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实验选题一：烟雾报警器的设计实现一、设计任务烟雾报警有很多应用的地方，一些特定的地方对烟雾浓度也有一定限制，比如厨房、天然气存储的地方，还有吸烟的场所。现在要设计的课题就是需要监测指定环境内的烟雾浓度，并显示浓度的等级，系统根据不同的等级选择是否开启排风机，改善室内空气质量，并对高等级的烟雾浓度进行报警。二、设计要求及其指标要对浓度分级显示，并根据等级选择开启排风扇，对最高浓度报警。具体的要求就是：1.能够检测指定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显示。2.当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排风。3.当浓度超过最高等级时系统发出声音警报。4.当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警报。三、设计思路1、浓度等级就是利用QM-N5讲烟雾浓度转化为模拟电压信号；2、然后将模电信号转化为数字信号，这样就能进行等级划分，将不同浓度划分为三个等级；3、并用数码管显示出来；4、烟雾浓度大于或等于2级时，控制风扇排风；5、三级浓度时控制蜂鸣器报警；6、语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，控制其放音。这个上面的等级显示不一定非得是这里标的0、1、2。学生在做的时候可以自由选择显示，但是必须实现相应的功能。四、所需准备的知识首先需要查阅资料熟悉器件技术指标、器件原理、器件管脚和接法。对烟雾浓度分级部分计算理论值。输出控制部分熟悉CD4052的原理，并分析实验中如何实现输出控制，分析其逻辑实现。显示部分分析编码器、反相器、数码管的连接。风扇和蜂鸣器部分掌握三极管驱动的原理和继电器的原理。语音报警部分使用的芯片管脚比较多，需要熟悉管脚接法和如何进行语音播报。五、参考资料1、罗杰；谢自美.电子线路设计实验测试.电子工业出版社2、姜威.使用电子系统设计基础.北京理工大学出版社实验选题二：单极性可调精密直流稳压电源的设计实现一、设计任务设计一种单极性可调精密直流稳压电源。该系统要求输出电流不小于0.2A。在误差不大于4mV的条件下输出电压范围为0~5V，输出电压的步进值分为三种：20mV100mV1V，并能够显示输出电压值。二、设计要求及其指标1、基于微控制器的核心作用，以单片机STC89C51为核心，D/A，功率放大器组成。由单片机产生8位数字信号，通过D/A转换成模拟电压信号，经功率放大后作为电源使用；2、采用计数器等产生数字信号，经D/A转换成相应的模拟电压信号。其他同13、采用专用的电源芯片设计，如LM系列。三、设计思路本设计的思路是将模拟电路知识和数字电路知识结合起来，使学生掌握模数转换或数模转换原理及应用。所以要求设计中必须有至少一处使用数模转换。利用数字信号的可靠性，使输出的电压误差尽可能的小。四、所需准备的知识（1）模拟电路相关知识；（2）数字电路相关知识；五、参考资料1、郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展.北京：电子工业出版社.2009年2、陈晓平.Protel99SE—电子线路CAD应用教程.北京:机械工业出版社.2007年3、童诗白；华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社,2001实验选题三：红外遥控开关的设计实现一、设计任务设计制作一款双路红外遥控开关，能够分别遥控两路负载，可用于控制灯具、电风扇、加湿器等常用家用电器。作用距离大于2m。红外光峰值辐照度不小于40μW/cm²。指向性要求：圆锥角不小于30º。欠压条件下的红外光峰值辐照度：遥控器所用电源电压为额定工作电压的80%时，遥控器的红外光峰值福照度不小于20μW/cm²。指向性要求圆锥角不小于30º。静态工作电流不大于3μA。二、设计要求及其指标1、采用频分多址多通道红外遥控发射和接收系统。该系统一般采用频道编码开关，通过改变震荡电路的参数来改变震荡电路的震荡频率。当按下不同的编码键时，振荡器输出不同频率的信号，经驱动电路放大后对载波进行调制，通过红外发射管发射出去。红外接收电路由红外接收、解调、放大和执行机构等组成。当红外光电检测器件接收到发射器发来的红外编码指令后，将其转换成相应的电信号，经过放大和选频，选出不同的频率信号，加至相应的驱动及执行机构。对应每一个频率的信号，应有一个相应的选频电路。2、采用码分多址多通道红外遥控发射和接收系统。该系统的遥控信号由编码脉冲发生器产生。码分指令是用不同的脉冲数目或不同宽度的脉冲组合而成。指令编码器由基本脉冲发生电路和指令编码开关组成。当按下某一个指令键时，指令编码器将产生不同编码的指令信号。该编码信号经调制器调制后变为编码脉冲调制信号，再经驱动电路放大后加至红外发射级发射。接收端采用相应的电路进行接收控制。三、设计思路本设计的思路是产生若干个震荡频率作为控制信号，每一个按键对应一个振荡频率，经放大、调制、变为红外信号发射出去，接收端接收到红外信号后经解调、放大、选频来控制执行机构动作。四、所需准备的知识（1）模拟电路相关知识；（2）数字电路相关知识；（3）红外发射和接收五、参考资料1、康光华.电子技术基础（数字部分）[M]第五版.北京：高等教育出版社，20062、洪志良.模拟集成电路的分析与设计[M]北京：科学出版社，20053、陆勇.电子电路实验及仿真[M]北京：清华大学出版社，2004实验选题四：便携式电子秤的设计一、设计任务手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点，是家庭购物使用的首选。本设计主要任务是设计一个LED或LCD显示的便携式电子秤。二、设计要求及其指标1、基本要求：（1）秤重范围为20g~2kg；（2）检定分度值：IV级（检定分度值在一百到一千之间）；（3）显示分辨力：1g；（4）采用电阻应变式传感器检测物体重量，（5）采用模拟数字电路构建系统，完成主要电路设计，包括了传感器电路，差动放大电路，A/D转换电路以及显示电路等；（6）显示电路采用LED数码管进行显示；2、扩展要求（1）秤重范围为20g~2kg；（2）检定分度值：IV级（检定分度值在一百到一千之间）；（3）显示分辨力：1g；（4）采用电阻应变式传感器检测物体重量；（5）具有自动零点追踪、自动校正等功能；（6）显示电路采用LCD液晶显示方式，显示位数不低于4位；三、设计思路电子称的基本设计思路及原理框图如图1所示，主要包括了称重传感器电路、差动放大电路、A/D转换电路以及LED或LCD显示电路。称重传感器差动放大电路A/D转换电路LED或LCD显示电路图1电子称基本原理框图基本设计方案主要利用称重传感器将压力转化成电信号输出，其中压力传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等。称重传感器输出的电信号为差分输出形式，且差分输出电信号为微弱电信号，需采用差动放大电路将微弱模拟信号放大，其中差动放大电路可以采用专用的仪用放大器。放大后的信号直接送入A/D转换器，其输出数字量可以直接用LED或LCD显示，也可以经过处理后进行显示。四、所需准备的知识（1）模拟电路相关知识；（2）数字电路相关知识；（3）称重传感器基本原理方面知识；（4）protel原理图设计等相关知识。五、参考资料1、李淑侠.ICL7107在数显稳压电源中的应用.大连教育学院学报，2006年2期2、包本刚.基于ICL7107器件的量程自切换数字电压表的设计.中国仪器仪表，2007年2期3、张海霞；滕召胜.新型便携式电子秤设计.计量技术，2005年9期4、王艳春；于晓敏；杨欣宇.便携式电子秤的设计.齐齐哈尔大学学报：自然科学版，2003年4期实验选题五：数字式小电阻/电容测量仪设计实现一、设计任务设计一个能够测量小电阻/电容的数字式测量仪。二、设计要求及其指标1、测量1pF~100pF的电容。测量精度5%。2、测量电阻阻值1欧姆~99欧姆。测量精度5%。测量结果用七段数码管显示。三、设计思路555单稳态触发器接收到低电平信号，进入暂稳态，输出高电平。高电平持续时间wt由555外接电阻和电容决定。555输出信号和基准时钟与运算，得到一段脉冲信号。如图2。这段脉冲信号送74160，则数码管上显示这段信号的上跳沿个数（74160是上跳沿触发）。调整555外接电阻、电容，使电阻大小与数码管显示数值成10n倍,则实现1/10n精度的电阻测量。同理使电容大小与数码管显示数值成10n倍,则实现1/10n精度的电容测量。四、所需准备的知识基本知识：555单稳态触发器、4511译码器（可参阅资料1P186‘显示译码器’7448驱动BS201A）、74160计数器（可参阅资料1P291）扩展知识：微分电路、石英晶体振荡电路（可参阅资料2P406）。五、参考资料555单稳态触发器基准时钟信号7400十进制计数器74160二—十进制译码器4511BD图1系统方块图七段数码管1、阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社，2006年5月第五版2、童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社3、王连英.基于Multisim10的电子仿真.北京邮电大学出版社，2009年8月第一版4、姜钧仁.电路基础.哈尔滨工程大学出版社，2002年9月第1版5、百度文库：高效率音频功率放大器的设计一、设计任务设计并制作一个高效率音频功率放大器，不能使用现成的D类集成功率放大器。二、设计要求及其指标1、基本要求：（1）电源电压+5V，负载为8电阻。带宽为300Hz~3400Hz，输出正弦波信号无明显失真；（2）最大不失真输出功率1w；（3）输入阻抗10k，电压放大倍数连续可调。（4）在输出功率500mw时测量功率放大器的效率50%。采用开关（D类功放）实现低频功率放大。2、扩展要求电压放大倍数1~20连续可调，带宽扩展为50Hz~20KHz，输出功率保持200mW，尽量提高放大器效率或降低放大器电源电压。三、设计思路采用开关方式实现音频功率放大（即D类功率放大）是提高效率的主要途径之一。D类功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器，包括脉冲宽度调制器、功率桥电路和低通滤波电路。音频信号频率从20Hz到20kHz范围。PWM的脉宽调制将振荡电路输出的三角波与音频信号比较，在输出端产生一个其脉宽变化与音频信号幅值成正比的可变脉宽方波。PWM信号为一串方波脉冲序列，当三角波幅度大于正弦波幅度时PWM变换电路输出为低电平，但当三角波幅度低于正弦波幅度时，PWM变换器输出高电平。这个PWM信号被用来驱动功率级，产生放大的数字信号，最后通过LC低通滤波器来滤除高频成分，在负载端得到与输入模拟信号相似但被放大了的电压。只要调制频率高，输出波形的锯齿小，通过低通滤波器后的波形会更接近原来的正弦信号。系统框图如图1所示。三角波产生器（或锯齿波）比较器驱动电路开关功率输出低通滤波音频信号输入PWM调制器高速开关电路RL图1系统组成框图四、所需准备的知识（1）电路基础；（2）模拟电子技术；（3）数字电子技术。五、参考资料1、《模拟电子技术基础》哈尔滨工程大学出版社2、《数字电子技术实践教程》哈尔滨工程大学出版社实验选题七：波形发生器一、设计任务使用一片555芯片和常用运放（TL081或NE5532）芯片及常规电阻、电容、电位器，设计制作一个频率可变的同时输出矩形波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路。二、设计要求及其指标1、同时四通道输出，每通道输出矩形波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ中的一种波形，每通道输出的负载电阻均为1K欧姆。2、四种波形的频率关系为1:1:1:3（三次谐波），矩形波、锯齿波、正弦波Ⅰ输出频率范围为8kHz—10kHz，矩形波和锯齿波输出电压幅度峰峰值为1V，正弦波Ⅰ输出幅度为峰峰值2V；正弦波Ⅱ输出频率范围为24kHz—30kHz，输出电压幅度峰峰值为2V。矩形波、锯齿波和正弦波输出波形应无明显失真（使用示波器测量时）。3、频率误差不大于5%，矩形波，锯齿波，正弦波Ⅰ通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%，正弦波Ⅱ通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于10%，矩形波占空比在0～1范围内可调。4、电源只