电子技术课程设计doc-商丘师范学院物理与信息工程系17706.docx

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1、电子技术课程设计 电子技术课程设计是电气、电子、机电及其相关专业教学中的一个重要组成部分。通过电子技术课程设计的训练，可以全面调动学生的主观能动性，融会贯通其所学的“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“电子技术实验”等课程的基本原理和基本分析方法，进一步把书本知识与工程实际需要结合起来，实现知识向技能的转化，以便毕业生走上工作岗位能较快地适应社会的要求。一、课程设计的基本方法和步骤 通常，电电路设计的最最终任务是制制造出成品电电路板或整机机。而电子技技术课程设计计的任务可以以分成两种：一种是纯理理论设计，即即仅要求设计计出电路图纸纸和写出设计计报告；另一一种是不仅要要求设计出电电路图纸和写写出

2、设计报告告，还要求做做出试验产品品。一般说来来，设计者接接受某项设计计任务后，其其设计步骤大大致分为五个个环节。1课题分析 根据课课题设计要求求和技术指标标，结合已掌掌握的基本理理论，查阅文文献资料，收收集同类电路路图作为参考考，并分析同同类电路的性性能；然后考考虑这些参考考电路中哪些些元器件需要要改动或替换换，哪些参数数需要另外计计算才能达到到设计要求等等，从总体上上把握设计方方案，从而对对课题的可行行性作出准确确判断。2方案论证 根据系系统的总体要要求，把电路路划分成若干干功能块，从从而得到系统统框图。每个个框图里边可可以是一个或或几个基本单单元电路，并并将总体指标标分配给每个个单元电路，

3、然然后根据各单单元电路所要要完成的任务务来决定电路路的总体结构构。 为完成成系统的总体体要求，由系系统框图到单单元电路的具具体结构是多多种多样的，经经过较为详细细的方案比较较和论证，以以技术上的可可行性、使用用上的安全可可靠性和较高高的性价比为为主要依据，最最后选定方案案。3方案实现 尽量选选用市场上可可以提供的中中、大规模集集成电路芯片片和各种分立立元件等电子子器件，并通通过应用性设设计来实现各各功能单元的的要求以及各各功能单元之之间的协调关关系。本步骤的要点是是： 熟悉目前数数字或模拟集集成电路等电电子器件的分分类、特点，从从而合理选择择所需要的电电子器件。要要求工作可靠靠、价格低廉廉。

4、对所选功能能器件进行应应用性设计时时，要根据所所用器件的技技术参数和应应完成的任务务，正确估算算外围电路的的参数；对于于数字集成电电路要正确处处理各功能输输入端。 要保证各功功能器件协调调一致地工作作。对于模拟拟系统，按照照需要采用不不同辊合方式式把它们连接接起来6对于于数字系统，协协调工作主要要通过控制器器来完成。4安装调试（纯纯理论设计者者不包括该环环节） 首先将所设计计的电子系统统在实验板或或逻辑电路实实验箱上进行行安装与调试试，其目的是是使所设计的的电路达到任任务书中的各各项要求。 安装与调试过过程应按照先先局部后整机机的原则，根根据信号的流流向逐个单元元进行；使各各功能单元都都要达到

5、各自自技术指标的的要求，然后后把它们连接接起来进行统统调和系统测测试。调试包包括调整与测测试两部分：调整主要是是调节电路中中可变元器件件或更换元器器件(部分电电路的更改也也是有的)，使使之达到性能能的改善；测测试是采用电电子仪器测量量电路相关节节点的数据或或波形，以便便准确判断设设计电路的性性能。调试步步骤大致如下下： (1)通电观观察 在电路与电源源连线检查无无误后，方可可接通电源。电电源接通后，不不要急于测量量数据和观察察结果，而要要先检查有无无异常，包括括有无打火冒冒烟，是否闻闻到异常气味味，用手摸模模元器件是否否发烫，电源源是否有短路路现象等。如如发现异常，应应立即关断电电源，等排除除

6、故障后方可可重新通电。然然后测量电路路总电源电压压及各元器件件引脚的电压压，以保证各各元器件正常常工作。 (2)分块调调试 分块调试是把把电路按功能能不同分成不不同部分，把把每个部分看看作一个模块块进行调试；在分块调试试过程中逐渐渐扩大范围，最最后实现整机机调试。 分块调试顺序序一般按信号号流向进行，这这样可把前面面调试过的输输出信号作为为后一级的输输入信号，为为最后联调创创造有利条件件。 分块调试包括括静态调试和和动态调试。静静态调试是指指在无外加信信号的条件下下测试电路各各点的电位并并加以调整，以以达到设计值值。如模拟电电路的静态工工作点，数字字电路的各输输入端和输出出端的高、低低电乎值和

