多功能视力保护器CAD课程设计论文.doc

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1、 2016 2017 学年 第 2 学期 电子线路CAD实训 课 程 设 计 报 告题 目： 多功能视力保护器 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子信息工程2班 姓 名： 指导教师： 第1页一、任 务 书课题名称多功能视力保护器指导教师（职称）（副教授） 执行时间2016 2017 学年第 2 学期 第 14 周设计目的1. 培养学生团队合作精神2. 通过查阅手册和有关文献资料培养独立分析和解决实际问题的能力。3. 通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4. 掌握protel dxp原理图的设计方法，掌握PCB板图的设计。5. 综合应

2、用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。6. 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。设计要求1. 设计硬件电路的protel原理图，确定各电路模块的主要参数。2. 按照要求绘制protel PCB板图。3. 校验实验报告。4. 制作出70mm90mm的电路板，单双面布线，线宽为20mil，安全距离为10mil，布局合理，符合电气规则。第2页摘 要 目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。调查显示学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”的危害性，有41.6%视力低下的学生并未采取正确的矫正措施，又缺专业机构的治疗。 因此我们进行了多功能视力保护

3、器的研究设计。通过创造健康的读写环境和科学方式，避免因长期读写（包括看书、写字、用电脑、看电视等）而导致的近视、驼背、脊柱侧弯、斜视、颈椎病等疾病的发生和发展，用非医药的手段，防范和解除因不良的写作习惯给人们带来的伤害。 本设计主要实现测距报警、测光报警以及定时报警功能。利用超声波发射接收器、NE555、光敏电阻等元件组合成电路，来实现上述功能。通过超声波接收头对接收的超声波信号进行调制输出，所采用的是纯硬件电路，且分别对超声波接收与发射、NE555及光敏电阻的特性及各个功能进行分析，通过这些元件的组合来实现设计所需的报警功能。该视力保护器实用、方便、功耗低、易于维护，并且具有保护使用者视力、

4、预防近视的功能。关键词：视力保护器；多功能；超声波；光敏电阻。目 录摘 要1第一章 引言21.1 选题的背景21.2 视力保护器的现状3第二章 设计的目的及要求31.1 设计的目的31.2设计的要求4第三章 电路设计分析53.1电路原理框图53.2电路设计原理图5第四章 电路总设计64.1自制元件Bell64.2电路原理图7参考文献9总 结10三、指导记录（包括合作讨论情况）11第一章 引言1.1 选题的背景 学生近视在我国已成为一个日益严重的社会问题，国家有关部门对许多职业均有明确的视力要求，而一旦近视，花再多的钱医治也不可能恢复原有的视力。专家认为造成学生近视的最主要原因是读写姿势不正确。

5、国家教委规定：学生在读写时，应在一定亮度下，眼睛离读物一尺，身离书桌一拳。 目前，青少年视力低下，已成为国内外共同关心的公共卫生问题。调查显示学生及家长缺乏视力保健最基本的科普知识，不懂得“近视与盲只差一步”的危害性，有41.6%视力低下的学生并未采取正确的矫正措施，又缺专业机构的治疗。 因此我们进行了多功能视力保护器的研究设计。通过创造健康的读写环境和科学方式，避免因长期读写（包括看书、写字、用电脑、看电视等）而导致的近视、驼背、脊柱侧弯、斜视、颈椎病等疾病的发生和发展，用非医药的手段，防范和解除因不良的写作习惯给人们带来的伤害。1.2 视力保护器的现状 现在国内外已经有许多电子公司都有自己

6、公司生产的视力保护器。国内这方面的研究现状为：在国内生产的视力保护器，又称坐视宝，它能有效的对使用者的坐姿不当进行语音提示。还有国内一些厂家生产的坐姿矫正器，可以纠正看书，写字的不良坐姿。总体来看，国内生产的视力保护器功能特点比较单一，与人们的个性化需求尚有很大的差距，故不能很好的满足广大使用者的需求。国外也致力于对保护视力的研究，但是他们更侧重于对近视原因的研究。美国德克萨斯大学西南医药学中心何于光表示，吃鱼和新鲜蔬菜能够保护视力，降低发生近视的概率，他们认为通过合理的饮食营养搭配，以及正确的学习习惯，对视力的保护能起到事半功倍的作用。研究表明，市场上真正的多功能视力保护器几乎没有，现有的产

