電子技術(shù)課程設(shè)計講義

1、第一部分：電子技術(shù)課程設(shè)計概述在學(xué)習(xí)完全部的基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課后，較廣泛地應(yīng)用所學(xué)過的知識進行一次比課程設(shè)計更具綜合性的練習(xí)，學(xué)習(xí)小系統(tǒng)電路設(shè)計的方法，初步鍛煉小系統(tǒng)電路設(shè)計的能力，了解、學(xué)習(xí)研發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的基本步驟與工作內(nèi)容，同時進一步鍛煉科技論文寫作的能力，為畢業(yè)設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。電子電路設(shè)計的一般方法與步驟包括：u 總體方案的設(shè)計與選擇u 單元電路的選擇與設(shè)計u 單元電路間的連接方法u 繪制總體電路草圖u 關(guān)鍵電路實驗u 最后繪制正式的總體電路圖1、電子技術(shù)課程設(shè)計的實現(xiàn)手段這些題目都可在Multisim軟件平臺上設(shè)計、仿真和實現(xiàn)。也可在面包板上設(shè)計實現(xiàn)，但材料的使用量和消耗量很大，

2、成本很高。2、電子技術(shù)課程設(shè)計的三個階段（1）設(shè)計與計算學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進行總體方案的設(shè)計，通過論證與選擇，確定總體方案；然后對方案中單元電路進行選擇和設(shè)計計算；最后畫出總體電路圖。（2）安裝與調(diào)試預(yù)設(shè)計經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后，學(xué)生即可向?qū)嶒炇翌I(lǐng)取所需元器件等材料，在面包板上組裝、調(diào)試電路，使之達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。在Multisim軟件平臺上學(xué)生可直接設(shè)計、仿真和實現(xiàn)，直至達(dá)到設(shè)計要求。（3）撰寫設(shè)計總結(jié)報告設(shè)計總結(jié)報告是學(xué)生對課程設(shè)計全過程的系統(tǒng)總結(jié)。3、電子技術(shù)課程設(shè)計總結(jié)報告的編寫格式 （1）課題名稱、時間、班級、姓名、指導(dǎo)人； （2）設(shè)計任務(wù)和要求；（3）方案選擇與論證；

3、（4）方案的原理框圖，總體電路圖、布線圖以及它們的說明；單元電路設(shè)計與計算說明；元器件選擇和電路參數(shù)計算的說明等；（5）電路調(diào)試。對調(diào)試中出現(xiàn)的問題進行分析，并說明解決的措施；測試、記錄、整理與結(jié)果分析；（6）收獲體會、存在問題和進一步的改進意見等。4、電子技術(shù)課程設(shè)計的成績評定（1）設(shè)計方案的正確性與合理性；（2）實驗動手能力(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力等)；（3）總結(jié)報告；（4）答辯情況(課題的論述和回答問題的情況)；（5）設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神。綜合評定課程設(shè)計總成績：優(yōu)、良、中、及格和不及格。第二部分 電子技術(shù)課程設(shè)計參考課題課題一 多路溫度巡回檢測系統(tǒng)一

4、、課程設(shè)計的目的1、掌握溫度檢測電路設(shè)計2、進行信號放大、處理電路設(shè)計3、進行顯示電路、穩(wěn)壓電路設(shè)計與調(diào)試二、課程設(shè)計的內(nèi)容及基本要求1、設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一個能夠巡回檢測多點溫度的電路，具有定點顯示和巡回顯示回路號和相同回路溫度值功能，并且具有溫度超限報警功能。2、 基本要求（1）溫度檢測點8個；（2）溫度檢測范圍：-1080；（3）檢測誤差0.1；（4）采用LED數(shù)碼顯示，顯示位數(shù)3位；（5）能自動巡回檢測各點，每點觀察時間至少5秒，并且可調(diào)；（6）能人工控制通道轉(zhuǎn)換和顯示通道號及相應(yīng)溫度值；（7）具有超限報警功能（80，-10）和報警顯示功能；三、課程設(shè)計步驟 1、根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，收集查閱相

5、關(guān)技術(shù)文獻； 2、設(shè)計方案的論證與比較； 3、確定總體設(shè)計方案，畫出總體電路原理框圖； 4、單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算； 5、選擇元器件； 6、繪出總體設(shè)計電路原理圖；7、組裝調(diào)試，根據(jù)調(diào)試中出現(xiàn)的問題，修改或完善設(shè)計方案； 8、改進電路或更換元器件，做進一步調(diào)試； 9、根據(jù)實驗結(jié)果，畫出詳細(xì)的總體設(shè)計電路原理圖； 10、編寫完整的課程設(shè)計說明書。課題二 函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計與制作一、設(shè)計目的1、掌握信號發(fā)生器的設(shè)計方法和測試技術(shù)。2、了解單片函數(shù)發(fā)生器IC8038的工作原理和應(yīng)用。3、學(xué)會安裝和調(diào)試分立元件與集成電路組成的多級電子電路小系統(tǒng)。二、設(shè)計技術(shù)指標(biāo)與要求1、設(shè)計要求基本要求：A、電路能

