电子设计综合创新实践题目.docx

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1、物电学院电子设计综合创新实践题目设计题目1:光控计数器一、任务与要求设计一个采用光线的通断来统计进入试验室人数的电路。详细要求如下：1、基本要求1）设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时（无 论是进入或走出房间）。都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路。要求 依据光控电路产生触发脉冲的先后挨次，推断人员是进入还是离开试验室，当有人 进入试验室时令计数器进行加计数，当有人离开试验室时进行减计数。2）要求计数器的最大计数容量为99,并用数码管显示数字。2、发挥局部1）有手动复位清零功能。2）要求计数器每计一个数，发光二极管指示灯闪耀一次（或蜂鸣器响一次）。二、设

2、计方案光控计数器框图声音掌握“路灯”点亮，延时熄灭等。二、设计方案安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启。并对 开启次数和开启时间进行统计。试验时要用两个台灯，其中无调光功能的模拟路灯，另一个 有调光功能的模拟环境。路灯掌握器框图设计题目9：数字频率计的设计一、任务与要求设计一个数字频率计电路。详细要求如下：1、基本局部1）被测信号的频率范围为1HzlOOKHz,分成两个频段，即1Hz999Hz, 1lOOKHz。2）具有自检功能，即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度。3）用3为数码管显示测量数据，测量误差小于10%o2、发挥局部1）用发光二极管表示单位，当绿灯亮

3、时表示Hz,红灯亮时表示KHz。2）具有超量程报警功能，在超出当前量程挡的测量范围时，发出灯光和音响信号。3）测量误差小于5%。二、设计方案数字频率计用于测量正弦信号、矩形信号等波形的频率，其概念是单位时间里的脉冲个 数，假如用一个定时时间T掌握一个闸门电路，时间T内闸门翻开，让被测信号通过而进N入计数译码，可得到被测信号的频率fx=一，假设T=1秒，那么fx=N。T正弦波数字频率计原理框图设计题目10：数字电压表的设计一、任务与要求设计一个数字电压表电路。详细要求如下：1、基本局部1）三位数码管显示，具有手动调零、手动换挡功能。2）兼有测量电流和电阻的功能。2、发挥局部1）具有自动调零、自动

4、换挡功能。2）其精度接近商品化数字表。二、方案设计要求设计一个3,位的数字电压表，3,位是指个位、十位、百位的范围为0-9,而千 22位只有0和1两个状态，称为半位。所以3数字电压表测量范围为00011999。数字电压2表主要局部是A/D转换器，假设选用集成芯片MC14433作为A/D转换，其显示方法通常采纳 动态扫描（工作时四个数码管轮番点亮，采用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫 描频率过低时显示的数码会有闪耀感）方式，采纳这种方式较为省电，但需要字形译码驱动 电路和字位驱动电路。2接驱动LED数码管，而不需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。其内部设有参考电压、 独立模拟开关、规律掌

5、握、显示驱动、自动调零功能等。制作时，数字显示用的数码管为共 阳型。无论采纳哪种A/D转换芯片，其可调电阻最好选用多圈电阻，分压电阻选用误差较 小的金属膜电阻，其它器件选用正品。设计题目11:出租车计费器的设计一、任务与要求设计一个出租车计费器电路。详细要求如下：1、基本局部1）设计制作自动计费器，包括行车里程计费、等车时间和起步价三局部，用三位数 码管显示，最大金额为99.9元。2）行车单价、等车单价、起步价可分别由拨码开关或拨码盘预置。2、发挥局部1）在车辆启动和停止时有音响提示。2）行车里程可由玩具电机和光电（或磁铁和干簧管）转换器进行模拟。二、方案设计汽车在行驶时，里程传感器将里程数转

6、换成与之成正比的脉冲个数，然后由计数译码电 路变成收费金额。里程传感器由磁铁和干簧管组成，磁铁置于变速器涡轮上，每行驶100 米，磁铁与干簧管重合一次，即输出一个脉冲信号，那么10个脉冲/公里（设为P3）。里程单价（设2.1元/公里）可由两位（B2=2、B1=1） BCD拨码开关设置，经比例乘法器（如J 690） 后将里程计费变换成脉冲数Pi=P3（1B2+0,1B） 由于P3=10,那么Pi为21个脉冲，即脉冲 当量为0.1元/脉冲。同理，等车计费也可以转换成脉冲当量，这需要由脉冲发生器产生10 个脉冲/10分钟（设为PQ，假如等车单价为0.6元/10分钟（置B4=0、B3=6）,经比例乘

