多功能火工品点火装置设计+电路图和PCB图(5)
2.3.3 外触发设计
为了对点火情况进行分析，需要在倒计时结束时对外部设备发出触发信号以使其进行采样。倒计时结束后时间继电器发出一个上升沿信号给D触发器输入端，待一段时间使D触发器清零端工作，这样D触发器就输出了一个脉冲信号，可以作为外触发信号。
2.3.4 保护装置设计
计时阶段，可以按急停按钮随时进行急停。急停按钮恢复后，在按点火按钮进行点火。双路启动开关设计成防抖动开关；在功率继电器的两端反向加上一个二极管，再加上一个大电容作为保护，消除外触发信号的干扰。
2.3.5 恒流源设计
恒流源可由场效应管，反馈电路，放大电路组成。场效应管工作可以分为四个区：可变电阻区、恒流区（放大区）、击穿区、夹断区。在恒流区漏源电流为恒定值，其大小由栅源电压控制，因此只要让管子工作在恒流区，就能实现恒流，并且改变栅源电压就能改变恒流的大小。反馈电路用于保证输出电流稳定，放大电路对电流进行放大以实现大电流输出。
恒流源框图如图2.4所示：
图2.4恒流源框图
2.4 本章小结
本章对整个点火装置进行了整体的设计，将所要设计的点火装置分为电阻测量电路，继电器控制电路，外触发电路，保护装置，恒流源这五个部分，并且画出了装置运行的流程图。
本章还分别对所要设计的各个部分进行了分析，提出了设计方案，为下章的各部分的具体分析打下了基础。
3 点火控制器具体设计
3.1 电阻测量电路
3.1.1 主控部分
采用ICL7071高性能低功耗三位半A/D转换器对点火回路的电阻进行测量。ICL7071是目前广泛应用于数字测量系统的一种3位A/D转换器。它采用的是双积分原理完成A/D转换，全部转换电路用CMOS大规模集成电路技术设计，具有功耗低、精度高、功能完整、使用简单等特点，是一种集三位半A/D转换器、段驱动器、位驱动器于一体的大规模专用集成电路，能够直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动电路和限流电阻[21]。
图3.1 ICL7107引脚图
ICL7107采用DIP-40封装，管脚排列如图3.1所示，其各主要引脚的功能如下:
V+、V-：分别为电源的正、负端。
COMMON：模拟信号的公共端，简称“模拟地”，使用时通常将该端与输入信号的负端、基准电压的负端短接。
TEST：测试端，此端有两个功能，一是做“测试指示”，将它与V+短接后，LED显示器显示全部笔画l888，据此可确定显示器有无笔段残缺现象；第二个功能是作为数字地供外部驱动器使用，构成小数点、标志符显示电路。
Al-G1、A2一G2、A3一G3：分别为个位、十位、百位驱动端，依次接LED显示器的个、十、百位的相应笔段。
be4：千位(即最高位，也称1/2位)笔段驱动端，接千位LED的b、e段。
POL：负极性指示驱动端，接千位LED的g段。
GND：数字地，与37脚(TEST)经过内部500 的电阻接通。
OSC1-OSC3为时钟振荡器引出端，外接阻容元件可构成两极反向式阻容振荡器。
本文设计的主控部分的电路图如图3.2所示。该芯片1脚接正5V，26脚接负5V供电，38、39、40脚接阻容元件构成两极反向式阻容振荡器，30脚与31脚接100K电阻的输出端作为测量电阻的两端。
3.2 主控部分的电路图
3.1.2 显示部分
ICL7107驱动显示LED选择0.39寸的共阳数码管（如图3.3所示），5V供电共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。将ICL7071的A1-G1，A2-G2，A3-G3与数码管相应引脚相连，而数码管的阳极与+5V相连。 图3.3 数码管引脚图