端，MR=1 时，计数器被复位，所有输出端都为低电平。
CPU是加计数时钟，CPD 是减计数时钟，当 CPU=CPD=1 时，计数器处于保持状态，不计数。当 CPD=1，CPU 由0变为1时，计数器的计数值加1 ；当 CPU=1，CPD 由0变1时，计数器的计数值减1 。
TCU 是进位输出端，当加计数器达到最大计数值时，即达到 9 时，TCU 在后半个时钟周期（CPU=0）内变成低电平，其他情况均为高电平。TCU是借位输出端，当减计数器计到零时，TCD在时钟的后半个周期（CPD=0）内变成低电平，其他情况下均为高电平。
为实现 100 进制的计数可把第一块芯片的 TCU，TCD 分别接后一级的 CPU，CPD 就可以级联使用，这就达到了 0~99 的计数。
2.1.2 元件的选择
74LS192 是双时钟，可预置数，异步复位，十进制（BCD 码）可逆计数器，还可选用 54HC192，54HCT192，74HC192，74HCT192 等。
2.2 数字显示电路的设计
2.2.1 工作原理
数字显示驱动采用两块 74LS248 芯片，74LS248 为四线七段译码驱动器，内部输出带上拉电阻它把从计数器传送来的二~十进制码，驱动数码管显示数码。具体功能如下图 3 真值表所示。
74LS248，七段译码器，输出高电平有效，适合于共阴极接法的七段数码管使用 A3，A2，A1，A0，为 8421BCD 码输入，a,b,c,d,e,f,g 为七段数码输出，LT 为试灯输入信号，用来检查，数码管的好坏，IBR 为灭零输出信号，用来动态灭零，IB/QBR 为灭灯输出信号，该端既可以作输入也可以作输出，具体工作如上真值表所示。
2.2.2 原件选择
与 74LS248 功能相同的还有，74LS247，7CD4511 等。
2.3 D/A转换电路（数模转换器）的设计
2.3.1 DAC0832 工作原理介绍
数模转换电路，采用两块 DAC0832 集成块，它是一个 8 位数/模转换电路，这里只使用高 4 位数字量输入端。由于 DAC0832 不包含运算放大器，所以需要外接一个运算放大器相配，才构成完整的 D/A转换器，低位 DAC 输出模拟量经 9：1 分流器分流后与高位 DAC 输出模拟量相加后送入运放，具体实现，由 900Ω和 100Ω的电阻相并联分流实现，运放将其转换成与数字端输入的数值成正比的模拟输出电压，运放采用具有调零的低噪声高速优质运放 NE5534。具体封装图如下图 4 所示。
DAC0832 芯片主要功能引脚的名称和作用
如下：
d7~d0：8 位二进制数据输入端；
ILE：输入锁存允许，高电平有效；
CS：片选信号，低电平有效；
WR1，WR2：写选通信号，低电平有效；
XFER：转移控制信号，低电平有效；
Rf：内接反馈电阻，Rf=15KΩ；
IOUT1，IOUT2：输出端，其中 IOUT1 和运放
反相输入相连，IOUT2 和运
放同相输入端相连并接地端；
Vcc：电源电压，Vcc 的范围为+5V~+15V；
Vref：参考电压，范围在-10V~+10V;
GND：接地端。
当 ILE=1,CS=0,WR=0，输入数据 d7~d0 存入 8 位输入寄存器中，当 WR2=0，XFER=0 时，输入寄存器中所存内容进入 8 位 DAC 寄存器并进行 D/A转换。
当 DAC0832 外接运放 A构成 D/A转换电路时，电路输出量 V0 和输入 d7~d0 的关系式为
2.3.2 DAC0832 芯片的特点
DAC0832 最具特色是输入为双缓冲结构，数字信号在进入 D/A转换前，需经过两个独立控制的8 位锁存器传送。其优点是 D/A转换的同时，DAC 寄存器中保留现有的数据，而在输入寄存器中可送入新的数据。系统中多个 D/A转换器内容可用一公共的选通信号选通输出。
由于 DAC0832 输出级没有加集成运放，所以需外加 NE5534 相配适用。NE5534 封装如下图 5所示。
IN-为反相输入端,IN+为同相输入端；
OUT 为输出端；
Balance 为平衡输入端,主要作用是,使内部
电路的差动放大电路处于平衡状态；
COMp/Bal的作用为,通过调节外接电阻,以
达到改善放大器的性能和输出电压;
VCC-和 Vcc+为正负电源供；
2.4 调整输出的设计
调整输出级采用运放作射极跟随器，使调整管的输出电压精确地与 D/A转换器输出电压保持一致。调整管采用大功率达林顿管，确保电路的输出电流值达到设计要求。数控电源各部分工作所需的15V和5V电源由固定集成稳压器 7815、7915、和 7805 提供，调整管所需输入电压，经简单整流，滤波即可得到，但要求能提供 5A的电流。
输出电压的调整，主要是运用射极输出器发射极上所接的 4.7K电阻来完成的，此反馈电阻的主要作用是，把输出电压反馈到 NE5534 的输入级的反向输入端，当同相输入 IN+和反向输入端IN-有差别是，调整输出电压使之趋于稳定，从而达到调整输出电压的目的。
2.5 电路调试
调节步骤如下：
2.5.1 输入数字 00000000，短接 Re1、Re、Rf 调运放调零电位器 Rw，用数字万用表检测，使输出电压 V o=01mV。
2.5.2 输入数字 10011001，调整 Re1、Re2、Rf 使输出电压 V o 达到预定的满量程 9.9V。
2.5.3 主要技术指标
本文所设计数控直流电源的电压输出范围为 0~9.9V，步进电压值为 0.1V，输出纹波电压不大于10mv，输出电流为 5A。
2.6 改进措施
本电源输出电压大小尚受限制，在需要较高输出电压时，在不改变调节精度（即步进电压值）前提下，只要增加计数器的级联数和相应 D/A转换器的个数，扩大数显指示范围，配合选用高电压输出运放，就能轻易地满足要求。当需要正负对称输出电压时，只要另增一组电源，对 D/A转换器及调整输出电路稍作改动即可达到目的
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