電子技術課程設計一、課程設計目的：1．電子技術課程設計是機電專業(yè)學生一個重要實踐環(huán)節(jié)，主要讓學生通過自己設計并制作一個實用電子產(chǎn)品，鞏固加深并運用在“模擬電子技術”課程中所學的理論知識；2．經(jīng)過查資料、選方案、設計電路、撰寫設計報告、答辯等，加強在電子技術方面解決實際問題的能力，基本掌握常用模擬電子線路的一般設計方法、設計步驟和設計工具，提高模擬電子線路的設計、制作、調(diào)試和測試能力；3．課程設計是為理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生動手能力，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，通過熟悉并學會選用電子元器件，為后續(xù)課程的學習、畢業(yè)設計、畢業(yè)后從事生產(chǎn)和科研工作打下基礎。二、課程設計收獲：學習電路的基本設計方法；加深對課堂知識的理解和應用。完成指定的設計任務，理論聯(lián)系實際，實現(xiàn)書本知識到工程實踐的過渡；學會設計報告的撰寫方法。三、課程設計教學方式：以學生獨立設計為主，教師指導為輔。四、課程設計一般方法1.淡化分立電路設計，強調(diào)集成電路的應用一個實用的電子系統(tǒng)通常是由多個單元電路組成的，在進行電子系統(tǒng)設計時，既要考慮總體電路的設計，同時還要考慮各個單元電路的選擇、設計以及它們之間的相互連接。由于各種通用、專用的模擬、數(shù)字集成電路的出現(xiàn)，所以實現(xiàn)一個電子系統(tǒng)時，根據(jù)電子系統(tǒng)框圖，多數(shù)情況下只有少量的電子電路的參數(shù)計算，更多的是系統(tǒng)框圖中各部分電子電路要正確采用集成電路芯片來實現(xiàn)。2.電子系統(tǒng)內(nèi)容步驟：總體方案框圖---單元電路設計與參數(shù)計算---電子元件選擇---單元電路之間連接---電路搭接調(diào)試---電路修改---繪制總體電路---撰寫設計報告(課程設計說明書)（1）總體方案框圖：反映設計電路要求，按一定信息流向，由單元電路組成的合理框圖。比如一個函數(shù)發(fā)生器電路的框圖：（2）單元電路設計與參數(shù)計算---電子元件選擇：基本模擬單元電路有：穩(wěn)壓電源電路，信號放大電路，信號產(chǎn)生電路，信號處理電路（電壓比較器，積分電路，微分電路，濾波電路等），集成功放電路等。基本數(shù)字單元電路有：脈沖波形產(chǎn)生與整形電路（包括振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器），編碼器，譯碼器，數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)比較器，計數(shù)器，寄存器，存儲器等。為了保證單元電路達到設計要求，必須對某些單元電路進行參數(shù)計算和電子元件選擇，比如：放大電路中各個電阻值、放大倍數(shù)計算；振蕩電路中的電阻、電容、振蕩頻率、振蕩幅值的計算；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中的電阻、電容、輸出脈沖寬度的計算等；單元電路中電子元件的工作電壓、電流等容量選擇。（3）單元電路之間連接：電氣特性方面的匹配：阻抗匹配、線性范圍匹配、高低電平匹配、負載能力匹配；信號耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光電耦合；信號時序配合：是數(shù)字系統(tǒng)設計時必須弄清的問題。純模擬電路中,不存在時序問題。（4）總體電路繪制：完成單元電路設計及其相互連接之后，可繪制出總體電路圖即電路原理圖，這是電路安裝、測試、分析、和繪制PLB的依據(jù)，實際上是一張草圖。當電路調(diào)整、測試成功，滿足設計要求后，可最終畫出正式的、完整的總體電路圖。繪制總體電路圖要求：圖紙布置合理，信號流向清晰；圖形符號規(guī)范標準，管腳標注清晰，便于看懂原理；單子元件的文字符號、型號、數(shù)值標在旁邊，集成電路的文字符號、型號標在圖形符號內(nèi)或者旁邊。連線清晰，橫平豎直，交叉相連用實心黑點標注，公共電源線、地線、時鐘線可用規(guī)定的符號標注。如電源+VCC，+5V，時鐘CP等。五、撰寫課程設計報告課程設計報告也叫課程設計說明書，是學生最終需要上繳的重要文獻，它包括：1）設計報告名稱（課程設計題目）：×××2）設計任務：課程設計所要達到的性能指標，所要完成的任務；3）總體方案框圖4）各單元電路設計、電路參數(shù)計算及簡要說明5）總體電路原理圖及原理說明6）總體電路安裝接線圖7）安裝調(diào)試（儀器選用、調(diào)試步驟、故障分析處理）8）心得體會9）電子元器件清單10）參考文獻書目六、課程設計進度安排：1調(diào)研、查找資料1~1.5天2.