6、輸出正弦波、方波和三角波等三種波形；B、輸出信號的頻率要求可調(diào)；C、擬定測試方案和設(shè)計步驟；D、根據(jù)性能指標(biāo)，計算元件參數(shù)，選好元件，設(shè)計電路并畫出電路圖；E、在面包板上或萬能板上安裝電路；F、測量輸出信號的幅度和頻率；H、寫出設(shè)計性性報告。擴展要求：輸出信號的幅度和頻率要求連續(xù)可調(diào)，幅度范圍為0-5V，頻率范圍100Hz-10KHz。2、技術(shù)指標(biāo)頻率范圍：100Hz-1KHz，1Kz-10KHz；輸出電壓：方波VP-P24V，三角波VP-P=6V，正弦波VP-P=1V；方波tr小于1uS。三、設(shè)計提示方案提示：1、設(shè)計方案可先產(chǎn)生正弦波，然后通過整形電路將正弦波變成方波，再由積分電路將方波變

7、成三角波；也可先產(chǎn)生三角波-方波，再將三角波變成正弦波。如下框圖所示。2、用單片集成芯片IC8038實現(xiàn)，但這種方案要求幅度和頻率都可調(diào)，可采用數(shù)字電位器加程控放大器實現(xiàn)。3、用單片機和A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)，編寫相應(yīng)的程序即可實現(xiàn)。設(shè)計用儀器：示波器1臺，晶體管毫伏表，萬用表1塊，低頻信號發(fā)生器，實驗面包板或萬能板。設(shè)計用主要器件：雙運放uA747（或7412一只）、差分管3DG100四個；IC8038、數(shù)字電位器一個；89C51、D/A0832一塊。電阻電容若干。課題三 多功能數(shù)字鐘電路的設(shè)計與制作一、實驗?zāi)康?、掌握數(shù)字鐘的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。2、熟悉集成電路的使用方法。二、設(shè)計要求以數(shù)字形

8、式顯示時、分、秒。小時計時采用12進制的計時方式，分、秒采用60進制的計時方式。具有快速校準(zhǔn)時、分的功能。計時誤差：10s/天三、簡述原理數(shù)字電子鐘由基準(zhǔn)頻率源、分頻器、計數(shù)器、譯碼顯示驅(qū)動器、數(shù)字顯示器和校準(zhǔn)電路等六部分組成。設(shè)計方框圖如圖3.1。時顯示器分顯示器秒顯示器時譯碼器時計數(shù)器分譯碼器時譯碼器時計數(shù)器秒譯碼器分計數(shù)器秒計數(shù)器校時電路振蕩器分頻器圖3.1 數(shù)字鐘設(shè)計方框圖基準(zhǔn)頻率源是數(shù)字電子鐘的核心，它產(chǎn)生一個矩形波時間基準(zhǔn)源信號，其穩(wěn)定性和頻率精確度決定了計時的準(zhǔn)確度，振蕩頻率愈高，計時精度也就愈高。分頻器采用計數(shù)器實現(xiàn)，以得到1s（即頻率為1Hz）的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。在計數(shù)器電路中，對

9、秒、分計數(shù)器采用六十進制的計數(shù)器，對時計數(shù)器采用十二進制計數(shù)器。譯碼器采用BCD碼-七段顯示譯碼驅(qū)動器。顯示器采用LED七段數(shù)碼管。校準(zhǔn)電路可采用按鍵及門電路組成。課題四 交通信號燈控制系統(tǒng)一、課程設(shè)計目的 1、掌握綜合應(yīng)用理論知識和中規(guī)模集成電路設(shè)計方法 2、掌握調(diào)試及電路主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個十字路口交通燈信號控制器，要求如下：（1） 十字路口設(shè)有紅、黃、綠、左拐指示燈；有數(shù)字顯示通行時間，以秒單位作減法計數(shù)。（2） 主、支干道交替通行，主干道每次綠燈亮40S，左拐指示燈15S；支干道每次綠燈亮20S，左拐指示燈亮10S。（3） 每次綠燈變左拐時，黃燈先亮5S（此時另一

10、干道上的紅燈不變），每次左拐指示變紅燈時，黃燈先亮5S（此時另一干道上的紅燈不變）。（4） 當(dāng)主、支干道任意干道出現(xiàn)特殊情況時，進入特殊運行狀態(tài)，兩干道上所有車輛都禁止通行，紅燈全亮，時鐘停止工作。（5） 要求主、支干道通行時間及黃燈亮的時間均可在099S內(nèi)任意設(shè)定。三、設(shè)計提示及參考電路 某交通燈控制系統(tǒng)的組成框圖如圖4.1所示。狀態(tài)控制器主要用于紀(jì)錄十字路口交通燈的工作狀態(tài)，通過狀態(tài)譯碼器分別點亮相應(yīng)狀態(tài)的信號燈。秒信號發(fā)生器產(chǎn)生整個定時系統(tǒng)的時基脈沖，通過減法計數(shù)器對秒脈沖減計數(shù)，達(dá)到控制每一種工作狀態(tài)的持續(xù)時間。減法計數(shù)器的回零脈沖使?fàn)顟B(tài)控制器完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換，同時狀態(tài)譯碼器根據(jù)系統(tǒng)下一個

