1、模電課程相關設計案例課程設計基礎知識課程設計基礎知識模電課程相關設計案例明確系統的設計任務要求 相關技術資料的搜集與整理方案選擇 單元電路的設計、參數計算和器件選擇 （1）單元電路設計 （2）參數計算 （3）器件選擇 阻容元件的選擇 分立元件的選擇 集成電路的選擇 一、電子電路的設計方法模電課程相關設計案例5.電路圖的繪制為表示設計的整機電路及各單元電路的連接關系，設計時需繪制完整電路圖。電路圖通常是在系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇的基礎上繪制的，它是組裝、調試和維修的依據。繪制電路圖時要注意以下幾點： （1）布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于看圖、有利于對圖的理解和閱讀。 （2）

2、注意信號的流向。 （3）圖形符號要標準，圖中應加適當的標注。 （4）連接線應為直線，并且交叉和折彎應最少。 模電課程相關設計案例二、電路的組裝、調試與總結 1.電子電路的組裝 集成電路的裝插集成電路的裝插: :認清方向，不要倒插，所有集成電路的插入方向要保持一致，注意管腳不能彎曲。 元器件的位置元器件的位置: :根據電路圖的各部分功能確定元器件在線路板上的位置，力爭按信號的流向將元器件順序地連接，以易于調試。 導線的選用和連接：導線的選用和連接：導線應選用不同的顏色，一般習慣是正電源用紅線，負電源用藍線，地線用黑線，信號線用其他顏色的線。連接用的導線不允許跨接在集成電路上，一般從集成電路周圍通

3、過，盡量做到橫平豎直，這樣便于查線和更換器件。 合理的布局：合理的布局：無相互干擾，便于散熱、電路整齊美觀 模電課程相關設計案例2.電子電路的調試 通常有以下兩種調試電路的方法： 第一種是采用邊安裝邊調試的方法。把一個總電路按框圖上的功能分成若干單元電路分別進行安裝和調試，在完成各單元電路調試的基礎上逐步擴大安裝和調試的范圍，最后完成整機調試。對于新設計的電路，此方法既便于調試，又可及時發現和解決問題。該方法適于課程設計中采用該方法適于課程設計中采用。 第二種方法是整個電路安裝完畢，實行一次性調試。這種方法適于定型產品這種方法適于定型產品。 調試時應注意做好調試記錄做好調試記錄，準確記錄電路各

4、部分的測試數據和波形，以便于分析和運行時參考。 模電課程相關設計案例3.一般調試步驟 電路調試包括靜態和動態調試，通過調試掌握必要的數據、波形、現象，然后對電路進行分析、判斷、排除故障，完成調試要求。 1)通電前檢查 電路安裝完畢，首先直觀檢查電路各部分接線是否正確，檢查電源、地線、信號線、元器件引腳之間有無短路，器件有無接錯。 2)通電后檢查 接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無異常現象。如果出現異常現象，則應立即關斷電源，待排除故障后方可重新通電。 模電課程相關設計案例3)單元電路調試 在調試單元電路時應明確本部分的調試要求按調試要求測試性能指標和觀察波形。調試順序按信號的流

5、向進行。可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的整機聯調創造條件。4)整機聯調 整機聯調時應觀察各單元電路連接后各級之間的信號關系主要觀察動態結果，檢查電路的性能和參數，分析測量的數據和波形是否符合設計要求，對發現的故障和問題及時采取處理措施。 模電課程相關設計案例三、電子電路設計中常見問題三、電子電路設計中常見問題 1、電路功能模塊之間級聯時，注意數字電路的高低電平匹配、模擬電路阻抗匹配問題、耦合方式等問題。 2、芯片等元器件選擇（參數、電源電壓）。 3、PCB設計中要注意的問題（模擬、數字電路的布局、走線）。 4、電路的安裝調試（分塊調試、關鍵點測試）。 5、注意電路安裝工

6、藝。 6、電路板的焊接（虛焊、焊點適中）。 7、注意數字電路中濾波電容的使用。模電課程相關設計案例音樂彩燈控制器設計和制作音樂彩燈控制器設計和制作 模電課程相關設計案例 一、設計任務一、設計任務1.1.要求要求（1）電路把輸入的音樂信號分為高、中、低三個頻段，電路把輸入的音樂信號分為高、中、低三個頻段，并且分別控制三種顏色的彩燈，輸入音樂信號并且分別控制三種顏色的彩燈，輸入音樂信號10mV 10mV 。（2 2）每組彩燈的亮度隨各自輸入音樂的變化而變化。）每組彩燈的亮度隨各自輸入音樂的變化而變化。（3）當輸入信號的幅度小于當輸入信號的幅度小于10mV時，要求彩燈全亮時，要求彩燈全亮 設計一個音

7、樂彩燈控制器。設計一個音樂彩燈控制器。模電課程相關設計案例（1） 基本要求基本要求 1）高頻段）高頻段20004000Hz，控制藍燈；，控制藍燈； 2）中頻段）中頻段500200 Hz，控制綠燈；，控制綠燈； 3）中頻段）中頻段50500Hz，控制紅燈；，控制紅燈； 4）彩燈供電電源為電壓直流）彩燈供電電源為電壓直流12V。 2.2.技術指標技術指標（2） 發揮部分發揮部分 輸入信號的幅度小于輸入信號的幅度小于10mV10mV時，要求彩燈亮暗閃爍；時，要求彩燈亮暗閃爍； 模電課程相關設計案例二、總體設計方案二、總體設計方案1.1.基本原理基本原理根據題目要求：根據題目要求： 1 1）用濾波器把

8、音樂信號分成三個頻段；）用濾波器把音樂信號分成三個頻段； 2 2）經放大器放大后經過整流器變為直流，其直流電）經放大器放大后經過整流器變為直流，其直流電平隨音樂信號大小而上下浮動；平隨音樂信號大小而上下浮動； 3 3）此電平作為電壓比較器的參考電壓，由同步觸發）此電平作為電壓比較器的參考電壓，由同步觸發脈沖作為計數信號的比較器的輸出高電平的時間與參脈沖作為計數信號的比較器的輸出高電平的時間與參考電壓成正比，并控制與門打開時間，以決定放過同考電壓成正比，并控制與門打開時間，以決定放過同步脈沖的個數去觸發彩燈控制端；步脈沖的個數去觸發彩燈控制端； 模電課程相關設計案例方案一：方案一：音樂彩燈控制器