7、逻逻辑关系等。通通过静态测试试可及时发现现已损坏和处处于临界状态态的元器件。静静态调试的目目的是保证电电路在动态情情况下正常工工作，并达到到设计指标。动动态调试可以以利用自身的的信号，检查查功能块的各各种动态指标标是否满足设设计要求，包包括信号幅值值、波形形状状、相位关系系、频率、放放大倍数等。对对于信号电路路一般只看动动态指标。 测试完毕后，要要把静态和动动态测试结果果与设计指标标加以比较，经经深入分析后后对电路参数数进行调整，使使之达标。(3)整机联调调 在分块调试的的过程中，因因是逐步扩大大调试范围的的，实际上已已完成某些局局部电路问的的联调工作。在在联调前，先先要做好各功功能块之间接接

8、口电路的调调试工作，再再把全部电路路连通，然后后进行整机联联调。整机联调就是检检测整机动态态指标，把各各种测量仪器器及系统本身身显示部分提提供的信息与与设计指标逐逐一对比，找找出问题，然然后进一步修修改、调整电电路的参数，直直至完全符合合设计要求为为止。在有微微机系统的电电路中，先进进行硬件和软软件调试，最最后通过软件件、硬件联调调实现目的。 调试过程中，要要始终借助仪仪器观察，而而不能凭感觉觉和印象。使使用示波器时时，最好把示示波器信号输输入方式置于于“DC”挡挡，它是直流流锅合方式，可可同时观察被被测信号的交交直流成分。被被测信号的频频率应在示波波器能稳定显显示的范围内内。如频率太太低，观

9、察不不到稳定波形形时，应改变变电路参数后后再测量。例例如，观察只只有几赫兹的的低频信号时时，通过改变变电路参数，使使频率提高到到几百赫兹以以上，就能在在示波器中观观察到稳定信信号并可记录录各点的波形形形状及相互互问的相位关关系。测量完完毕，再恢复复到原来的参参数，继续测测试其他指标标。完成安装调试，达达到设计任务务的各项技术术指标后，一一定要撰写课课题设计报告告，以便验收收和评审。课程设计报告的的内容如下：（1）课题名称称（2）设计任务务及要求（3）电路设计计其内容包括以下下几个部分：确定方案。对对于考虑的方方案，经过比比较后，选择择最佳方案；单元电路的设设计和元器件件的选择；画出完整的电电路

10、图和必要要的波形图，并并说明工作原原理；计算出各元器器件的主要参参数，并标在在电路图中恰恰当的位置；（4）设计体会会（5）参考文献献二、电子技术课课程设计报告告要求课程设计文字不不少于5000字（44页以上），AA4页面。课程设计报告各各部分要求如如下：1封面不带页眉、页码码直接套套用参考格式式（在参考格格式上更改）。2正文带有页眉、页码码。各部分参考如下下：课题名称（小二二号黑体字、居居中）1 设计任务与与要求（四号号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）2 设计原理（四四号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）2.1 XXXX（小四号黑黑体字、居左左顶格）XXXXXX（五五

11、号宋体）2.1.1 XXX（五五号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）2.3 XXXX（小四号黑黑体字、居左左顶格）XXXXXX（五五号宋体）2.3.2 XXX（五五号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）3 电路设计（四四号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）3.1 XXXX（小四号黑黑体字、居左左顶格）XXXXXX（五五号宋体）3.1.1 XXX（五五号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）3.3 XXXX（小四号黑黑体字、居左左顶格）XXXXXX（五五号宋体）3.3.3 XXX（五五号黑体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）4 设计体会（四四号黑

12、体字、居居左顶格）XXXXXX（五五号宋体）写出设计计过程中的收收获与体会参考资料（四号号黑体字、居居左顶格，无无序号）参考文献应以期期刊为主，数数量不少于110篇（格式式参见参考格格式）。3有关说明（1）设计报告告中汉字为黑黑体或宋体（按按照要求进行行），英文字字母及数字为为Timess New Romann字体。（2）英文缩写写第一次出现现时要有英文文解释，如下下列文字处第第一次出现的的STM：“扫描隧道显微微镜STM（SScanniing Tuunneliing Miicrosccope）是是”。（3）公式按照照(1)、(2)、(33)标出序序号，公式居居中，序号右右对齐。（4）图形居中

13、中，要清晰标标准，按照图图1、图2、图图3标出序序号（同时带带有图注），而而图序号及图图注位于图下下居中。（5）表格采用用三线表，居居中，并按照照表1、表22、表3标标出序号（同同时带有表注注），表序号号及表注位置置在表上居中中；（6）上交方式式下学期报到时（22月27、228日）将课课程设计的电电子稿及一份份A4打印稿稿交辅导员。三、电子技术课课程设计参考考范例20XX届本科科电子技术课程程设计8路智力竞赛抢抢答器的设计计姓 名： A A A 系 别： 物理与信信息工程系 专 业： 电子信信息工程 学 号： * 指导教师： XXXX 20YY年A月月物理与信息工程程系课程设计计评审表学生姓名

14、专业年级学号设计题目评价内容评价指标评分权值评定成绩业务水平有扎实的基础理理论知识和专专业知识；能能正确设计实实验方案（或或正确建立数数学模型、机机械结构方案案）；独立进进行实验工作作；能运用所所学知识和技技能去发现与与解决实际问问题；能正确确处理实验数数据；能对课课题进行理论论分析，得出出有价值的结结论40论文（设计说明明书、图纸）质质量综述简练完整，有有见解；立论论正确，论述述充分，结论论严谨合理；实验正确，分分析处理科学学；文字通顺顺，技术用语语准确，符号号统一，编号号齐全，书写写工整规范，图图表完备、整整洁、正确；论文结果有有应用价值；图纸绘制符符合国家标准准，质量符合合要求；计算算及

15、测试结果果准确；工作作中有创新意意识；对前人人工作有改进进或突破，或或有独特见解解40工作量、工作态度按期完成规定的的任务，工作作量饱满，难难度较大；工工作努力，遵遵守纪律；工工作作风严谨谨务实20合计100指导教师评语8路智力竞赛抢抢答器的设计计1 设计任务与与要求1.1 基本功功能设计一个智力力竞赛抢答器器，可同时供供8名选手或或8个代表队队参加比赛，其其编号分别是是0、1、22、3、4、55、6、7，各各用一个抢答答按钮，按钮钮的编号与选选手的编号相相对应，分别别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。给节目主持人人设置一个控控制开关，用用来控制系统统的清零（编编号显示数码码管

16、灭灯）和和抢答的开始始。抢答器具有数数据锁存和显显示功能。抢抢答开始，若若有选手按动动抢答按钮，编编号立即锁存存，并在LEED数码管上上显示选手的的编号，同时时扬声器发出出音响提示 此外要封封锁输人电路路，禁止其他他选手抢答，并并将优先抢答答选手的编号号直保持到到主持人将系系统清零为止止。1.2 扩展功功能 抢答器具有有定时抢答，且且一次抢答的的时间长度可可以由主斤主主持人（如30 s）。当当节目主持人人启动“开始始”键后，要要求定时器立立即减计时，并并用显示器显显示，同时扬扬声器发出短短暂的音响，音音响持续时间间为0.5 s左右右。 参赛选手在在设定的时间间内抢答，抢抢答有效；有有效抢答结束

17、束定时器停止止工作显示示器上显示选选手的编号和和抢答时刻的的时间，并保保持到主持人人将系统清零零为止。 如果定时抢抢答的时间已已到，却没有有选手抢答，本本次抢答无效效，系统短暂暂报警，并封封锁输入电路路，禁止选手手超时后做无无效抢答，时时间显示器上上显示00。2 设计原理定时抢答器的总总体框图如图图1所示，它由由主体电路和和扩展电路两两部分组成。主主体电路完成成基本的抢答答功能，即开开始抢答后，当当选手按动抢抢答键时，能能显示选手的的编号，同时时能封锁输入入电路，禁止止其他选手抢抢答；扩展电电路完成定时时抢答的功能能。图1 定时器总总体框图图1所示的定时时抢答器的工工作过程是：接通电源时时，节

18、目主持持人将开关置置于“清除”位位置，抢答器器处于禁止工工作状态，编编号显示器灭灭灯，定时显显示器显示设设定的时间；当节目主持持人宣布抢答答题目后，说一声“抢抢答开始”，同同时将控制开开关拨到“开开始”位置，扬扬声器发出音音响提示，抢抢答器处于工工作状态，定定时器倒计时时开始。当定定时时间到，却没有选手手抢答时，系统报警，并并封锁输入电电路，禁止选选手在超时后后抢答。当选选手在定时时时间内按动抢抢答键时，抢答器要完完成以下四项项工作： 优先编码电电路立即分辨辨出抢答者的的编号，并由由锁存器进行行锁存，然后后由译码电路路显示编号； 扬声器发出出短暂音响，提提醒节目主持持人注意。 控制电路要要对输

19、人编码码电路进行封封锁，避免其其他选手再次次进行抢答。 控制电路要要使定时器停停止工作，时时间显示器上上显示剩余抢抢答时间并并保持到主持持人将系统清清零为止。当当选手将问题题回答完毕，主持人操作控制开关关使系统回回复到禁止工工作状态，以以便进行下轮抢答。3 电踣设计3.1 抢答电电路 抢答电路的功功能有两个：是能分辨辨选手按键的的先后，并锁锁存优先抢答答者的编号，供供译码显示电电路用；二是是要使其他选选手的按键操操作无效。选选用优先编码码器74LSS148和RRS锁存器774LS279可可以完成上述述功能，其电电路组成如图图2所示。图2 抢答器电电路其工作原理是：当主持人的的控制开关处处于“清