7、法器后将等车计费变换成脉冲数P2 = P4（OB4+O.1B3）。由于P4=10,那么P2为6个脉冲，即得 到相同的脉冲当量为0元/脉冲。同理，起步价（设5元）也可以转换成脉冲数单价 S小。=9 =上=50个脉冲）或者将Po作为计数器的预置信号（框图所示）。最终行车费 白里 01用转换成脉冲总数P=Po+Pl + P2,其结果用译码显示器显示。里程单价起步价起步价显示器脉冲电路等车时间行车里程等车单价脉冲数求和出租车计费器框图设计题目12：洗衣机掌握器的设计一、任务与要求设计一个洗衣机掌握电路。详细要求如下:1、基本局部1）设电机用Ji、J2两个继电器掌握，参考驱动电路已有所示。洗涤时间在20

8、分钟内由用户自行设定。由用户自行设定。Z Z2JlJ2电机0 0不动不动停止0 1不动动作停止1 0动作不动反转1 1动作动作正转2）用两位数码管显示洗涤的预置时间（以分钟为单位），按倒计时方式对洗涤过程作 计时显示，直到时间到而停机。3）当定时时间到达终点时，一方面使电机停机，同时发出音响信号提示用户留意。2、发挥局部1）电机驱动电路采纳无触点的双向可控硅，电流和耐压不低于1A/400V。2）增加洗涤轻柔模式：定时到停机定时启动f正,10秒一暂停5秒f反转10秒一暂停5秒定时未到二、方案设计定时到停机洗涤常规模式为:定时启动一正芦20秒一暂停10秒一反转20秒一暂停10秒定时未到洗涤时间显示

9、秒脉冲秒脉冲60进制 计数器时数 涤计 洗间器乙T-掌握门电机驱 动电路电机序列发生器一_设计题,13：预置压力信号峰值检测器的设计一、任务与要求设计一个压力信号峰值检测器。布外gPI苴夫叫小洗衣机掌握器框图1、基本局部1）测量结果用4位数字显示，显示范围为00001999Kg。2）传感器输出在试验时用。5mV的信号源模拟传感器。3）要求检测仪能稳定的保持输入信号的峰值。2、发挥局部1）自制压力（或拉力）传感器二、方案设计方案1是采用被测模拟量作为掌握门的掌握信号，使计数器对标准脉冲进行计数，计数 器的当前值与被测信号的峰值对应，当刈义时，比拟器输出高电平使与门翻开，时钟信号 进入计数器计数；

10、当vsuj寸，比拟器输出低电平使与门关闭，计数器停止计数。可见只要 当前计数器保持的数字量不是最大值，计数器就会连续计数，直到计数器保持的状态与V/的最大值相等为止，由此实现信号峰值检测。传感器信号峰值检测器方案1框图方案2中的采样保持掌握电路是一个比拟器，当V+V-时V。=1,掌握采样保持器处 于采样状态，同时掌握数字锁存掌握电路向ADC发出锁存信号。当V+ S3进行编码，可以得到状态转换表。选择触 发器，由状态表求得代码为(1101)的检测电路。01QinQonQin+,Qon+,YQin+1Qon+1Y0 00 0 00 1 00 10 0 01 0 01 01 1 01 0 01 10

11、 0 00 1 1设计题目16：数字温度计的设计一、任务与要求设计一个数字温度计。详细要求如下：1）自制稳压电源2）被测温度范围。2。0。仁3）直接用3,数字电压表显示温度值，可直接读出07999%：。也可以用4位数码管 2显示温度值。二、方案设计温度是非电量模拟信号，数字显示温度就必需将这一非电量信号转换成电量（电压或电 流），然后将模拟电信号经ADC转换成数字信号，最终经译码显示器显示温度值。温度传感器 精密放大器 A/D转换器 一译码显示电路数字温度计框图温度传感元件较多，如热敏电阻、热电偶、温敏二极管、温敏三极管等。比方温敏三极 管在温度发生变化时be结的温度系数为-2mV广C,采用这

