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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,电子技术课程设计,讲课教师：薛亚茹 姜珊,Tel:[phone](o),13621283604（薛亚茹）,13241417990（姜珊）,办公室：地质楼420室,1/53,课程安排,上课时间：11年12月26日12年1月6日,（节假日除外）,地点：3-503机房（上机）,3-501试验室（调试电路）,考勤时间：早晨8:0011:30,下午1:303:30,2/53,IC Technology Revolution,Invention of the Transistor,1947:first point contact transistor at Bell Labs,3/53,The First Integrated Circuit,1966:ECL 3-Input gate at Motorola,4/53,High Performance Processors,:Intel Pentium Microprocessor,42 M transistors,1.5 GHz operation,CMOS,Low power,5/53,20世纪末，电子技术取得了飞速发展。当代电子产品几乎渗透了社会各个领域，有力地推进了社会生产力发展和社会信息化程度提升。,电子技术进步表现在大规模集成电路加工技术，即半导体工艺技术发展上。,表征半导体工艺水平线宽已经到达65nm，即将到来45nm以及未来32nm等。,专用集成电路ASIC,单片电子系统SoC,6/53,当代电子设计技术关键是EDA（Electronic Design Automation）技术，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功效实现。,FPGA（Field Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logia device）应用是EDA技术最经典诠释。,VHDL或Verilog HDL 硬件描述语言,Altera企业提供EDA集成开发环境QuartusII,设计输入-综合-适配-时序仿真与功效仿真-编程下载-硬件测试,7/53,课程介绍,以学生实践为主，指导教师辅导方式：由学生独立完成方案设计、仿真、电路原理图绘制、印刷电路板（PCB）制作和设计汇报撰写等一系列任务。含有较强综合性，能够大大提升利用所学理论知识处理实际问题能力；,主要包括到知识：,电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等,8/53,电子课程设计方法,本课程设计是,电路级,设计。,数字电路：,功效划分-画出真值表-用卡诺图逻辑化简-写布尔表示式-画出逻辑线路图-选择元器件设计电路板-仿真调试-实际电路调试,模拟电路：,方案论证，确定总体电路原理方框图-单元电路设计，元器件选择-电路仿真调试-安装调试及测量结果,采取传统电子系统设计方法：,9/53,电子电路普通设计过程,设计方案提出；,方案验证；,修改；,实现。,有时甚至需要经历屡次重复。,10/53,电子课程设计使用仿真软件,Multisim；,Protel 99SE；,提供16000多个高品质元器件模拟库，能够实现电路级仿真。,是Protel家族中当前最稳定版本，功效强大。实现电路设计与制版。,11/53,电子课程设计普通过程,选题 系统设计 在Multisim,（或Protel）下仿真 应用Protel绘制,电路原理图、制作PCB图,(实际电路调试)撰写设计汇报,12/53,课程设计要求,课程设计包含,数字电子技术,和,模拟电子技术,两方面题目，每组同学（3人）选做一个题目，按,电子技术课程设计指导书 要求完成设计任务，并撰写详细课程设计总结汇报。,指导教师将依据学生各个步骤完成情况给出评定成绩。,说明：元器件需统一购置,13/53,成绩评定：,（1）设计方案正确性与合理性：10分（2）原理图仿真及PCB制板：20分（3）实际动手能力（安装、调试中分析处理问题能力等）：30分（4）课设总结汇报：20分,（5）答辩情况：20分,14/53,汇报要求：,1、,每人需独立完成一份课设汇报书。,每个同学都要侧重完成某一部分内容,（如：原理图设计与multisim仿真、protel原理图设计与PCB板图、实际电路调试），最终要在汇报中表达（如：附上自己对课设体会收获。）,15/53,2、设计汇报书写格式,选题介绍和设计系统实现功效,系统设计结构框图及原理,采取芯片介绍,设计完整电路以及仿真结果,Protel绘制电路原理图,制作PCB电路板图,实际电路调试结果分析,课程设计过程心得体会（做了哪些工作、学到了什么东西、碰到难题及处理方法等）,16/53,题目一 波形发生器,要求设计一个正弦波-方波-三角波发生器。,设计内容：,设计原理电路图，分析工作原理，计算元件参数。,1、频率范围：100Hz 1KHz；,2、频率控制方式：经过改变RC时间常数；,3、输出电压：正弦波V,P-P,5V；方波V,P-P,4V；三角波V,P-P,3V；,4、波形特征：方波上升时间小于2,s；三角波非线性失真小于2%；正弦波谐波失真小于5%。要求统计试验结果，分析波形精度。,17/53,题目二 温度监测与控制电路*,要求利用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器、继电器等设计温度监测与控制电路。,设计内容：,检测电路中用热敏电阻Rt作为测温元件。电路能实时监控温度，当温度超出设定值（如60,2C),时，能自动停顿加热，不然将开始加热。含有自动指示“加热”与“停顿”功效。(不设计加热电路),用单片机控制A/D转换和温度显示。*,18/53,题目三 直流稳压电源设计（仿真）,要求设计一个能输出正负5V直流稳压电源。,设计内容：,（1）设计一个能输出正负5V直流稳压电源。输入电压为交流220V，最大输出电流为I,L,=500mA，稳压系数Sr5%，电网电压波动正负10%。,（2）测量直流稳压电源稳压系数；,（3）测量直流稳压电源内阻；,19/53,设计提醒：,设计电路框图如图所表示，稳压电路使用集成电路7805和7905稳压器。,20/53,测量稳压系数，在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%输出Vo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=VoV,I,/V,I,V,O,。,测量内阻，在输入交流为220V，分别测得负载电流为0时Vo及负载电流为最大值时I,L,，则r,o,=V,O,/I,L,。,21/53,题目四 电机转速测量显示器,利用开关式霍尔传感器作为转速测量传感器测量电机转速，并用数码显示器显示出转速值。,设计内容：,1、使用开关式霍尔传感器测量转速；,2、用555定时器组成秒脉冲发生器；,3、用三位数码显示器显示转速；,4、测量误差为,1转。,5、手动清零、手动测量。,22/53,题目五 电子秤*,设计要求：,本课程设计电子秤，利用金属箔式应变传感器组成全桥测量电路，经过精密差动运算放大器放大测量信号。由51单片机控制 A/D转换器把模拟信号转变成数字信号，然后把数字信号输送到显示电路中去显示出测量结果。,传感器,精密差放,ADC0809 A/D转换器,8031,8155,LED,显示器,23/53,设计主要内容：,利用金属箔式应变传感器组成全桥测量电路；常态时应变片阻值为350,，电桥电源为4V;,2.设计精密差动运算放大器，放大倍数为24。,3.分析电路输出电压和标准重量线性关系，建立详细数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）,。,4.由51单片机控制A/D转换电路和LED显示电路，将转换成数字信号测量结果显示出来。,24/53,题目六 数字脉冲周期测量仪（仿真）,可测量脉冲周期范围为1-99ms，手动控制测量，用数码显示器显示所测脉冲信号周期,25/53,题目七 可预置定时显示报警系统（仿真）,要求设计一个可预置定时时间定时显示报警电路。定时时间可被任意设置，定时时间一到，电路报警。,设计内容：,1、设计一个可任意预置定时时间（如用拨码开关来预置时间，范围：1秒99秒）显示报警系统。系统能手动清零。,2、要求电路从预置时间开始倒计时，倒计时至0秒时，电路发出报警。报警声连续1S。,3、要求显示计时时间。,26/53,系统框图：,27/53,要求设计一个简易数字频率计，其信号是给定比较稳定脉冲信号。,题目八 简易数字频率计设计,设计内容：,1、测量信号：方波、正弦波、三角波；2、测量频率范围:1Hz9999Hz;3、显示方式：4位十进制数显示;4、时基电路由 由555组成多谐振荡器产生（当标按时间精度要求较高时，应经过晶体振荡器分频取得）;5、当被测信号频率超出测量范围时，报警。,28/53,题目九 4人智力竞赛抢答器,设计内容：,1、4名选手。各有一个抢答按钮。,2、给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答开始。,3、抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，在编号显示器上显示该选手编号，同时扬声器给出音响提醒。同时禁止其它选手抢答。优先抢答选手编号一直保持到主持人将系统清零为止。,4、抢答器含有定时（9秒）抢答功效。当主持人按下开始按钮后，要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响连续0.5秒。,5、参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效。,6、假如定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，此次抢答无效。系统扬声器报警（音响连续0.5秒）。,29/53,题目十 汽车尾灯控制电路设计（仿真）,要求设计一个汽车尾灯控制电路。汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）。,设计内容：,1、,能手动测试尾灯好坏:当接通检验键时,汽车全部尾灯点亮。,2、汽车正常运行时，6个指示灯全灭。,3、汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循环次序依次点亮。,4、汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循环次序依次点亮。,5、汽车刹车时，全部指示灯同时闪烁。,30/53,要求设计一个用于篮球竞赛48秒计时器。计时时间一到，电路报警。,设计要求：,1、设计一个48秒计时器显示报警系统。要求电路开启后开始倒计时，计时间隔为1s，倒计时至0秒时，电路报警。报警声连续3S。,2、设置外部操作开关，用来控制计时器直接清零、,开启和暂停/连续功效。3、要求二位7段显示秒。计时时间到，显示器不能灭灯。,4、由555定时器组成多谐振荡器产生周期为1s脉冲信号，作为计数器时钟脉冲。,题目十一 篮球竞赛48秒计时器（仿真）,31/53,要求设计一个铁路和公路交叉路口交通控制器。该交叉路口平面位置示意图以下列图所表示：A、B是两个栏杆，P1、P2处设置两个压敏传感器，用于检测是否有火车经过路口。（P1、P2点相距较远，一列火车不会同时压在两个压敏元件上）。当有火车经过交叉路口时，栏杆放下，禁止车辆和行人通行，当火车经过交叉路口后，栏杆抬起，路口放行。,题目十二,交通控制器（仿真）,32/53,设计内容：,1、当火车由东向西或由西向东经过P1与P2段，且当火车任何部分位于P1与P2之间时，栏杆A、B应同时放下，不然A、B同时抬起。2、路口设置红、绿两色交通灯指示灯。在栏杆A、B放下时，路口红色交通灯亮，绿色交通灯灭；当栏杆A、B抬起时，路口绿色交通灯亮，红色交通灯灭。3、在栏杆A、B刚抬起或刚放下时，鸣响警铃，要求铃声连续15秒。同时用数码显示器显示倒计时时间。,33/53,题目十三 数字式电容测量仪,要求设计一个数字电容测试仪。,外接电容是定时电路中一部分。当外接电容容量不一样时，与定时电路所对应时间也有所不一样，即,C,=,f,(,t,)。多谐振荡器向计数器提供计数脉冲。在定时时间内进行计数，即时间与脉冲数目成正比。脉冲数目能够经过计数、译码取得。待测电容容量大小由数码管进行数字显示。,34/53,设计要求：,1、设计一个能测量电容范围在0.01,F100,F之间电容测试仪。2、用3个数码管显示。3、测量精度要求10%（准确值以万用表测量值为准）,35/53,题目十四 步进电机控制器设计（仿真）,要求设计一个步进电机脉冲分配控制器。,步进电机主要由转子和定子组成，定子上绕制了A、B、C三相线圈。当三相定子绕组轮番接通驱动脉冲时，产生磁场吸引转子转动，每次转动角度称为步距。依据三相绕组所加脉冲方式不一样而产生不一样步距，其中三相三拍方式步距为3，三相六拍方式为1.5。依据不一样信号频率形成不一样转速。由三相脉冲加入不一样相序形成正转或反转。,36/53,步进电机几个工作方式和对应脉冲序列：,37/53,设计要求和技术指标：,1、设计能实现三相三拍和三相六拍两种控制步进电机控制器，要求能使步进电机实现正转和反转。,2、步进电机运行步数能够预置，每转一步自动减1，直到减到零，此时步进电机应能停顿运转。,3、设计时钟脉冲电路，时钟脉冲频率范围为：101000Hz，连续调整。,步进电机控制系统示意图,38/53,30秒倒计时电路,4人抢答器,39/53,惯用74系列芯片性能介绍 基本与或非逻辑电路元件,7400：四个双输入与非门,芯片常要求义：,DIP封装：引脚序号按逆时针方向从1-14，其中第七脚为接地引脚，第十四脚为电源引脚。,40/53,41/53,42/53,惯用74系列芯片译码器,7段译码驱动,43/53,惯用74系列芯片计数器,44/53,惯用74系列芯片计数器,十进制同时加/减,二进制同时加/减,45/53,555定时器（时基电路）是一个用途广泛模拟数字混合集成电路。1972年由西格尼蒂克斯企业（Signetics）研制；设计新奇、构思奇巧，备受电子专业设计人员和电子兴趣者青睐；它能够组成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器和压控振荡器等各种应用电路。,555定时器:,46/53,经典双列直插式封装,47/53,显示器接口设计,为了方便人们观察和监视电路系统运行情况，通常需要用一个显示器作为电路系统输出设备，用来显示电路系统输入键值、中间信息以及运算结果。,在电路应用系统中，惯用显示器主要有LED（Light Emitting Diode）和LCD（液晶显示器）。,48/53,LED显示器结构与原理,LED显示器由8个发光二极管组成，经过不一样组合，能够用来显示0-9、A-F以及小数点等字符。有共阴和共阳两种。,49/53,要显示某字型应使此字型对应字段点亮，实际就是送一个用不一样电平组合代表数据到数码管。这种装入数码管中显示字型数据称字型码；以共阳数码管为例说明：,比如，显示“7”：a/b/c三字段应点亮，对应字型码为1111000B。,通常显示代码存放在程序存放器固定区域中，组成显示代码表。,50/53,7448、7449及COMS4511用于译码驱动共阴LED；,7446、7447用于译码驱动共阳LED。,若LED七段显示器电源为5V，限流电阻可用330，输出电流将限制在10mA左右。,51/53,惯用下载硬件芯片资料网站,www.谷歌.com,*下载,Data Sheet(.pdf),52/53,53/53,