20、除”位位置时，RSS触发器的端端为低电平，输输出端（4Q1Q）全部为为低电平，于于是74LSS48的0，显示器灭灯灯；74LSS48的选通通输入端0， 74LSS48处于工工作状态，此此时锁存电路路不工作。当当主持人将开开关拨到“开开始”位置时时，优先编码码电路和锁存存电路同时处处于工作状态态，即抢答器器处于等待工工作状态，等等待输入端、 、输人信号号。当有选手手将键按下时时（如按下SS5，74LSS148的输输出000，0，经RS锁锁存器后，CCTR1，BB1，744LS279处处于工作状态态； 4Q3Q2Q1101，经774LS48译码码，显示器显显示“5”。此外，CCTR1，使使74LS

21、1148的端为为高电平774LSl448处于禁止止工作状态，封封锁了其他按按键的输人。当当选手按下的的键松开后，774LS1448的为高电平；但由于CTTR维持高电电平不变，所所以，74LLS148仍仍处于禁止工工作状态，其其他按键的输输入信号不会会被接收。这这就保证了抢抢答者的优先先性以及抢答答电路的准确确性。当优先先抢答者回答答完问题后，由由主持人操作作控制开关SS，使抢答电电路复位，以以便进行下一一轮抢答。3.2 定时电电路 节目主持人人根据抢答题题的难易程度度，设定一次次抢答的时间间长度，通过过预置时间电电路对计数器器进行预置。现现选用十进制制同步加减减计数器744LS1922进行设计

22、，计计数器的时钟钟脉冲由秒脉脉冲电路提供供，具体电路路如图3所示。电路路工作原理请请同学们根据数数字电路课程程所学内容自自行分析。图3 可预置时时间的定时电电路3.3 报警电电路 由555定定时器和三极极管构成的报报警电路如图图4所示。其中555定时时器构成多谐谐振荡器，振振荡频率为其输出信号经三三极管推动扬扬声器。PRR为控制信号号，当PR为为高电平时，多多谐振荡器工工作；反之，电电路停振。图4 报警电路路3.4 时序控控制电路 时序控制电路路是抢答器设设计的关键。它要完成以以下三项功能能：主持人将控制制开关拨到“开开始”位置时时，扬声器发发声，抢答电电路和定时电电路进人正常常工作状态。当参

23、赛选手按按动抢答键时时，扬声器发声，抢答电电路和定时电电路停止工作作。 当设定的抢抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 根据上面的功功能要求以及及图2和图3，设计的时时序控制电路路如图5所示。（a）抢答定时时电路的时序序控制电路 （b）报报警电路的时时序控制电路路图5 时序控制制电路图中，门G1的的作用是控制制时钟信号CCP的放行与与禁止，门GG2的作用是控控制74LSS148的输输人使能端。图图2-15（a）的的工作原理是是：主持人将将控制开关从从“清除”位位置拨到“开始”位置置时来自于于图2-12中的的74LS2279的输出出CTR00，经G3反相，Al，则

24、从5555输出瑞瑞来的时钟信信号CP能够加到到74LS1992的CPDD时钟输人端端，定时电路路进行递减计计时；同时，在定时时间间未到时，来自图2-113中74LS1192的借位位输出端1，门G2的输出0，使74LSS148处于于正常工作状状态，从而实实现功能的的要求。当选选手在定时时时间内按动抢抢答键时，CCTR1，经经G3反相，A0，封锁CCP信号，定定时器处于保保持工作状态态；同时，门门G2的输出1，74LS148处处于禁止工作作状态，从而而实现功能的要求。当定时时间间到时，来自自74LS1192的0，1，74LS1148处于禁禁止工作状态态，禁止选手进进行抢答。同同时，门G11处于关门

25、状状态，封锁CCP信号，使使定时电路保保持00状态态不变，从而而实现功能的要求。774LS1221用于控制制报警电路及及发声的时间间。3.5 整机电电路经过以上各单元元电路的设计计，便得到定定时抢答器的的整机电路，如如图6所示。图 6 定时器器的主体逻辑辑电路图4 设计体会设计过程中参考资料1 崔本亮亮,张雷.八位竞赛抢抢答器电子系系统电路分析析与设计JJ.现代电子技技术,20009,32(20):1198-1999.2 韩满林林.用触摸屏和和PLC实现现四人抢答器器的控制设计计J.电子子工程师,2007,33(122):77-80.3 赵玉珠珠.测量仪表与与自动化MM.山东东营:石油大学出出版社,1997.