總體方案設計0.5天3.電路設計2~2.5天（畫原理圖、參數(shù)計算）4.撰寫設計說明書1天（含答辯）七、課程設計成績評定方法：1.查閱資料能力占10%2.設計方案的正確性占30％；3.設計說明書內(nèi)容及規(guī)范程度占40％；4.答辯占20％（以上四項缺一不可）總成績按：優(yōu)、良、中、及格、不及格五級分制評定。八、課程設計題目：（可選參考題目）函數(shù)發(fā)生器的設計設計任務：設計一個函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波、鋸齒波信號。主要技術指標：(1)輸出頻率范圍100HZ~1KHZ、1~10KHZ(2)輸出電壓：方波UPP=6V，三角波UPP=6V，正弦波UPP>1V,鋸齒波UPP=6V。串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設計設計任務：設計一個直流穩(wěn)壓電源，能產(chǎn)生方波、三角波、正弦波、鋸齒波信號。主要技術指標：(1)輸出電壓可調(diào)范圍：5~20V(2)最大輸出電流：3A(3)穩(wěn)壓系數(shù)Sr≦0.1。多級低頻阻容耦合放大器的設計設計任務：(1)輸入正弦波信號：有效值Ui≦10mV、內(nèi)阻RS=50Ω、頻率f=30HZ~30KHZ；(2)輸出正弦波信號：有效值UO≧3V、RO≦10Ω；(3)輸入電阻：Ri≧20kΩ(4)工作穩(wěn)定：溫度變化時閉環(huán)增益相對變化率為開環(huán)相對變化率的十分之一。(5)消除自激振蕩。集成運放交流放大器設計設計任務：(1)輸入信號：有效值Ui≦10mV、內(nèi)阻RS=50Ω、頻率f=20HZ~20KHZ；(2)輸出信號：有效值UO≧5V、RO≦10Ω；(3)輸入電阻：Ri≧20kΩ，(4)負載電阻：RL=2kΩ由集成運放和晶體管組成的OCL功率放大器設計設計任務：(1)輸入信號：有效值Ui≦200mV(2)最大輸出功率：PO≧2W，(3)負載電阻：RL=8Ω，(4)通頻帶：BW=80HZ~10kHZ。正弦波信號發(fā)生器的設計設計任務：(1)輸出頻率范圍：20HZ~20KHZ(2)輸出電壓幅度：UPP>6V，電阻爐溫度控制器設計設計任務：設計一個電阻爐溫度控制器，使受控場所的環(huán)境溫度維持在設定的溫度范圍內(nèi)(1)設計合適的電源電路(2)用集成運放組成溫度檢測控制電路(3)用繼電接觸控制電路控制加熱器。數(shù)字電子電路系統(tǒng)的設計數(shù)字電子鐘電路設計設計任務：設計并制作一個數(shù)字電子鐘，要求如下：（1）具有“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示。（2）具有“時”、“分”、“秒”校時功能（3）具有整點報時功能，在離整點10s時，便自動鳴叫，聲長1s，每隔1s鳴叫一次，前面四聲是低音（500HZ），最后一聲為高音(1KHZ)，共五次,并到達整點。一種簡易數(shù)字頻率計電路設計設計要求：設計并制作一種用于頻率測量的數(shù)字頻率計電路，技術指標如下：（1）頻率測量范圍：10～10kHZ，顯示位數(shù)：4位（2）輸入電壓幅度：300mV~3V，輸入信號波形：任意周期信號（3）手動清零（4）測量誤差最大為1（3）電源：220V/50HZ信號周期測量電路設計設計要求：設計并制作一種用于周期測量的數(shù)字電路，技術指標如下：周期測量范圍：1μs～999ms，顯示位數(shù)：3位輸入信號電壓幅度：300mV~3V，輸入信號波形：任意周期信號電源：220V/50HZ交通信號燈控制邏輯電路設計設計任務：設計一個十字路口交通燈控制電路，要求:（1）主干道、支干道交替通行；（2）主干道放行時間較長（設為48s），支干道放行時間較短（設為32s），倒計時顯示；（3）每次綠燈最后閃亮4s，接著黃燈閃亮4s，然后變紅燈；（4）電源：220V/50HZ（5）采用中小規(guī)模集成電路設計，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理脈搏計數(shù)電路設計設計任務：設計一個脈搏計，要求:（1）實現(xiàn)在15s內(nèi)測量1min的脈搏數(shù)，并且顯示其數(shù)字。（2）正常人們脈搏數(shù)一般為60~150次。多路智力競賽搶答器邏輯電路設計設計任務：（1）設計一個至少可供6人進行的搶答器。