9、的電路框圖音樂彩燈控制器的電路框圖 音樂 信號 帶通 濾波器 放大器 整流器 電壓 比較器 1 10mV 音樂 信號鑒別器 階梯波 發生器 & 同步脈沖 發生器 彩燈控制電路 參考電壓參考電壓模電課程相關設計案例1）優點）優點此方案用模擬和數字兩種電路實現的。從掌握知識此方案用模擬和數字兩種電路實現的。從掌握知識的角度來看是好的。的角度來看是好的。采用濾波器來區分音樂的頻率較容易實現，方法也采用濾波器來區分音樂的頻率較容易實現，方法也很多。（有源、無源、數字）很多。（有源、無源、數字）2）缺點）缺點從安裝調試的角度上看，要了解模擬電路與數字電路之間從安裝調試的角度上看，要了解模擬電路與

10、數字電路之間的連接關系。的連接關系。濾波器的設計、調試還是較為困難，尤其是二階以上的濾濾波器的設計、調試還是較為困難，尤其是二階以上的濾波器。波器。模電課程相關設計案例方案二：方案二： 音樂 信號 頻率電壓轉換器 放大及標定 電壓 比較器 參考電壓產生電路 彩燈控制電路 電壓 比較器 電壓 比較器 10mv 電壓鑒別 電路 彩燈控制電路 彩燈控制電路 模電課程相關設計案例1）優點）優點此方案用全部由模擬電路實現的。此方案用全部由模擬電路實現的。采用頻率電壓轉換電路來代替濾波器、較容易實現。采用頻率電壓轉換電路來代替濾波器、較容易實現。2）缺點）缺點方案中沒有數字電路，有缺憾。方案中沒有數字電路

11、，有缺憾。利用電壓標定來確定頻帶的截頻點，標定時要準確。利用電壓標定來確定頻帶的截頻點，標定時要準確。可加入可加入A/D轉換。轉換。模電課程相關設計案例充電電池用充電器電子技術課程設計模電課程相關設計案例一、常用充電電池的類型 電池是一種化學電源，通常分為一次電池和二次電池。一次電池是一次性應用的電池，二次電池是可多次反復使用的電池，即可充電電池和蓄電池。目前經常使用的充電電池有：鉛酸電池(LA)、鎘鎳電池(NiCd)、鎳氫電池(NiMH)和鋰離子電池(Li-ion)等。 小型充電器主要指的是對鎘鎳電池(NiCd)、鎳氫電池(NiMH)、鋰離子電池(Li-ion)三種類型電池充電。模電課程相關

12、設計案例二、常用充電電池的特點1. 鎘鎳電池 工作電壓為1.2V左右，具有優良的大放電性能，可靠性高，電池種類多，充放電次數多（可重復500左右），使用壽命長，穩定耐用。重量比能量為50，體積比能量為150。自放電率為每月15%30%。缺點是鎘價格較高且污染環境，鎘鎳電池還具有記憶效應。 電池的記憶效應是指電池放電不完全就再次充電，那么在下次再放電時就不能放出全部電量。因此，鎘鎳電池充電前每節電池應放電至1V（放電終止電壓）以下。模電課程相關設計案例2. 鎳氫電池 工作電壓為1.2V左右，能量高，是鎘鎳電池的1.82倍。具有良好的沖放電性能，可隨充隨放、快充深放，無記憶效應。不含有害物質，對環

13、境無污染。電池種類多。具有較好的低溫放電性。充放電次數多（可重復500次以上）。重量比能量為6080，體積比能量為240300。其缺點是自放電率較高，為每月25%35%；無耐過充特性，即在鎳氫電池端電壓達到要求值時應停止充電。3. 鋰離子電池 工作電壓為3.6V左右，能量高。具有良好的沖放電性能，放電曲線平穩，可隨充隨放，無記憶效應。不含有害物質，對環境無污染。電池種類多。充放電次數多（可重復1000次以上）。重量比能量為120140，體積比能量為300。自放電率為每月2%5%。鋰離子電池在充電過程中的充電電壓高于規定電壓，充電電流超過規定電流；或在放電過程中有過大的放電電流；或放電到終止放電

14、電壓（電壓小于2.5V）后還繼續放電，這些都會損壞鋰離子電池或使之報廢。模電課程相關設計案例三、常用充電方法 充電電池充電的常用方法，以充電方式來分有恒定和脈沖兩種常見的方式；以充電電流來分有慢速充電（涓流充電）和快速充電（大電流充電）。 涓流充電是指用小電流長時間充電，在涓流充電的方式下，通常采用恒定電流和電壓方式進行充電，這種方式實現的充電電路比較簡單，但充電時間很長，要求充電器的輸出電壓和輸出電流很穩定。過長的充電時間會使電池內部產生“極化”現象，從而降低充電電池的壽命。模電課程相關設計案例 快速充電是指用大電流充電，用以減少充電時間。在這種方式下若還采用恒定大電流方式進行充電，電池會發

15、熱。電池在充到80%以后，若繼續大電流充電，電池發熱會有較大增加。當溫度過高時，電池中的氣體產生的壓力很大，一種情況是氣體通過減壓孔外溢，從而使電解液減少，因此會使電池的壽命減小；另一種情況是電池中的氣體壓力過大，使得電池發生爆炸。同時恒定電流長時間充電同樣會產生“極化”現象。 因此，快速充電通常采用脈沖充電方式，即先向待充電電池進行較長時間的恒定大電流充電，然后對待充電電池進行暫短大電流放電（目的是消除“極化”現象），反復多次直至充到規定要求。充電電池上電壓達到要求后，電路斷開大電流充電電路，然后進行長時間小電流（涓流）充電直至充滿（目的是減少電池的發熱）。 模電課程相關設計案例四、電池充滿

