一种多功能调节器的设计与应用

    0　引言

    在家用电器以及其它控制系统中,经常需要一种装置来产生一系列变化的数字量,并由此来控制相应的参数从小到大或从大到小的连续变化。例如,在这种装置的后面加上简单的D/A转换器便可以产生连续变化的模拟电压,用来对电视机的亮度,对比度和音量以及收录机的音调等进行电子控制。同样,若后面加上其他控制电路,也可以对该电路的参数实现数字控制。这对家用电器以及其他控制系统中的某些参量的调节与自动控制无疑是很有用的。因此,我们可称其为“多功能调节器”。

    1　电路设计及其原理

    本调节器的电路设计重点是其核心电路———基本计数单元,如图1所示。它是由一块可预置的双时钟同步可逆二进制计数器74LS193及相应的门电路构成的。74LS193是完成可逆计数的重要部件,而门电路是辅助电路,它为可逆计数器提供初始条件(开机时的状态)和上、下限(即参数达到最大或最小值时计数应停止)。74LS193的5脚和4脚是加计数和减计数的脉冲输入端,当一个负脉冲来临时,计数器就相应地加上或减去一个数。15、1、10和9脚是预置数据端,可以把所希望的初始条件加在这些数据端上,当11脚置数端出现低电平时,数据端上的预置数据便会出现在输出端3、2、6和7脚上。14脚为清零端,当加高电平时,输出端上的输出皆为“0”电平。12和13脚为进位和借位输出端,当计数器运行至最大或最小值时,它们的输出分别作为进位或借位的负脉冲。下面介绍一下预置电路的工作原理,把需预置的“1”电平通过一个电阻接于正电源上,把需预置的“0”电平接在图1中C点,由于IC2.1的输入端接有电容C,因此,当电源刚接通的瞬间A点电位不能升高而为“0”电平,IC1和12脚即D点进位输出为高电平,为了更方便地了解IC2的各部分的电平变化情况,现列表如表1。

    可见,开机瞬间C点和F点均为“0”电平,即加在计数器置数端11脚上的电平为“0”电平,被预置的数据就被传递到输出端上了。而开机后C点和F点变为“1”电平,此时加在置数据端上的亦为“1”电平。到此,预置功能便告完成。图1中所示预置的数据为0011。当计数达到最大值1111时,IC1的12脚变为低电平,即D点为“0”电平,F点又变为“0”电平,这时,数据端上的数据又被传递到输出端上去,但此时预置数据端上的电平皆为“1”电平。因此,输出端将保持1111状态,即有了上限。IC1的13脚借位输出通过由门电路的IC3构成的反相器加至清零端上,使输出端保持0000状态,也即有了下限。可见,此电路设计的十分巧妙。