11、工作狀態(tài)決定計數(shù)器下一次減計數(shù)的初始值。減法計數(shù)器的狀態(tài)由BCD譯碼器譯碼、數(shù)碼管顯示。在黃燈亮期間，狀態(tài)譯碼器將秒脈沖引入紅燈控制電路，使紅燈閃爍。譯碼、顯示主干道信號燈支干道信號燈減法計數(shù)器狀態(tài)譯碼器紅燈閃爍控制置數(shù)控制狀態(tài)控制器秒脈沖發(fā)生器圖4.1 交通燈控制系統(tǒng)的組成框圖課題五 電子秒表一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)數(shù)字電路中基本RS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時鐘發(fā)生器及計數(shù)、譯碼顯示等單元電路的綜合應(yīng)用。2、學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。二、實驗任務(wù)用中小規(guī)模集成電路設(shè)計一個電子秒表，基本要求如下：1能顯示兩位數(shù)10進制數(shù)，其計數(shù)范圍0099。2具有清零、預(yù)置數(shù)、停止等功能。三、實驗原理圖5.1為電子秒

12、表的電原理圖。按功能分成四個單元電路進行分析。1、基本RS觸發(fā)器圖5.1中單元I為用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。屬低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接置位、復(fù)位的功能。它的一路輸出作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出Q作為與非門5的輸入控制信號。課題六 轉(zhuǎn)速測量顯示邏輯電路設(shè)計一、簡述轉(zhuǎn)速的測量，在工業(yè)控制領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到。例如，工廠里測量電機每分鐘的轉(zhuǎn)速，自行車?yán)锍虦y速計，心率計，以及汽車時速的測量等都屬于這一范疇。要準(zhǔn)確地測量轉(zhuǎn)軸每分鐘的轉(zhuǎn)速，可采用圖6.1所示的數(shù)字控制系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)軸上固定一個地方涂上一圈黑帶，并留出一塊白色標(biāo)記。當(dāng)白色標(biāo)記出現(xiàn)時，光電管能感受到輸入的光信號，并產(chǎn)生

13、脈沖電信號。這樣，每轉(zhuǎn)一周就產(chǎn)生一個脈沖信號。用計數(shù)器累計所產(chǎn)生的脈沖數(shù)，并且使計數(shù)器每分鐘作一次清零，這樣就可記下每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。在每次周期性的清零前一時刻，將計數(shù)器記下的數(shù)值傳送到寄存器存貯，寄存器中寄存的數(shù)在以后的一分鐘內(nèi)始終保持不變，并進行顯示，這就是欲測的轉(zhuǎn)速。 圖6.1 轉(zhuǎn)速測量控制系統(tǒng)二、設(shè)計任務(wù)和要求設(shè)計轉(zhuǎn)速測量顯示邏輯控制線路，具體要求如下：1.測速顯示范圍為09999轉(zhuǎn)/分。2.單位時間選為一分鐘，且有數(shù)字顯示。3.轉(zhuǎn)速顯示是前一分鐘轉(zhuǎn)速測量的結(jié)果，或者數(shù)字連續(xù)顯示計數(shù)過程，并將每分鐘最后時刻的數(shù)字保持顯示一個給定時間，例如5秒或10秒，而后再重復(fù)前述過程。三、可選用器材1.

14、XK系列數(shù)字電子技術(shù)實驗系統(tǒng)2.直流穩(wěn)壓電源3.光電傳感裝置4.集成電路：74LS112、74LS123、74LS160、74LS175、74LS248、74LS290及門電路5.顯示器：LC5011-11、CL002、CL1026.電阻、電容課題七 數(shù)字頻率計的設(shè)計與制作一、簡述在進行模擬、數(shù)字電路的設(shè)計、安裝和調(diào)試過程中，經(jīng)常要用到數(shù)字頻率計。數(shù)字頻率計實際上就是一個脈沖計數(shù)器，即在單位時間里（如1秒）所統(tǒng)計的脈沖個數(shù)，如圖7.1計數(shù)時序波形圖所示。頻率數(shù)即為在1秒內(nèi)通過與門的脈沖個數(shù)。 （a）門控計數(shù) （b）門控序列圖7.1 頻率計計數(shù)時序波形圖通常頻率計是由輸入整形電路、時鐘振蕩器、分頻器、量程選擇開關(guān)、計數(shù)器、顯示器等組成。如圖7.2所示。