16、電后的常用檢測方法1. 電壓檢測法 電壓檢測法是指檢測電池充電達到指定電壓即為充滿，但通常電池達到80%的容量時就會顯示已經達到指定的充電電壓，為此在后面的涓流充電時通常用定時器進行控制。 另一種電壓檢測法是檢測充電電池的最大電壓（峰值電壓）。鎘鎳電池和鎳氫電池最大充電電壓可達到1.4V，鋰離子電池的最大充電電壓可以達到4.1V。當充電器檢測到最大電壓時即可認為充滿。模電課程相關設計案例2. -V（負電壓）檢測法 -V （負電壓）檢測法是利用電池充到峰值電壓后電池電壓會下降的現象進行檢測。為防止電壓波動，通常采用多次檢測來確定充電電壓確實是電池充到峰值后開始下降。 3. 電池溫度檢測法 電池溫

17、度檢測法是利用電池在充滿電后，電池的溫度會有較大升高的現象進行檢測的。 模電課程相關設計案例五、充電器電路設計方案220V降壓整流濾波充電電路控制電路充電電路控制電路A/D數字顯示A/D數字顯示待充電池待充電池充電器電路設計方案框圖如下 降壓、整流和濾波電路組成一個直流電源電路，其作用之一，是向充電電路提供合適的電壓和電流；作用之二，是向其他電路提供相應的直流電壓。 模電課程相關設計案例220V降壓整流濾波充電電路控制電路充電電路控制電路A/D數字顯示A/D數字顯示待充電池待充電池 充電電路可以根據上述充電電池的特點和常用充電方法進行設計，也可以利用專用充電集成電路進行設計。控制電路主要是完成

18、快速充電電路的充放電控制和檢測控制等。目前，已經有多種充電專用集成電路，其作用包括充電、監測和保護等方面，使電路的設計簡單方便。模電課程相關設計案例六、A/D轉換電路和數字顯示電路 為了更好的監測充電電壓，電路可采用數字式電壓顯示電路，其中A/D轉換電路是將模擬量轉換成數字量。 1. A/D轉換的基本原理 A/D轉換的過程，是一個將模擬信號變換為數字信號的編碼過程。 若模擬參考量為R，則輸出數字量D和輸入模擬量A之間的關系為 D A/RDA/D轉換器轉換器AR（UREF）A/D轉換A/D轉換類似用天平測量質量質量天質量天平儀平儀mX質量天質量天平儀平儀mX質量天平儀mXmmin 數字D永遠不能

19、精確地表示被測物體質量mx，而只能以一個最小砝碼mmin的精度去逼近。 模電課程相關設計案例 mmin稱為量化單位。無論mmin多小，總不能是無窮小，由mmin不能是無窮小而帶來的誤差稱為量化誤差。 量化誤差是不能消除的。但A/D轉換得出的數字量可以提供較模擬量更多的有效數字，使得數據處理的總體精度大大提高。DAOLSB模電課程相關設計案例A/D轉換器的主要技術參數 分辨力：A/D轉換器分辨最小模擬量的能力。 分辨率：A/D轉換器的二進制位數。 量化誤差：量化誤差通常是指1個LSB的輸出變化所對應模擬量的范圍。 轉換精度：A/D轉換器的轉換精度不僅僅取決于量化誤差，而是由多種因素決定的。 A/

20、D轉換器的轉換精度一般表示為nLSB。 轉換時間：完成一次轉換所用的時間。 轉換速率：每秒轉換的次數。 模電課程相關設計案例A/D轉換器產品舉例ADC0809特點：屬CMOS電路8路模擬輸入，8 bit 輸出(3S門)與常用P兼容采用逐次比較法，轉換時間約100s 模電課程相關設計案例ADC0809模電課程相關設計案例ICL7106/7107 特點：直接輸出7段譯碼信號7106驅動LCD；7107驅動LED十進制3位半A/D轉換器雙積分型電路，內含基準源 模電課程相關設計案例ICL7107ICL7107構成直流電壓表構成直流電壓表模電課程相關設計案例2. 數字顯示譯碼器(1) 七段數碼管(2)

21、 七段顯示譯碼器共陰極共陽極：高電平亮：低電平亮每一段由一個發光二極管組成。輸入：二十進制代碼輸出：譯碼結果，可驅動相應的七段數碼管顯示正確的數字。模電課程相關設計案例七、檢查和調試1. 設計檢查2. 電路檢查（通用電路可以用仿真軟件仿真）3. 工藝檢查4. 參數檢查和調試5. 元器件檢查和調試 分階段、分層和分塊檢查、調試模電課程相關設計案例八、設計報告的撰寫1. 封面（單獨一頁）2. 目錄（單獨一頁）3. 設計任務書（單獨一頁）4. 設計框圖及電路系統概述（可以包括不同方案的評價）5. 各單元電路的設計方案及原理說明（附：總電路圖和印刷電路板圖）6. 調試過程及結果分析（可以包括所選設計電

22、路的缺點）7. 設計、安裝及調試中的體會8. 參考文獻（單獨一頁）模電課程相關設計案例九、成績評定1. 電路設計與調試 完成情況、工藝和制作、指標完成情況2. 報告 是否規范、闡述是否清晰、體會3. 答辯 論述設計報告、回答提問4. 發揮 及格標準：完成設計和制作、撰寫報告、參加答辯模電課程相關設計案例電子電路課程設計電話線路防盜器模電課程相關設計案例課程設計的流程一、分組：三人一組，小組成員分工合作；二、電路設計與仿真；三、購買元器件，準備電路制作的工具與材料；四、電路板的焊接與調試；五、寫實驗報告；六、演示設計作品，答辯。模電課程相關設計案例購買元器件一、設計方案確定之后，組員去中關村購買

23、電路板、導線和元器件；二、必用器材，如電路板、導線、芯片底座、焊錫等，可以班級統一購買，節省金錢和時間；三、購買比較貴的集成模塊，如無線模塊、音樂模塊等，應該索要說明書和收據，以方便以后的使用和更換。盡量讓售貨員先通電測試一下，再付錢；四、優秀作品報銷需要提供發票。持收據去市場開發票，交5%的稅。單位寫“北京交通大學”，物品寫“元器件”。模電課程相關設計案例電話線路防盜器的設計要求一、基本部分：1. 當他人盜用你的電話時，使盜打電話無法正常通話；2. 能夠用聲音或燈光指示電話線路正在被盜打；3. 不影響本人的電話使用。二、發揮部分：1. 當盜用者盜打時，盜打電話的聽筒發出警示音；2. 當盜用者

24、電話結束后，仍能顯示電話被盜用過；3. 計數器顯示被盜打次數。 模電課程相關設計案例電話線路防盜器一、基本原理 電話線路的電壓在未被使用時大約為50V左右，正在使用時大約小于10V。當主機掛機而有人盜打電話時，線路電壓低于某個電壓值，穩壓管截止，防盜器開始工作。二、參考文獻1路勇. 電子電路實驗與仿真. 北京: 清華大學出版社.2李金平. 模擬集成電路基礎. 北京: 清華大學出版社. 模電課程相關設計案例電話線路防盜器三、思考題： 1. 防盜器上應該有幾個電話線接口？ 2.是否可以利用電話線電壓，不使用額外電源？ 四、參考元件： 二極管（穩壓管）、三極管、電阻、電容、蜂鳴器（喇叭）、LED、電

25、話線插槽等。模電課程相關設計案例電話線路防盜器原理框圖模電課程相關設計案例電話線路防盜器參考原理圖模電課程相關設計案例 設計技巧 焊接前，可以先借助仿真軟件驗證設計電路的正確性，提高元件布局的合理性。合理的元件布局可以提高焊接的速度，讓成品更加美觀。模電課程相關設計案例 設計技巧 電路板和導線的購買很重要。可以節約焊接時間、提高焊接的成功率、讓電路美觀。模電課程相關設計案例PCB板模電課程相關設計案例焊接技巧元件放置在電路板頂面，導線盡量都焊接在電路板底面；元件布局要求合理美觀，導線布局盡量整齊條理；集成芯片盡量不要直接焊接到電路板上，可以先焊接一個相應大小的底座，然后把芯片插在底座上，這樣既

26、可以防止焊接的時候損壞芯片，也可以方便將來更換芯片；焊接與調試要交叉進行。每完成一個模塊的焊接，都要進行調試。全部焊接完成之后，再調試整體電路。模電課程相關設計案例外形美觀模電課程相關設計案例電子技術課程設計小功率線性穩壓電源的設計與實現模電課程相關設計案例小功率線性穩壓電源的設計要求及技術指標一、基本部分1. 輸入電壓：交流220V、50HZ，電壓波動范圍10%；2. 輸出直流電壓：雙路輸出，其中一路為固定輸出5V/1A；另一路為可調輸出915 V/1A；3. 穩定系數：Su0.5%；4. 輸出紋波電壓：Up-p5mV；5. 電源內阻：ROUo+2.5V模電課程相關設計案例4. 過流保護過流

27、保護類型：恒流保護型型斷電保護型(1) 恒流保護型 當電流達到某一設定值時，保護電路起作用，原來的恒壓源變為恒流源。多數商品面板設有一電流調節旋鈕，該旋鈕用來設定恒流值。模電課程相關設計案例(2) 斷電保護型 當電流達到某一固定值時，保護電路起作用，切斷穩壓器的輸入，電源輸出為0，待故障排除后，恢復正常輸出。設計參考電路KR LM317 Kr R1 T1 WR2 模電課程相關設計案例5. 數碼顯示電路推薦芯片：7106 （LCD），40腳雙列直插式封裝 7107 （LED）， 40腳雙列直插式封裝數字電壓表技術指標位數：三位半量程：000019.99V解決方案數字電壓表芯片A/D轉換技術模電課

28、程相關設計案例6. 器件選擇 本設計所用器件多為功率器件，選用時要考慮其耗散功率，否則會因器件過熱而導致損壞，乃至系統癱瘓。導線：每平方毫米/2.5A；變壓器：次級電流大于電源輸出電流；功率為直流輸出總功率的2倍；整流橋：I 2Io；濾波電容耐壓：2變壓器次級電壓（有效值）；電阻功率：2倍電路功率； 穩壓器電流：電源輸出電流； 顯示芯片：雙列直插。模電課程相關設計案例7. 組裝工藝(1) 集中接地（導線粗、短）；(2) R0要靠近穩壓器，溫度系數、噪聲要小；(3) 調壓電位器Rp多圈、長柄，便于操作；(4) 穩壓器與散熱片絕緣，接觸良好牢固；(5) 散熱片散熱面積足夠大（散熱功率大于穩壓器最大

29、耗散功率）；(6) 電源部分PCB板要單面，顯示部分為雙面；(7) 所有芯片為雙列直插式，并配管座使用。模電課程相關設計案例簡易數控直流電源的設計簡易數控直流電源的設計模電課程相關設計案例一、設計任務設計一個有一定輸出電壓范圍和功能的數控電源；設計一個有一定輸出電壓范圍和功能的數控電源；輸出電壓：范圍輸出電壓：范圍0 0+9.9V+9.9V，步進，步進0.1V0.1V，紋波電壓不，紋波電壓不大于大于10mV10mV；輸出電流：輸出電流：500mA500mA；輸出電壓值由數碼管顯示；輸出電壓值由數碼管顯示；由由“+”+”、“-”-”兩鍵分別控制輸出電壓增減；兩鍵分別控制輸出電壓增減；工作電源為工

30、作電源為220V220V。模電課程相關設計案例二、數控直流電源的設計 數控直流電源的原理框圖數控直流電源的原理框圖直流穩壓電源的設計直流穩壓電源的設計可逆計數器的工作原理及實現可逆計數器的工作原理及實現LM317調節電壓的產生調節電壓的產生輸出電壓值的數碼管顯示輸出電壓值的數碼管顯示設計內容：設計內容：模電課程相關設計案例1、數控直流電源原理框圖、數控直流電源原理框圖 “+”“”鍵可逆計數器數顯電路D/A轉換輸出調整穩壓電源模電課程相關設計案例2. 直流穩壓電源的設計直流穩壓電源的設計固定輸出的直流穩壓電源的構成。固定輸出的直流穩壓電源的構成。變壓器220V整流濾波穩壓輸出模電課程相關設計案例

31、輸出可調的直流穩壓電源的構成。輸出可調的直流穩壓電源的構成。變壓器220V整流濾波穩壓輸出調節電路調節電路模電課程相關設計案例 數字電路芯片需要數字電路芯片需要+5V+5V電源電源 D/AD/A轉換電路需要轉換電路需要+15V+15V和和-15V-15V電源電源 可調輸出電源需要可調輸出電源需要+15V+15V輸入電源輸入電源模電課程相關設計案例3、可逆計數器的工作原理及實現、可逆計數器的工作原理及實現 可逆計數器可逆計數器可實現加法計數和減法計數的計數器。可實現加法計數和減法計數的計數器。 可逆計數器實現芯片：可逆計數器實現芯片：74LS192。 74LS192可預置的可預置的BCD/十進制

32、加減計數器。十進制加減計數器。模電課程相關設計案例可逆計數器的實現可逆計數器的實現 輸出電壓：范圍輸出電壓：范圍0 0+9.9V+9.9V，步進，步進0.1V0.1V。所以可逆計數。所以可逆計數器的計數范圍從器的計數范圍從099099。 因為因為74LS19274LS192是是0909十進制計數器，所以需要兩片十進制計數器，所以需要兩片74LS19274LS192構成構成099099十進制計數器。十進制計數器。模電課程相關設計案例4 4、LM317LM317調節電壓的產生調節電壓的產生099個位計數器099十位計數器個位D/A轉換，權值為0.1v，產生00.9v電壓十位D/A轉換，權值為1v，

33、產生09v電壓加法器減法器09.9v1.25v-1.25v8.65vLM317模電課程相關設計案例 LM317LM317公共端的調節電壓可以通過數公共端的調節電壓可以通過數/ /模模(D/A)(D/A)轉換，將轉換，將數字量轉換為模擬調節電壓。數字量轉換為模擬調節電壓。 DAC0832DAC0832是是8 8位的位的D/AD/A轉換芯片。能夠與多數通用的微處轉換芯片。能夠與多數通用的微處理器相接口，工作電源理器相接口，工作電源515V515V。模電課程相關設計案例5 5、輸出電壓值的數碼管顯示、輸出電壓值的數碼管顯示 74LS24874LS248是數顯譯碼驅動集成電路。它把從計數器輸出是數顯譯

34、碼驅動集成電路。它把從計數器輸出的的BCDBCD碼轉換成七段編碼，并驅動數碼管顯示。碼轉換成七段編碼，并驅動數碼管顯示。 采用兩塊采用兩塊74LS24874LS248集成塊，分別顯示兩位電壓的值。集成塊，分別顯示兩位電壓的值。模電課程相關設計案例數碼管與數字顯示數碼管與數字顯示h共陽極數碼管共陽極數碼管共陰極數碼管共陰極數碼管模電課程相關設計案例三、參考文獻三、參考文獻1 1 高吉祥。電子技術基礎實驗與課程設計。北京：電子工高吉祥。電子技術基礎實驗與課程設計。北京：電子工業出版社，業出版社，200220022 2 彭介華。電子技術課程設計指導。北京：高等教育出版彭介華。電子技術課程設計指導。北

35、京：高等教育出版社，社，199719973 3 畢滿清。電子技術實驗與課程設計。北京：機械工業出畢滿清。電子技術實驗與課程設計。北京：機械工業出版社，版社，20012001模電課程相關設計案例電子技術課程設計聲控玩具車控制電路模電課程相關設計案例電子電路課程設計流程：系統描述和分析選擇總體方案系統模塊劃分設計單元電路計算和調整參數時序和功能校驗選擇元器件選擇元器件單元電路調試系統總體調試撰寫設計論文模擬電路模擬電路數字電路數字電路電子技術課程設計模電課程相關設計案例 1. 基本要求 (1) 采用電容話筒或錄音用的微型話筒接收音響； (2) 汽車聲可選擇發出警車聲、救護車聲、消防車聲等 ； (3

36、) 使用計數電路對小汽車行進時間進行計時和顯示； (4) 汽車行進時間控制在2-10s可調。 一、任務 設計并制作聲控智能玩具車電路，將此電路板安裝在普通的玩具車上，可利用聲控指令使玩具車前進，并可使玩具車發出聲音。二、技術指標電子技術課程設計模電課程相關設計案例控制電路發聲電路計時電路驅動電機聲音接收及轉換電路聲控智能玩具車電路結構示意圖 電子技術課程設計模電課程相關設計案例2. 發揮部分發揮部分(1) 增加遙控功能，通過紅外遙控器實現對小車前進的控制；增加遙控功能，通過紅外遙控器實現對小車前進的控制；(2) 增加聲音控制口令種類，并控制玩具車具有倒車功能；增加聲音控制口令種類，并控制玩具車

37、具有倒車功能；(3) 增加小車行駛里程計數顯示。增加小車行駛里程計數顯示。 電子技術課程設計模電課程相關設計案例 一、總體方案 由聲/電轉換電路、聲控開關、單穩態觸發電路、功率驅動電路和發聲電路、計數及顯示電路等組成 。 方案一：采用集成芯片實現 由聲電轉換器，聲控集成電路，電動機控制電路，語音發聲電路、計數顯示電路組成。可實現猝發聲音使發動機正轉或反轉的功能，并可發出警車或救護車的響聲。電子技術課程設計方案比較模電課程相關設計案例方案四：采用單片機實時監控小車的整個行駛過程 本系統以單片機為核心，通過采集外圍傳感器的數據來產生對小車的運行進行控制的信號。主要由以下部分組成：單片機、聲電轉換電

38、路、電機及其控制電路。 方案二：采用模擬放大器（分立元件）電路實現延時和驅動 由聲電轉換器、基本模擬放大器電路、電動機控制電路、語音發聲電路組成。方案三：采用NE555芯片實現 電路利用555構成的單穩態觸發器，在聲電轉換器輸出信號控制下，驅動電機轉動并延時，從而達到了玩具車停走的目的。 電子技術課程設計模電課程相關設計案例 二、 部分電路設計及器件簡介2. 延時電路1. 話筒電子技術課程設計模電課程相關設計案例3. 計時顯示電路 秒脈沖發生器，可以采用石英晶體振蕩，經過分頻后，得到一個穩定的標準秒脈沖。 秒脈沖發生器還可采用多諧振蕩器直接振蕩出1秒的脈沖。多諧振蕩器可采用555定時器組成，很

39、容易實現頻率為1Hz的振蕩信號。如圖所示為555定時器典型應用。 8.4 6 5 7 555 3 2 1 Uo Ec 0.01F R2 C R1 T = 0.7(R1+2R2)C 秒脈沖發生器：電子技術課程設計模電課程相關設計案例計數、顯示電路 R7 a g D C B A74LS4774LS192CPD電子技術課程設計模電課程相關設計案例 三、 方案實施注意事項 系統方案錯誤是致命的，如果在制作后期才發現它，幾乎就沒有挽救的辦法。 為避免方案錯誤，在設計前要進行周密的方案論證。這時要查找大量的文獻資料，必要時開發部分原型或進行計算機模擬。1. 方案確定 方案可行性論證：包括電路設計、元件選購

40、、是否符合指標等幾個方面。2. 電路仿真電子技術課程設計模電課程相關設計案例 調試過程是發現錯誤、改正錯誤的過程。能夠越早地發現錯誤，糾正它的代價就越小。4. 電路調試 可以使用計算機對電路進行模擬來避免錯誤，例如器件選擇錯誤，元件參數計算錯誤等。3. 元器件購買 系統實現錯誤主要是器件接線錯誤或工作點設置錯誤。查找實現錯誤時可以根據模擬的結果進行對照調試，或由電路的因果關系確定故障的位置。 電子技術課程設計模電課程相關設計案例電子技術課程設計(1) 提供完整原理圖；(2) 規范布局；(3) 對單元電路單獨調試；(4) 可選擇制作PCB板；(5) 保證焊接質量。調試中注意如下問題：模電課程相關

41、設計案例5. 成品組建模式(1) 購買玩具小車改裝電子技術課程設計模電課程相關設計案例(2) 自行組裝玩具小車電子技術課程設計模電課程相關設計案例四、參考資料 1 謝自美. 集成電路測試北京：高等教育出版社，2002.2 張雙慶等. 使用電子電路200例北京：機械工業出版社，2003.3 陳永浦. 電子電路智能化設計實例與應用北京：電子工業出版社，2002. 4 陳永甫主編新編555集成電路應用800例. 5 李金平. 模擬集成電路基礎. 6 侯建軍. 數字電子技術.模電課程相關設計案例電子課程設計概述電子課程設計概述模電課程相關設計案例一、課程設計的必要性 在電子技術發展日新月異的今天，電子

42、技術相關課在電子技術發展日新月異的今天，電子技術相關課程的教學模式受到了很大的沖擊。隨著大規模集成電程的教學模式受到了很大的沖擊。隨著大規模集成電路和計算機技術的迅速發展，電子系統的設計手段和路和計算機技術的迅速發展，電子系統的設計手段和方法需要不斷更新，這樣才能跟上時代的步伐，高校方法需要不斷更新，這樣才能跟上時代的步伐，高校培養的人才才能滿足社會發展的需要培養的人才才能滿足社會發展的需要 。 電子技術課程設計這門技術基礎型實踐課程是各電子技術課程設計這門技術基礎型實踐課程是各工科院校對學生進行訓練的重要實踐教學環節，是學工科院校對學生進行訓練的重要實踐教學環節，是學生把技術基礎理論應用于解

43、決工程實際問題的一個重生把技術基礎理論應用于解決工程實際問題的一個重要的階段。要的階段。模電課程相關設計案例二、課程設計的目的意義 電子技術課程設計的主要目的是鞏固和加深“模擬電子技術”和“數字電子技術”的理論知識和應用技能； 通過一個課程設計項目的完成過程，讓學生掌握常用電子電路的設計方法，熟悉現代電子電路設計過程中常用的計算機輔助設計工具及其使用方法。 培養電子線路系統工程設計能力； 培養創新意識；模電課程相關設計案例三、課程設計的選題共2種選題方式：在指導教師提供的設計題目中任選或自選有興趣的設計題目;對于自選題目，難度不低于已有的題目；根據指導教師意見，每題的參于人數可在1-3人之間；

44、選題選定后沒特殊情況不能改變.模電課程相關設計案例四、課程設計完成的一般步驟根據自身的特長和興趣選題；查找資料（教材、圖書館或網上），進行方案分析、論證總體方案設計、選擇和優化（開題報告）；功能電路的設計及電路參數計算，選擇元器件；電路原理圖設計（PROTEL99、WORKBENCH）；關鍵或局部功能電路仿真Multisim（或實驗板試驗）PCB 板的設計Protel畫電路板；器件采購-電子市場；電路的組裝調試 -使用多功能板進行焊接 -注意成品的工藝，一體化；寫設計報告；交實物、設計報告以及電子文檔、答辯；模電課程相關設計案例五、課程設計的主要訓練內容 課程設計的主要訓練內容包括： 理論設計

45、、安裝與調試及編寫設計報告等 理論設計理論設計包括總體方案選擇、單元電路設計、元器件的選擇及相關電路的參數計算等步驟，是課設計的關鍵環節； 安裝與調試安裝與調試是把理論付諸實踐的過程，通過安裝與調試，進一步完善電路，使之達到課題所要求的指標，使理論設計轉變為實際產品； 課程設計的最后要求是寫出設計報告設計報告，把理論設計的內容、組裝調試的過程及性能指標的測試結果進行全面的總結，把實踐內容上升到理論的高度.模電課程相關設計案例六、設計報告的編寫要求六、設計報告的編寫要求目目 錄錄一、設計任務書一、設計任務書二、電路設計框圖及系統概述二、電路設計框圖及系統概述三、各單元電路的設計方案及原理說明、參

46、數計算三、各單元電路的設計方案及原理說明、參數計算四、調試過程及結果分析四、調試過程及結果分析五、設計、安裝及調試中的體會五、設計、安裝及調試中的體會六、參考文獻六、參考文獻設計報告打印要求：使用設計報告打印要求：使用 Word 文檔，圖文并茂，文檔，圖文并茂，A4紙紙打印。打印。模電課程相關設計案例七、報告編寫主要內容七、報告編寫主要內容 建議在技術資料查詢及項目設計過程中開始積累報告素材，設計報告應包括如下幾方面內容： （1）課題名稱、時間、班級、姓名、指導人； （2）內容摘要、設計任務和要求； （3）方案的選擇和論證； （4）系統原理框圖，總體電路圖，電路工作原理說明；單元電路圖的設計、

47、參數計算、說明等； （5）調試。包括所出現的問題及分析、測試記錄、結果分析；總結設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，提出改進意見和展望。 （6）收獲、體會、存在問題、進一步的設想。 模電課程相關設計案例電子電路課程設計汽車無線報警器模電課程相關設計案例課程設計的流程一、分組：三人一組，小組成員分工合作；二、電路設計與仿真；三、購買元器件，準備電路制作的工具與材料；四、電路板的焊接與調試；五、寫實驗報告；六、演示設計作品，答辯。模電課程相關設計案例購買元器件一、設計方案確定之后，組員去中關村購買電路板、導線和元器件；二、必用器材，如電路板、導線、芯片底座、焊錫等，可以班級統一

48、購買，節省金錢和時間；三、購買比較貴的集成模塊，如無線模塊、音樂模塊等，應該索要說明書和收據，以方便以后的使用和更換。盡量讓售貨員先通電測試一下，再付錢；四、優秀作品報銷需要提供發票。持收據去市場開發票，交5%的稅。單位寫“北京交通大學”，物品寫“元器件”。模電課程相關設計案例汽車無線報警器的設計要求一、基本部分1. 最少4路報警輸入，以短路節點方式提供。報警傳感器可以使用按鍵開關進行模擬；2. 無報警時每隔一段時間發送一次汽車當前的狀態，當有報警時立即發送報警信息；3.報警接收端有n路與發送端相對應的聲光指示，可以鎖存報警信息；4.無線傳輸所使用的信號調制、解調方式不限，可以使用成品模塊。二

49、、發揮部分1. 設計汽車報警傳感器，如震動傳感器；2. 聲光指示部分可增加數碼顯示或音量可調等功能。模電課程相關設計案例汽車無線報警器一、基本原理 在發送端有n路并行的開關量輸入，首先將并行輸入進行并串變換，進行無線調制后通過無線信道進行傳輸。在接收端無線解調后再進行串并變換，對應輸出與輸入開關量相應的輸出量。具體設計要根據選購的無線模塊確定。 二、參考文獻1高吉祥電子技術基礎實驗與課程設計北京：電子工業出版社，2002年2彭介華電子技術課程設計指導北京：高等教育出版社，1997年3畢滿清電子技術實驗與課程設計北京：機械工業出版社，2001年 模電課程相關設計案例汽車無線報警器 三、參考元件：

50、 撥碼開關、無線發送接收模塊、電阻、電容、數字芯片、蜂鳴器、LED等。 四、思考題：1. 測量一下你的報警器無線報警距離是多少。無線報警的距離與哪些因素有關？2. 無線模塊的選用是本設計的關鍵。如何在市場上選購最合適的無線模塊并合理使用？3. 是否需要定時電路和鎖存電路？ 模電課程相關設計案例汽車無線報警器方框圖 安全信號的生成安全信號的生成報警信號的生成報警信號的生成信號的邏輯處理信號的邏輯處理 信號的無線發射信號的無線發射信號的無線接收信號的無線接收信號的邏輯處理信號的邏輯處理信號的顯示信號的顯示信號的音頻報警信號的音頻報警模電課程相關設計案例 設計技巧 焊接前，可以先借助仿真軟件驗證設計

51、電路的正確性，提高元件布局的合理性。合理的元件布局可以提高焊接的速度，讓成品更加美觀。模電課程相關設計案例可以制作PCB板模電課程相關設計案例焊接技巧 元件放置在電路板頂面，導線盡量都焊接在電路板底面。元件布局要求合理美觀，導線布局盡量整齊條理。 集成芯片盡量不要直接焊接到電路板上，可以先焊接一個相應大小的底座，然后把芯片插在底座上，這樣既可以防止焊接的時候損壞芯片，也可以方便將來更換芯片。模電課程相關設計案例 信號源的設計和制作信號源的設計和制作 模電課程相關設計案例 一、任務一、任務 在給定電源電壓條件下，設計并制作一個正在給定電源電壓條件下，設計并制作一個正弦波和脈沖波信號源。弦波和脈沖

52、波信號源。模電課程相關設計案例二、技術指標二、技術指標 1 基本要求基本要求 （1 1） 正弦波信號源正弦波信號源 1 1） 信號頻率：信號頻率：20Hz20Hz20kHz20kHz步進調整，步長為步進調整，步長為5Hz5Hz 2 2） 頻率穩定度：優于頻率穩定度：優于1010-4-4 (2 (2） 脈沖波信號源脈沖波信號源 1 1） 信號頻率：信號頻率：20Hz20Hz20kHz20kHz步進調整，步長為步進調整，步長為5Hz5Hz 2 2） 上升和下降時間：上升和下降時間：1 1u us s 3 3） 脈沖占空比：脈沖占空比：2%2%98%98%步進可調，步長為步進可調，步長為2% 2%

53、（3） 上述兩個信號源公共要求上述兩個信號源公共要求 1） 頻率可預置頻率可預置 2） 在負載為在負載為600時輸出幅度為時輸出幅度為3V 3） 完成完成5位頻率的數字顯示位頻率的數字顯示模電課程相關設計案例 2 發揮部分發揮部分 （1 1）正弦波和脈沖波頻率步長改為）正弦波和脈沖波頻率步長改為1Hz1Hz。 （2 2）正弦波和脈沖波幅度可步進調整，調整范圍）正弦波和脈沖波幅度可步進調整，調整范圍 100mV100mV3V3V，步長為，步長為100mV100mV。 （3 3）正弦波和脈沖波頻率可自動步進，步長為）正弦波和脈沖波頻率可自動步進，步長為1Hz1Hz。 模電課程相關設計案例 三、三、