7、品只是侧重视力保护的方面，功能比较单一，不能从多个角度保护使用者的视力。第二章 设计的目的及要求1.1 设计的目的a.培养学生团队合作精神b.通过查阅手册和有关文献资料培养独立分析和解决实际问题的能力。c.通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。d.掌握protel dxp原理图的设计方法，掌握PCB板图的设计。e.综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。f.培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。1.2设计的要求a.设计硬件电路的protel原理图，确定各电路模块的主要参数。b.按照要求绘制protel PCB板图。c.校验

8、实验报告。d.制作出70mm90mm的电路板，单双面布线，线宽为20mil，安全距离为10mil，布局合理，符合电气规则。第三章 电路设计分析3.1电路原理框图 视力保护器由测光电路、显示电路、报警电路、定时电路4个部分组成，如图1所示 图 1 电路原理框图3.2电路设计原理图图 2电路设计原理图本电路主要包含：该电路包括3个振荡器：（即超声波发射振荡器、报警声振荡器和定时用振荡器）、一个超声波接收放大器、一个光控电路和各功能的控制与指示灯电路。第四章 电路总设计4.1自制元件Bell4.2电路原理图4.3制作符合要求的PCB板4.4将电路原理图导入PCB板，得到PCB图参考文献1、齐跃峰.

9、电子线路CAD. 西安电子科技大学出版社, 20082、潘永雄.电子线路CAD实用教程（第三版）.西安电子科技大学出版社,20073、及力. Protel 99 SE原理图与PCB设计教程.电子工业出版社,20044、曾峰.印刷电路板（PCB）设计与制作.电子工业出版社，20035、关健、张晓娟.电子CAD.电子工业出版社，2003总 结 本次CAD课程设计设计硬件上完成了多功能视力保护器的设计，并在此平台上进行软件设计，经过测试，基本满足设计目标，可以完成各项基本功能。 在系统的开发过程中遇到不少困难，整个过程当中严格按照“发现问题分析问题解决问题”的思想解决问题，经过长时间认真刻苦调试和老

10、师、同学的帮助，一一得到解决。通过本次设计，我在接受新知识的能力、自学能力上得到了很好的锻炼，为即将踏上工作岗位奠定了良好的基础。 当然，由于时间关系，本次设计的系统也有某些不太完善的地方： (1)超声波测距的使用，有时会出现大的干扰； (2)定时功能有些单一，目前只能实现一通电就自动开始计时。 以上问题有待进一步改善，例如定时功能，更好的设计应该能实现随时定时与自定义定时时间。相信通过我的进一步学习，最终会找到完美的解决方案。三、指导记录（包括合作讨论情况）1. 如何建立自己的原理图文件？ 首先执行菜单命令“FileSchematic Library”，建立新原理图库元件项目，然后执行“Fi

11、leSave as”命令，选择合适的路径保存项目。单击Library Editor标签，打开原理图元件编辑器，可以看到在Components栏中系统已经建立了一个名为“Component-1”的元件。2. 如何使用PCB向导来创建PCB？ 在打开的protel工程下，打开File面板，在File面板中选择New from template栏中的PCB Board Wizard选项，在单击Next按钮，系统将进入PCB度量单位选择对话框，在这里可以选择度量单位英制或米制，选好后，单击Next按钮，向导将弹出PCB尺寸形状设置窗口，这里选择Custom选项，在单击Next按钮，进入用户自定义参数设

12、置窗口，设好后将弹出PCB层数设置窗口，这里信号层和电源层皆为两层，在出现过孔选择窗口，这里选择通孔，进入布线参数选择窗口，设好后进入导线和过孔尺寸设置窗口，之后点击Next按钮，再点击Finish按钮就可。四、 答辩记录及评分表课题名称多功能视力保护器答辩教师（职称） 答辩时间20162017 学年第 2 学期 第 15 周答辩记录1. 什么是PCB双面板？答：PCB双面板（Double-Sided Boards）的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的桥梁叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。2. 什么是元件封装？答：封装，就是指把硅片上的电路管脚，用导线接引到外部接头处，以便与其它器件连接封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。成绩评定： 第15页第 11 页