电子课程设计总结

TianjinUniversityofTechnologyandEducation课程设计专业：应用电子技术教育班级学号：应教0711099300711020508学生姓名：王帅甘锟刘欣指导教师：李莉丁学文二○○九年十二月天津工程师范学院电子技术课程设计任务书电子工程学院应教0711班学生甘锟王帅刘欣课程设计课题：一、课程设计工作日自2009年11月30日至2009年12月18二、同组学生：甘锟王帅刘欣三、课程设计任务要求：第一周：简单电路焊接部分（必选）1、5V直流稳压电源；2、波形发生电路的设计用集成运放设计正弦波—方波—三角波发生电路。其中正弦波振荡频率为160HZ，幅度为10V；方波频率与正弦波相同，输出电压幅度为6V；三角波频率与正弦波相同，幅度为4V。第二、三周：模拟、数字电路焊接部分第一组：（四选一，抽签）1、简易频率计能够测试10-99HZ方波信号（幅度为3-5V）的频率；要求测量值以2位8421BCD码形式输出；系统有复位键。2、简易电容测试电路能够测0.01µF—99µF范围内的电容值，且可以换档操作。用两个数码管作为显示元件，测试时，测试电容接至测试端自动显示出被测电容值，且响应时间不超过2秒。3、红外线数字转速表采用红外发光二极管、光敏三极管作为速度检测、转换装置，给出测量脉冲。两位数码管显示转速，每次测量后要有锁存和清零的功能。设置超速和低速的指示。4、拔河游戏机电路使用9个发光二极管表示拔河的“电子绳”，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。游戏甲乙双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁移动，每按一次，亮点移动一次。亮点移到任一方终端二极管，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后使亮点恢复到中心。由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信号，否则输入信号无效。用数码管显示获胜者的盘数，每次比赛结束自动给获胜方加分。第二组：（四选一，抽签）1、简易汽车防盗报警电路主人开启报警后，允许主人短时间内出和入（10S）；在此时间后如有人进入则发出双音频报警信号。主人通过红外遥控器开启和关闭报警。2、8路抢答器设置8个抢答按钮，另设1个主持人按钮用来清零。主持人清零后，首先抢答人的号码显示出来并保持到主持人再次清零。可设置定时抢答，超出规定时间为无效抢答，只要有人抢答，就发出声、光指示。3、新型交通灯控制管理器东西、南北两个方向的信号灯必须交替工作；显示采用LED光柱或数码管倒计时的方式。遇有紧急情况可人为将两个方向都置为红灯。4、乒乓球比赛游戏机甲乙双方参赛，另有一裁判。用8个LED排成一条直线，以中心为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一只点亮LED指示球的当前位置，点亮的LED依次从左到右，或从右到左，其移动速度应该能够调节。当“球”（点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应能果断地按下位于自己一方的按钮，表示启动球拍击球，若击中则球向相反方向移动，若未击中，球掉出桌外，则对方得一分。设置自动计分电路，甲乙双方各用两位数码管显示计分，每计满11分为1局。双方各设一个放光二极管表示拥有发球权，每隔2次自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才有效。四、设计报告内容要求：（每组1份）1、题目4、电路仿真4、总体电路图7、总结（每人一份）2、主要技术指标5、系统组成框图5、调试过程及测试结果8、参考文献3、方案论证及选择6、单元电路设计6、主要元件清单天津工程师范学院课程设计评审表电子工程学院应教0711班学生甘锟设计任务完成情况及指导教师评语答辩情况评定成绩：指导教师签字：日期：教研室主任：主任签字：日期：日期：天津工程师范学院课程设计评审表电子工程学院应教0711班学生王帅设计任务完成情况及指导教师评语答辩情况评定成绩：指导教师签字：日期：教研室主任：主任签字：日期：日期：天津工程师范学院课程设计评审表电子工程学院应教0711班学生刘欣设计任务完成情况及指导教师评语答辩情况评定成绩：指导教师签字：日期：教研室主任：主任签字：日期：日期：第一周：简单电路焊接部分第一部分：5V直流稳压电源一：题目：5V直流稳压电源二：技术指标1、输入电压为6V-42V；2、输出电压为稳定的5V；3、最大电流可为1A；4、输出电压波纹最大为±1﹪。三:方案论证及选择方案一：首先通过变压器把220V交流电变成8V，再通过电桥整流，将交流电压变成脉动的直流电压。再通过电容滤波电路滤去波纹，得到较平滑的直流电压。最后经7805的稳压和一系列保护电路组成滤波稳压等电路，最后可输出需要的5V直流电压。这种方法简单，故采用这种方法。方案二：首先通过变压器把220V交流电变成8V，再通过电桥整流，将交流电压变成脉动的直流电压。再通过电容滤波电路滤去波纹，得到较平滑的直流电压。最后经317进行稳压317输出电压是可以调整的，但是输出电流低，而且电路比较复杂，也没有调压的必要，所以不采用这种方法。四：系统组成框图直流稳压电源由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路。组成框图如图1所示。负载整流电路滤波电路稳压电路图1五：单元电路设计1.电源变压器：将交流电网220V的交流电压变换成符合需要的电压值。2.整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的50Hz的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。此电路中我们用的是二极管的桥式整流电路。桥式整流电路：如图2：在iu的正半周，1D、3D导通，2D、4D截止，二极管截止时所承受的最大反向电压为iu的最大值，即RMi2uu图23.滤波电路：利用储能元件电容器C两端的电压不能突变的性质，把电容与整流负载并联，可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。4.稳压电路：使整流滤波后的直流电压基本上不随电网电压、负载和温度的变化而变化，维持输出的直流电压的稳定，本实验采用LM317进行稳压。六：总体电路图T?TransD?Bridge1220uFC1CapPol2220uFC2CapPol20.1uFC3Cap1327805*7805PortPortPortPort七：调试过程及测试结果整流稳压电源是所有电子设备的重要组成部分，它的基本任务是将电力网交流电压变换为电子设备所需要的稳定的直流电源电压。直流电源的一般组成如图所示。其中变压器是将电网电压(220V、50Hz)变换为所需的交流电压；整流是将变压器次级交流转换为单向脉动直流；滤波是将整流后的波纹滤除。图直流稳压电源结构图和稳压过程小功率整流滤波电路单相桥式整流电路1.工作原理电路如图(a)、(b)所示，图中的电源变压器，它的作用是将交流电网电压vi变成整流电路要求的交流电压222sinvVwt,LR是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管1D~4D接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。图(c)是它的简化画法。iu1D2D3D4D1RLu(a)、(b)单相桥式整流电路图(c)简化画法图单相桥式整流电路图2.负载上的直流电压LV和直流电流LI的计算在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图的电路图可知：八：主要元件清单变压器：20W、15V1个电容：220μf1个0.01μf1个芯片：78051个二极管：4个第二部分：波形发生器1.主要技术指标：（1）输出频率160Hz的正弦波、方波、三角波。（2）要求正弦波震荡频率160HZ,幅度10V；方波频率160HZ,幅度6V;三角波频率160HZ;幅度为4V2、方案论证与选择：第一、正弦波部分，采用RC桥式振荡电路。包括反馈选频和稳幅等基本部分。输出波形稳定性良好。第二、经比较后，决定选取电压比较器。此种方案明显优于比例放大器，电路结构更简单，节省了元件，并保证波形的稳定与清晰。第三、选用积分网络，对电压比较器输出的方波进行积分，最终输出稳定的三角波。3、系统组成框图：4、单元电路设计与说明：将电阻与电容串、并联，组成选频网络，连接在功率放大器的同相输入端与输出端之间，构成RC桥式振荡电路。1R、2R、3R构成负反馈，调节反馈电阻，促使波形起振。二极管D1、D2具有稳定输出波形幅度的功能。调节电位器，得到10V正弦波。输出信号通过电阻分压，接到电压比较器的输入端。电压比较器的特点为：输入电压IV在参考电压REFV附近有微小的减小时，输出电压将从正的饱和值OHV过渡到负的饱和值OLV；若有微小的增加，输出电压又将从负的饱和值OLV过渡到正的饱和值OHV，实现电压跳变。因而可将正弦电压信号变为方波输出。最后选用积分网络，对电压比较器输出的方波进行积分，dtVRCVIo1最终输出稳定的三角波正弦波周期:一格10ms,频率159hz..幅度：10VVp-p约为20v方波周期：一格10ms频率157hz幅度：6.05vVp-p约为12.3v三角波周期：一格10ms幅度：3.91vVp-p约为7.82v6、总体电路图：7、调试过程及测试结果：（一）调试步骤1、按图五焊接好电路，并检查确认无误后接通电源；2、将正弦波输出端口与示波器相接，观察并调出正确的波形，并记录周期；3、将方波输出端与示波器相连，观察并调出正确波形，记录周期；4、将三角波输出端与示波器相连，观察并调出正确波形，记录周期；5、分别将三种波形中的两路接如双踪示波器，观察其波形、周期、相位这些波形特性的异同。（二）调试结果：1.正弦波调试时无法显示出正常波形（原因为电阻和电容取值太大从而造成波形周期太小示波器无法显示）；2.方波调试时，由于刚开始时只用一个运放，产生的波形虽有明显的正负取值，但波形没有方波的特性。后改用两个运放效果大增，输出方波波形很稳定；3.调试三角波时，由于刚开始选用的电容和电阻都太小造成了输出波形无棱角，出现了平滑的类似正弦波的波形。后该改用足够大的电容和电阻，波形很明显并且很稳定。7、主要元件及清单：运放：LM324D2个二极管：41482个电位器：100K1个电容：0.1uF4个电阻：5.1K3个2.2K1个3K1个10K5个3001个第二周拔河电路焊接一:题目:拔河游戏机电路设计二：技术指标电路使用9个发光二极管表示拔河”电子绳”,开机后只有中间一个发亮，此既是拔河的中心点。游戏甲乙双方各持一个按钮，迅速的，不断的按动产生脉冲，谁按的快，亮点向谁移动，没按一次，亮点移动一次。亮点移到任一方终端二极管，这一方九获，此时双方按钮均无效。用数码管显示获胜方的盘数，每次比赛结束自动给获胜方加分。三：电路系统框图：按键AB整形电路选择开关可逆计数器译码器取胜计数器取胜显示控制电路中心线显示复位四：设计原理：可逆计数器CC40193原始状态输出4位二进制0000，经译码器输出使中间的一只发光二极管点亮，当按动A,B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆计数器上，可逆计数器的输出代码经译码器译码后驱动发光二极管点亮并产生位移。当点亮移到任一方的终端二极管后，由于控制电路的作用，使这一状态被锁定。而对输入输出脉冲不起反应，如按动复位键点亮又回到中心位置，比赛可重新开始。将双方的终端二极管的正端分别接到两个十进制计数器CC4518的允许控制端EN，当任一方取胜时，该方终端二极管点亮产生一个上升沿使相应的计数器计数。这样计数器的输出即显示了取胜方取胜的盘数。整形电路：CC40193可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加4，5脚。若A,B键产生的脉冲直接加到4，5脚，那么就有可能在进行计数输入时另一端计数输入端为低电平，使计数器不能进行计数，比赛不能正常进行，所以加一整形电路，使A,B键产生的脉冲经整形后变成占空比很大的脉冲，这样就解决了不能正常计数的问题。译码电路：选用4线-16线CC4514译码器，译码器输出Q0~Q8分别接9个发光二极管，二极管负接地，正接译码器，这样当输出为高时二极管亮。比赛准备，译码器输入0000Q0输出为“1“，中心处二极管首选先亮，进行加减计数器时亮点右移，减法计数器时左移。控制电路：为显示谁正谁负，需一个控制电路。当亮点移到