54、 總體方案總體方案 設計制作一個能產生正弦波和脈沖波信號源。要求信號頻設計制作一個能產生正弦波和脈沖波信號源。要求信號頻率在率在20Hz20Hz20kHz20kHz范圍內能程控步進調整，脈沖波的占空比在范圍內能程控步進調整，脈沖波的占空比在2%2%98%98%之間能程控步進可調，且性能良好，滿足指標。之間能程控步進可調，且性能良好，滿足指標。 1 1方案比較方案比較（1 1）正弦波產生）正弦波產生 方案一：采用單片函數發生器（方案一：采用單片函數發生器（80388038），），80388038可同時產生可同時產生正弦波、脈沖波，方法簡單，用正弦波、脈沖波，方法簡單，用D/AD/A轉換器的輸出來

55、改變調整電轉換器的輸出來改變調整電壓，也可以實現數控調整頻率，但步長難以滿足要求，且頻率壓，也可以實現數控調整頻率，但步長難以滿足要求，且頻率穩定度不高。穩定度不高。 模電課程相關設計案例方案四：采用單片機控制動態生成程序。該方法引入動態編程方案四：采用單片機控制動態生成程序。該方法引入動態編程和吞時鐘技術，使用和吞時鐘技術，使用80318031便可產生便可產生50kHz50kHz的正弦波，能達到指標的正弦波，能達到指標要求。單片機在此不僅是控制器，還是信號發生器，用軟件產要求。單片機在此不僅是控制器，還是信號發生器，用軟件產生正弦波，使硬件開銷達到最省生正弦波，使硬件開銷達到最省。 方案二：

56、采用鎖相式頻率合成器，利用鎖相環，將壓控振蕩方案二：采用鎖相式頻率合成器，利用鎖相環，將壓控振蕩器（器（VCOVCO）的輸出頻率鎖定在所需頻率上，該方案性能良好，）的輸出頻率鎖定在所需頻率上，該方案性能良好，但難以達到輸出頻率覆蓋系數的要求，且電路復雜，不適于但難以達到輸出頻率覆蓋系數的要求，且電路復雜，不適于產生低頻信號。產生低頻信號。方案三：采用直接數字頻率合成器（方案三：采用直接數字頻率合成器（DDSDDS），可用硬件或軟件），可用硬件或軟件實現。即用累加器按頻率要求對相應的相位增量進行累加，實現。即用累加器按頻率要求對相應的相位增量進行累加，再以累加相位值作為地址碼，取存放于再以累加相

57、位值作為地址碼，取存放于ROMROM中的波形數據，中的波形數據，經經D/AD/A轉換、濾波即所得需要波形。方法簡單，頻率穩定度高，轉換、濾波即所得需要波形。方法簡單，頻率穩定度高，易于控制。易于控制。 模電課程相關設計案例（2）方波的產生）方波的產生 方波可由正弦波整形得到，關鍵是如何控制占空比，對此方波可由正弦波整形得到，關鍵是如何控制占空比，對此有幾種方案。有幾種方案。 方案一：由方案一：由D/A轉換器產生占空比相應的電壓，將之與正弦信轉換器產生占空比相應的電壓，將之與正弦信號進行比較就可得到所需占空比方波。但這種方法精度較差，號進行比較就可得到所需占空比方波。但這種方法精度較差，難以達到

58、難以達到2%的步進要求。的步進要求。方案二：先把正弦波變換為鋸齒波或三角波，然后進行比較。方案二：先把正弦波變換為鋸齒波或三角波，然后進行比較。這樣一來雖然可以提高精度，但電路復雜，成本高，調試也困這樣一來雖然可以提高精度，但電路復雜，成本高，調試也困難。難。方案三：采用計數定時方法，先將正弦波變換為方波，再用它方案三：采用計數定時方法，先將正弦波變換為方波，再用它的上升沿觸發一計時電路，該電路在計時期間輸出為高電平，的上升沿觸發一計時電路，該電路在計時期間輸出為高電平，計時終止后輸出為低電平，該輸出波形即為所需要波形。這種計時終止后輸出為低電平，該輸出波形即為所需要波形。這種方法計時精度高，

59、成本低。方法計時精度高，成本低。模電課程相關設計案例 2實施方案實施方案根據以上分析，選用如下方案。根據以上分析，選用如下方案。（1）正弦波產生）正弦波產生 800Hz以下的正弦波產生采用軟件相位累加以下的正弦波產生采用軟件相位累加DDS方案來實方案來實現。現。800Hz50kHz的正弦波采用動態生成程序的方法來實現。的正弦波采用動態生成程序的方法來實現。 （2）方波的產生）方波的產生 方波由同頻率的正弦波產生，采用計數定時方案來實現占方波由同頻率的正弦波產生，采用計數定時方案來實現占空比的步進調整。為提高占空比的精度，采用預分頻和擇優技空比的步進調整。為提高占空比的精度，采用預分頻和擇優技術

60、。術。 模電課程相關設計案例四、硬件系統四、硬件系統 信號源的硬件系統框圖如圖所示。下面將分別介紹各組成信號源的硬件系統框圖如圖所示。下面將分別介紹各組成部分的功能和實現方法。部分的功能和實現方法。 單片機80C32鍵盤顯示82C79吞脈沖GAL動態程序存儲器6264程序存儲器27C128晶振36MHz方波82C53DAC0808濾波器模擬開關CD4051輸出驅動NE5532幅度控制DAC0832波形輸出 單片機系統是整個硬件系統的核心，它既是協調整機工單片機系統是整個硬件系統的核心，它既是協調整機工作的控制器，又是波形數據的產生器。作的控制器，又是波形數據的產生器。 單片機系統單片機系統 吞脈沖GA