（2）系統(tǒng)設置復位按鈕，按動后，重新開始搶答。

（3）搶答器開始時數(shù)碼管無顯示，選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。搶答后顯示優(yōu)先搶答者序號，同時發(fā)出音響。，并且不出現(xiàn)其他搶答者的序號。

（4）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間有主持人設定，本搶答器的時間設定為60秒，當主持人啟動“開始”開關后，定時器開始減計時，同時音樂盒有短暫的聲響。

（5）設定的搶答時間內(nèi)，選手可以搶答，這時定時器停止工作，顯示器上顯示選手的號碼和搶答時間。并保持到主持人按復位鍵。

（6）當設定的時間到，而無人搶答時，本次搶答無效，揚聲器報警發(fā)出聲音，并禁止搶答。定時器上顯示00。數(shù)字式紅外線測速儀技術要求與指標：1、用紅外線發(fā)光二極管，光敏三極管作為速度轉(zhuǎn)換裝置。2、測速范圍：10~990轉(zhuǎn)/分。3、三位數(shù)字顯示，顯示不允許閃爍。設計原理與步驟：光電轉(zhuǎn)換采用發(fā)光二極管HG11（紅外）光敏三極管3DU5C組成。在被測速的主軸上裝一遮光板，板上打一小洞（或數(shù)個小洞），調(diào)整發(fā)光二極管、小洞、光敏三極管位置，輸出一個脈沖，其它位置時，由于遮光板的擋光作用，光敏三級管無輸出。這樣只要測量一分鐘內(nèi)光敏三級管輸出的脈沖個數(shù)，就知道轉(zhuǎn)速了，因為兩者在數(shù)量上是一至的。閘門是一個控制門，在開通期間，計數(shù)脈沖順利通過，在關閉期間計數(shù)脈沖則通不過。我們采用主門打開6S鐘，即測量6S內(nèi)的脈沖個數(shù)，轉(zhuǎn)速就等于脈沖個數(shù)乘上10倍，為了把這一數(shù)值顯示出來，而又不閃爍，采用先鎖存，再譯碼顯示。為了第二次測量，在計數(shù)值鎖存后需對計數(shù)器清零，所以在關閉期間需完成鎖存和清零功能，如以開門信號的后沿作標準，鎖存延時為延時1，清零延時為延時2，可用鎖存延時的結束時間做為清零延時的觸發(fā)控制。簡易電話計時器的設計設計任務：1.每3分鐘通話計時一次2.用數(shù)碼管顯示通話次數(shù)，最大99次3.詳細說明設計方案，并計算元件參數(shù)4.當電路發(fā)生走時誤差時，有手動復位功能5.每3分鐘通話，聲音提醒三位數(shù)字顯示計時定時器設計設計任務：（1）計時功能。能任意啟停，保持計時結果；（2）開機自動復位；（3）最大計時顯示為9分59秒；（4）定時報警簡易數(shù)字電容測量儀設計設計任務：（1）測量范圍1000pF~999μF；（2）3位數(shù)字顯示。基于Multisim數(shù)字鐘電路仿真設計（1）介紹Multisim應用（2）繪制工作原理圖；（3）仿真結果分析。溫度控制器電路工作原理該溫度控制器電路由電源電路、溫度檢測控制電路和控制執(zhí)行電路組成，如圖所示電源電路由電源變壓器T、整流二極管VD1～VD4、電阻器R1與R2、電源指示發(fā)光二極管VL1、濾波電容器C1和穩(wěn)壓二極管VS等組成。溫度檢測與控制電路由熱敏電阻器RT、時基集成電路IC、電位器RP1～RP4、電阻器R3與M和電容器C2～C4組成。執(zhí)行電路由繼電器K1、發(fā)光二極管VL2、二極管VD5、交流接觸器KM和電熱器EH組成。交流220V電壓經(jīng)T降壓、VD1～VD4整流、RI限流、C1濾波及vs穩(wěn)壓后，產(chǎn)生12V（Vcc）直流電壓，作為IC的工作電源。同時，經(jīng)R2限流降壓后將VL1點亮。IC的6腳為基準電壓端，2腳為溫度檢測控制端，3腳為控制輸出端。RP1用來設定溫度的下限值，RP2用來設定溫度的上限值。在受控場所的環(huán)境溫度低于受控溫度的下限值時，IC的3腳輸出高電平，使VL2點亮，繼電器Κ和交流接觸器KM吸合，電熱器EH通電開始加熱。RT的阻值隨著溫度的上升而下降，當環(huán)境溫度上升時，RT的阻值變小，使IC的2腳、6腳電壓升高。當溫度達到設定的上限值，IC的6腳電壓將高于2Vcc／3時，3腳輸出低電平，VL2熄滅，K和KM釋放，EH斷電停止加熱。隨后受控場所的環(huán)境溫度又開始逐漸下降，IC的2腳、6腳電壓也開始下降。當溫度降至設定溫度的下限值、IC的2腳電壓低于Vcc／3時，IC的3腳又輸出高電平，使VL2點亮，K和KM又吸合，EH通電工作。如此周而復始，使受控場所的環(huán)境溫度維持在設定的溫度范圍內(nèi)。元器件選擇R1～R4選用1／4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。RP1和RP2均選用多圈高精度電位器；RP3和RP4均選用