12、个特性可以测出环境温度的变化。 但由于在（TC时温敏三极管be结存在的电压%不等于零，因此需要设计一个调零电路，使 温敏三极管在时的输出为零，使显示器的读数也为零。当环境温度提升到10（TC时， 温敏三极管be结的电压增加到-200mV,这时应使电路的输出显示读数为100。一般只需要 调好（TC和满度，输出读数与温度就能对应。设计题目17：数字式电容测量仪的设计一、任务与要求设计一个数字式电容测量仪。详细要求如下：1、基本局部1）自制稳压电源。2）被测电容的容量在0.01 UF至100 UF范围内3）设计两个的测量量程。4）用3为数码管显示测量结果，测量误差小于20%o2、发挥局部1）至少设计

13、两个以上的测量量程，使被测电容的容量扩大到100PF至100UF范围内。2）测量误差小于10%o二、方案设计框图中的外接电容是定时电路中的一局部。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对 应的时间也有所不同，即C=f（t）,而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获设计题目2：数控直流电源一、任务与要求设计输出电压可调的数控电源。设计框图如下:详细要求如下：1、基本要求1）输出电压：范围。9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV。2）输出电流最大值500mA。3）输出电压值由数码管显示。4）由“ +两键分别掌握输出电压步进增减。2、发挥局部1）输出电压可预制在。9.9V之间的任意一个值

14、；扩展输出电压种类（比方三角波）。 二、设计方案数控直流源框图得。外接电容电容测量仪原理框图设计题目18：水温掌握系统一、任务与要求设计一个水温掌握系统。详细要求如下：1）测量和掌握温度，室温8（rc （实时掌握）。2）掌握精度1 C。3）掌握通道输出为双向晶闸管或者继电器，一组转换接点为市电220V/10A o 二、方案设计电路由温度传感器、K一C变换、温度设置、数字显示和输出功率级等局部组成。温度传感器的作用是把温度信号转换成电流或者电压信号，K一C变换器将肯定温度K转换成摄氏温度C。信号经过放大和刻度定标（0.1V/C）后由三位半数字电压表直接显示温度值，并同时送入比拟器与预定设定的固定

15、电压（对应掌握温度点）进行比拟，由比拟器输设计题目3：多种波形发生器的设计一、任务与要求设计并制作能产生方波、三角波、正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。详细设 计要求如下：1）输出波形工作频率范围为0.02HZ-20KHZ,并且输出波形的频率连续可调。2）正弦波幅值10V,失真度小于1.5%。3） 方波幅值10V。4）三角波峰峰值20,输出波形幅值连续可调。5）设计电路所需要的直流电源。6）用分立元件和运放设计的波形发生器要求先用Pspice或EWB进行电路仿真分析， 仿真结果正确后，再进行安装调试。二、方案设计波形发生器电路可采纳不同电路形式和元器件来实现。详细电路可以采纳运算放大器和

16、分立元件构成；也可以采纳专用集成芯片设计。（-）采纳运算放大器和分立元件构成用运算放大器设计波形发生器电路的关键局部十振荡器，而设计振荡器电路的关键是选 择器件、确立振荡器电路的形式，以及确定元件参数值等，下面电路供参考。1 .用正弦波振荡器实现多种波形发生器正弦波输出方波输出2 .用多谐振荡器实现多种波形发生器方波输出三角波输出（二）用单片函数发生器5G8038组成多功能信号发生器参考单片函数发生器5G8038的应用。（三）用ispPAC器件实现设计题目4：过电压、欠电压和过电流保护电路的设计一、任务与要求设计一个过电压、欠电压和过电流保护电路，详细要求如下：1）负载工作电压为直流5V,当电

17、源电压波动超过5%时，保护电路起作用而切断电 源；当电源电压恢复到正常范围时，能自动接通电源；2）负载额定电流为100mA,当电流大120mA时，保护电路起作用而切断电源；3）电路具有音响报警功能，过电压、欠电压、过电流时，分别发出不同的报警声音,4）具有数字显示电压、电流的功能。二、方案设计保护电路结构框图设计题目5：交通灯掌握器的设计一、任务与要求设计一个十字路口的红、绿、黄三色的信号交通灯掌握电路，详细要求如下：1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯 主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯; 支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行； 黄灯亮那么给行驶中的车辆有时

18、间停靠到禁行线之外。2）由于主干道车辆比拟多而支干道车辆比拟少，所以主干道的绿灯时间较长。当主 干道允许通行亮绿灯时，支干道的红灯亮。而支干道允许通行亮绿灯时丁主干道 亮红灯，两者交替重复。主干道每次放行50s,支干道每次放行30s。在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5s的黄灯作为过渡，以使行 驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。3）能实现正常的、即时显示功能 用试验箱上的四个七段数码管作为倒计时显示 器。分别显示东西、南北方向的红灯、绿灯、黄灯的时间4）能实现特别状态的功能显示 设S为特别功能状态的传感器信号，当S=1时， 进入特别状态。当S=0时，退出特别状态。按S后，能实现特别

19、状态功能： 1.显示器闪耀3 .计数器停止计数并保持原来的数据.东西、南北路口均显示红灯状态4 .特别状态结束后，能连续对时间进行计数5）能实现掌握器总计清零功能 按下R后，系统实现总清零，计数器由初始状态开 头计数，对应状态的指示灯亮。二、方案设计东西方向显示器南北方向显示器设计题目6：步进电机掌握器的设计一、任务与要求设计一个步进电机掌握器。详细要求如下：1、基本要求1）自制稳压电源。2）掌握器能够驱动步进电机以三相三拍方式（步距3。）正向运转。3）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 停止运转。4）绕组驱动电流不低于0.1安培。5）要求性能牢靠、操作简

20、便。2、发挥局部1）步进电机还可以按三相六拍方式（步距1.5。）工作。2）步进电机还可以反向运转。绕组驱动电流能够到达0.2安培。3）由于步进电机价格比拟昂贵，掌握器的负载可以用低阻值的电阻代替，通过电阻 的电流应符合要求，示波器观看脉冲序列应符号要求。二、设计说明：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，每次转动的角度称为步距。依据三相绕组所 加脉冲方式不同而产生不同的步距，其中三相三拍方式步距为3 ,三相六拍方式为1.5。 依据不同的信号频率形成不同的转速。由三相脉冲加入的不同相序形成正转或反转。三相步进电结

21、构示意图（A、B、C开关接通由脉冲掌握）步进电机几个工作方式和对应的脉冲序列：三相三拍正转（步距3。）三相三拍反转（步距3。）A LJA B BC C三相浦睡d骤:5）i-AtAB-Bf BC?金之静才CAA BC三相六拍反转（步距工.5。）.A - AB - B - BC - C - CA -ABC三、设计方案步进电机掌握器方框图设计题目7：电子密码锁的设计一、任务与要求设计一个电子密码锁电路，要求电子器件设计制作密码锁的掌握电路，使之在输入正 确的代码时，输出信号以启动执行机构动作，并且用红、绿LED指示关锁、开锁状态。详 细要求如下：1）自制稳压电源。2）密码锁掌握器中存储一个4位代码，

22、当开锁按扭开关（可设置6至8位，其中只 有4位有效，其余2至4位为虚设）的输入代码等于存储代码时启动开锁掌握电 路，并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。3）从第一个按扭触动后的5秒内假设未能将锁翻开，那么电路自动复位并由扬声器发出 持续10至20秒的报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。4）要求性能牢靠、操作简便。5）扩展局部：密码锁掌握器中存储的4位密码可以修改。开锁信号可以推动机械执 行构件（例如：采用继电器使电磁铁吸合拉动物件）产生动作。二、设计方案输入按扭开关组输入按扭开关组5秒定时 电路20秒定 时电路声光指示电路密码存 储电路机械动作构件电子密码锁掌握器框图设计题目8：路灯掌握

23、器的设计一、任务与要求设计一个路灯掌握器。详细要求如下：1）自制稳压电源。2）该掌握器具有环境亮度检测和掌握功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关） 灯，为了演示便利，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时 相当于暗环境（亮环境），此时另一个受控台灯（模拟路灯）将被点亮（熄灭）， 以此实现光控功能。3）能自动纪录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）。4）能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。5）扩展局部：设计一个环境亮度指示器用以检测环境亮度，在现场演示时，当调光 或者转变光电传感器和光源之间的距离时，环境亮度指示器的输出电压应有不同 的反响。“路灯”点亮（熄灭）能受环境亮度指示器的掌握（如：开关有“较暗” 和“很暗”两挡，当位于“很暗”挡时（完全遮住光电传感器），“路灯”将被点 亮；当位于“较暗”挡时（局部遮住光电传感器），“路灯”将被点亮。其它，如: