電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院： 測控技術(shù)與通信工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 2012年7月6日 成 績： 評閱意見： 評閱教師 日期 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告一. 設(shè)計(jì)要求課程設(shè)計(jì)的總體要求（1）設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)題目要求；（2）電路在功能相當(dāng)?shù)那闆r下設(shè)計(jì)越簡單越好；(3) 注意布線，要直角連接，選最短路徑，不要相互交叉；(4) 注意用電安全，所加電壓不能太高，以免燒壞芯片和面包板。1、彩燈控制電路（1）控制16個(gè)不同顏色的彩燈依次點(diǎn)亮，不斷地循環(huán)下去。（2）每路以發(fā)光二極管為負(fù)載。（3）可實(shí)現(xiàn)控制要求：電路控制。2、溫度控制電路（1）、要求輸入電壓為5v ，紅綠發(fā)光二極管為負(fù)

2、載。（2）、調(diào)節(jié)電位器，使紅綠發(fā)光二極管交替點(diǎn)亮。二. 設(shè)計(jì)的作用、目的1進(jìn)一步掌握數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。2熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片的功能和應(yīng)用，并掌握其工作原理，進(jìn)一步學(xué)會使用其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。3了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想和方法，學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。 4培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。5數(shù)點(diǎn)課程實(shí)驗(yàn)是大學(xué)中為我們提供的唯一一次動手實(shí)踐的機(jī)會，增強(qiáng)動手實(shí)踐的能力。6.通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對電子技術(shù)電路的理解，掌握電子線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方法和一般過程，能靈活運(yùn)用已學(xué)過或者類似的集成塊構(gòu)成電路實(shí)現(xiàn)上述功能，能用仿真軟件對電子線路進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，還能夠?qū)W會查詢資料、方案比較，以及設(shè)

3、計(jì)計(jì)算及制作調(diào)試環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力。三. 設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)1.系統(tǒng)概述（一）彩燈電路1.彩燈系統(tǒng)概述實(shí)現(xiàn)彩燈控制的方法很多，如eprom編程、ram編程、單板機(jī)、單片機(jī)等，都可以組成大型彩燈控制系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)由控制電路，編碼發(fā)生電路等組成。其彩燈控制器的總設(shè)計(jì)思想如下：將振蕩器的振蕩脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的輸出作為譯碼器的地址輸入，經(jīng)譯碼器控制各路彩燈依次發(fā)亮。用框圖表示如下。振蕩器計(jì)數(shù)器譯碼器16路彩燈（二）溫控電路1.溫控系統(tǒng)概述 簡易溫度控制器是采用熱敏電阻作為溫度傳感器,由于溫度的變化而引起電壓的變化，再利用比較運(yùn)算放大器與設(shè)置的溫度值對應(yīng)的電壓進(jìn)行比較，輸

4、出高或低電平從而對控制對象即加熱器進(jìn)行控制。其電路可分為三大部分：測溫電路，比較/顯示電路 ，控制電路。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)由電位器、電壓比較器、集成運(yùn)放等組成，設(shè)計(jì)思想如下：電源為整個(gè)電路提供5v電壓，通過調(diào)節(jié)電位器，使得電壓比較器的正負(fù)極性端的電壓高低發(fā)生變化，從而使輸出的高低電平發(fā)生改變，這個(gè)從電壓比較器輸出端得到高低電平，通過控制三極管的基極時(shí)期飽和導(dǎo)通或者截止，最終來控制紅綠發(fā)光二極管的亮暗。（二）單元電路設(shè)計(jì)(或仿真)與分析*彩燈電路：1.彩燈電路總設(shè)計(jì)本電路采用電阻與電容串聯(lián)且74ls14d與電阻串聯(lián)產(chǎn)生時(shí)鐘信號，電阻為390歐姆，電容則選擇了一個(gè)比較小的100uf電容，這樣流水

5、燈能夠快速閃爍。時(shí)序邏輯電路則由74ls161d控制，選擇它的原因很簡單，便宜并且為十六進(jìn)制，正好是我們想要的，不用添加其他元件就能夠控制兩個(gè)74ls138譯碼器，使整個(gè)電路變得清晰，簡單，易懂，可讀性高。負(fù)載則由16個(gè)發(fā)光二極管組成，發(fā)光二級光有很多優(yōu)點(diǎn)，電流小，易驅(qū)動，不用額外的驅(qū)動電路。這樣，一個(gè)彩燈原理圖就畫好了。軟件仿真結(jié)果如下：2.單元電路設(shè)計(jì)參考（1）電路元件參數(shù)計(jì)算 若選用四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，振蕩周期t應(yīng)為1秒。 取c=100f時(shí)，r t/0.7c=390一般電路中。（2）計(jì)數(shù)器的選用 選四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls161。其引腳功能如下圖所示。 q0 q2作輸出，

6、q3不用。使輸出數(shù)據(jù)的頻率為輸入時(shí)鐘頻率的二分頻，周期為0.5秒。（3）譯碼器的選用 譯碼器選用74ls138，其引腳功能如下圖所示。y7y6y5y4y3y2y1y0s2s3s1a2a1a0當(dāng)輸入a0、a1、a2在000111變化時(shí)，對應(yīng)的輸出y0至y7為低電平，驅(qū)動外接彩燈發(fā)亮。（4）彩燈的選用 這里選用發(fā)光二極管做彩燈。由于電源電壓為5v，每次只亮一路燈，限流電阻r3=（ucc-vd）/id,當(dāng)r3取470時(shí)， id約為7ma。 所以發(fā)光二極管選用led的參數(shù)為：id=10ma,vd=2v,pm=100mw.總結(jié)：（1）、編碼發(fā)生器 編碼發(fā)生器根據(jù)流水要求，按節(jié)拍送出信號。74ls161具

7、有異步置數(shù)、同步置零的功能，控制方便靈活。（2）、控制電路 控制電路為編碼器提供所需的節(jié)拍和驅(qū)動信號，控制整個(gè)系統(tǒng)工作。控制電路功能有兩個(gè)：一是按需要產(chǎn)生節(jié)拍脈沖。二是采用電容和電阻諧振產(chǎn)生脈沖來輸入時(shí)鐘信號，簡單易操作。*溫控電路1.溫控電路總設(shè)計(jì)：溫控電路由電位器、電壓比較器、放大電路等組成，其中電位器受溫度影響而改變電位器的阻值，從而影響三極管的導(dǎo)通或截止。第二個(gè)滑動變阻器起到限流的作用，第一個(gè)lm324d是電壓比較器，第二個(gè)與第三個(gè)lm324d具有放大作用。負(fù)載則由2個(gè)發(fā)光二極管組成，發(fā)光二級管有很多優(yōu)點(diǎn)，電流小，易驅(qū)動，不用額外的驅(qū)動電路。這樣，一個(gè)溫控原理圖就畫好了。軟件仿真結(jié)果如

8、下：2. 單元電路設(shè)計(jì)參考（1）集成運(yùn)放電路的選用：lm324為四運(yùn)放集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝。，內(nèi)部有四個(gè)運(yùn)算放大器，有相位補(bǔ)償電路。電路功耗很小，lm324工作電壓范圍寬，可用正電源330v，或正負(fù)雙電源15v15v工作。它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為ovcc。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互單獨(dú)。每一組運(yùn)算放大器可用如圖所示的符號來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號輸入端，“v+”、“v-”為正、負(fù)電源端，“vo”為輸出端。兩個(gè)信號輸入端中，vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端vo的信號與該輸入端的相位相反；

9、vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端vo的信號與該輸入端的相位相同。lm324引腳排列見圖1。2。 lm124、lm224和lm324引腳功能及內(nèi)部電路完全一致。管腳圖原理圖（2）彩燈的選用 這里選用發(fā)光二極管做彩燈。由于電源電壓為5v，每次只亮一路燈，限流電阻r3=（ucc-vd）/id,當(dāng)r3取470時(shí)， id約為7ma。 所以發(fā)光二極管選用led的參數(shù)為：id=10ma,vd=2v,pm=100mw.（3）三極管的選用三極管選用2sc1815，其主要參數(shù)為符號參數(shù)數(shù)值單位vcbo集電極-基極電壓60vvceo集電極-射極電壓50vvebo射極-基極電壓5vic集電極電流150maib

10、基極電流50mapc耗散功率400mw外形包裝圖（4）電位器的選用： 本設(shè)計(jì)中電位器的作用是用作變阻器，電位器用作變阻器時(shí)，應(yīng)把它接成兩端器件，這樣花電位器的行程范圍內(nèi)，便可獲得一個(gè)平滑連續(xù)變化的電阻值。電位器兩側(cè)的腳是其全電阻，中間的腳是滑動結(jié)點(diǎn)，電源從兩側(cè)的一個(gè)腳接入，從中間腳引出，可以得到隨著中間腳旋轉(zhuǎn)而變化的電壓。 從外觀看，電位器是三個(gè)引腳，但在其內(nèi)部與引腳1、2相連的是兩個(gè)長短不一的金屬靜片，與引腳3相連的是一周有12或24個(gè)齒的金屬動片。當(dāng)脈沖電位器旋轉(zhuǎn)時(shí)可出現(xiàn)四種狀態(tài)：即引腳3與引腳1相連，引腳3與引腳2及引腳1全相連;引腳3與引腳2相連，引腳3與引腳2及引腳1全斷開。在實(shí)際使

11、用中，一般將引腳3接地作為數(shù)據(jù)輸入端。而引腳1、2作為數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)i/o 口相連。如圖2中所示，將引腳1與單片機(jī)的p1.0相連，引腳2與單片機(jī)的p1.1相連。當(dāng)電位器左旋或右旋時(shí)，p1.0和p1.1就會周期性地產(chǎn)生所示的波形，如果是12點(diǎn)的脈沖電位器旋轉(zhuǎn)一圈就會產(chǎn)生12組這樣的波形，24點(diǎn)的脈沖電位器就會產(chǎn)生24組這樣的波形;一組波形(或一個(gè)周期)包含了4個(gè)工作狀態(tài)。因此只要檢測出p1.0和p1.1的波形，就能識別電位器是否旋轉(zhuǎn)是左旋還是右旋。（三）電路的安裝與調(diào)試1、流水燈部分先將原件插進(jìn)面包板中，認(rèn)真檢查一下各元件連接是否正確，要注意個(gè)集成組件引腳、線不要搞錯。二極管管腳要接對。各集

12、成組件的電源和接地端要接好。然后分以下步驟進(jìn)行檢查調(diào)試。（1）、觀察發(fā)光二極管是否正常發(fā)光合上電源開關(guān)，接通電源，這時(shí)發(fā)光二極管應(yīng)該逐個(gè)閃亮，循環(huán)往復(fù)，如果他們不亮，應(yīng)該首先檢查電源是否正常，然后檢查各元件是否插嚴(yán)，各發(fā)光二極管的陽極都確切接電源正極。（2）、檢查振蕩器是否起振如果發(fā)光二極管只有第一個(gè)常亮而其余均不亮，則表明邏輯電路出現(xiàn)問題，應(yīng)該檢查振蕩電路是否起振，可用萬用表電壓檔測起振電路的輸出端是否有信號產(chǎn)生2、 溫控電路部分 使用電位器時(shí)應(yīng)注意中間的管腳必須接入電路，使用其中任意兩個(gè)管腳即可，三極管的e b c管腳應(yīng)該接正確。 （1）、接通電源，此時(shí)紅綠發(fā)光二極管應(yīng)有一個(gè)處于點(diǎn)亮狀態(tài)

13、（2）、調(diào)節(jié)電位器，在調(diào)節(jié)過程中觀察是否出現(xiàn)紅綠發(fā)光二極管交替點(diǎn)亮狀態(tài)。調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)長時(shí)間旋轉(zhuǎn)電位器的旋鈕，直到出現(xiàn)兩發(fā)光二極管交替點(diǎn)亮狀態(tài)為止。 （3）此電路是主要由電子技術(shù)中的模電部分制作而成，由于共模抑制比難以確定，想要得到精確的值需要多次的調(diào)試，調(diào)試可以分步進(jìn)行，首先可以調(diào)試溫度檢測電路，調(diào)節(jié)電位器，測量輸出電壓u0的值是否符合計(jì)算值，如果出現(xiàn)了過大或者過小的情況，則應(yīng)該檢測焊接中是否出現(xiàn)短路或者斷路，排除問題后再進(jìn)行下一部分調(diào)試。 在調(diào)試中要正確連接電源端口，在比較和控制部分應(yīng)注意加上拉電阻否則三極管基極會承受巨大的電壓會導(dǎo)致三極管發(fā)熱甚至燒壞。 溫度檢測電路調(diào)試完成之后,再進(jìn)行比較電路

14、和控制電路的調(diào)試。通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來設(shè)定滑動電阻的0%、38%、39%、40%、100%分別對應(yīng)的電壓值。然后接通電源,檢查電路是否出現(xiàn)發(fā)熱或冒煙現(xiàn)象,若有則立刻切斷電源,再重新檢查電路是否有短路或虛焊。待到電路完全連接正確之后再接通電源,調(diào)節(jié)測溫電路的滑動變阻器,觀察二極管是否按要求正常發(fā)光,若有問題則再調(diào)節(jié)滑動變阻器來調(diào)節(jié)電壓,直至電路符合題目要求。 四心得體會、存在問題和進(jìn)一步的改進(jìn)意見等本次課程設(shè)計(jì)我只用了一個(gè)星期的時(shí)間就全部做完，效率很高，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)之前根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，每個(gè)模塊都仔細(xì)的設(shè)計(jì)分析了，正是整個(gè)過程我都認(rèn)真的態(tài)度和方案選擇合適，才有這么高的效率。而且從本次課程設(shè)計(jì)中收獲很

15、多。可以總結(jié)為以下的幾點(diǎn)：（一）、鞏固數(shù)電知識這次課程設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)的一些相關(guān)知識，在整個(gè)實(shí)習(xí)過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學(xué)習(xí)。我在最開始，就先將實(shí)習(xí)用到的知識通過翻閱數(shù)電書回顧了一遍（這也是對這門課的復(fù)習(xí)，給以后的復(fù)習(xí)備考減少了很多負(fù)擔(dān)），這樣的回顧讓我對知識的理解更加透徹，對后來的快速設(shè)計(jì)起了很好的鋪墊作用。而且還參考了數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書， 關(guān)于芯片的管腳，里面有清晰的描述。（二）、學(xué)會用電路板、芯片、導(dǎo)線等組裝各種功能的電路；雖然這不是第一次用電路板，因?yàn)橹暗恼n內(nèi)實(shí)驗(yàn)也用過，但當(dāng)時(shí)的運(yùn)用也只是插些導(dǎo)線和電阻電容之類的，用了電路板的很小部分。這次的實(shí)習(xí)中應(yīng)用了整

16、塊板子，實(shí)習(xí)后對電路板的組成完全了解了，并能熟練運(yùn)用。實(shí)習(xí)中通過對電路的連接也懂得了如何通過設(shè)計(jì)的分析對所連電路的整體布局，如何更好的放置芯片在最合適的位置。在導(dǎo)線的連接上，如何選擇導(dǎo)線走向是關(guān)鍵，我們應(yīng)該盡量保證所連電路的簡捷，寧短勿長，合理布線。一個(gè)完美的作品不僅要能很好的完成要求實(shí)現(xiàn)功能，還要在感官上給人美的享受。所以站在美的角度對自己的電路進(jìn)行改良是很必要的。（三）、理論聯(lián)系實(shí)際據(jù)老師介紹，這是大學(xué)里唯一一次比較大型的動手實(shí)踐機(jī)會。我當(dāng)然不會錯過。課程設(shè)計(jì)，通過選擇的題目，根據(jù)要求，運(yùn)用所學(xué)知識將其付諸實(shí)踐來完成。這并不是在課堂上的單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解，這需要的是一種

17、理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實(shí)際的動手操作則完全不同，需要考慮實(shí)際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實(shí)際中則不然。比如在動筆做題時(shí)我們是不用考慮導(dǎo)線、電阻是否連接的牢固合理，但在實(shí)際中，導(dǎo)線電阻有時(shí)是會帶來時(shí)延造成花型變化的錯亂，所以我們應(yīng)盡量在連接電路時(shí)選擇最短路徑。平時(shí)試驗(yàn)中，我就很認(rèn)真，所以會比平時(shí)不動手的要輕松地多。（四）、和同學(xué)共同合作、互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步最初大家沒思路的時(shí)候，特別的著急，我想出來了，大家問我，我就說了我的思路，我們不是抄襲，只是探討，們個(gè)人都理解了才開始設(shè)計(jì)，我做的循環(huán)兩遍，他們的都不是。我們的設(shè)計(jì)不同，我只是給大家

18、啟發(fā)了一個(gè)思考點(diǎn)。理論上我先設(shè)計(jì)出來，但在實(shí)習(xí)中經(jīng)常會遇到一些自己可能暫時(shí)無法想明白的問題，請教同學(xué)或老師是很好的做法，節(jié)省時(shí)間，也會從別人身上學(xué)到更多。在設(shè)計(jì)時(shí)和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的想法，其他人的設(shè)計(jì)也可能有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設(shè)計(jì)方法。（五）電路組裝、調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多“特長線”。不但影響布線速度，而且也會給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時(shí)已經(jīng)布線不少，不可能重新開始

19、，再三權(quán)衡，最后只移動了一個(gè)芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因?yàn)橐蟛粶?zhǔn)交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工夫。調(diào)試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測試，就遇了實(shí)驗(yàn)板上有插孔不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。相對于別的辦法，我選擇了導(dǎo)線顯式連通，因?yàn)槠涓魑?，更易?shí)現(xiàn)。對于高阻導(dǎo)線則只能換掉。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。在整個(gè)調(diào)試完成后，卻遇到的新問題：彩燈演示時(shí)有時(shí)正常有時(shí)混亂。在排除其它可能的情況下，我仔細(xì)檢查各端子的連接情況，發(fā)現(xiàn)清“0”端在清“0”后懸空了。將其插到電源正極后，發(fā)現(xiàn)問題解決了。總結(jié)：通過此次摸電課程設(shè)計(jì)對溫控電路和彩

20、燈電路的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對數(shù)字電子技術(shù)這門課程的理解，對其應(yīng)用有了一定的認(rèn)識，提高了我們綜合運(yùn)用知識的能力，以及分析問題、解決問題的能力。本次試驗(yàn)是目前我想出的用最少的器件，最簡單的布線來實(shí)現(xiàn)所要求的功能。從電路圖的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、仿真、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，都是自己思考和動手。掌握了modelsim軟件的操作，用所學(xué)習(xí)過的芯片設(shè)計(jì)電路，并用面包板來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)的過程中排錯、檢查的能力也得到鍛煉?？偠灾煤美昧藢W(xué)校給我們提供的此次實(shí)習(xí)的機(jī)會，努力按要求完成了任務(wù)，提高了自己的綜合思考能力和動手實(shí)踐能。課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了很多問題。比如說設(shè)計(jì)原理圖時(shí)，必須懂得對講機(jī)的工作原理，運(yùn)用放大器具有對微弱信號放大的功能對

21、電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了多級放大，因此又必須對多級放大電路的設(shè)計(jì)方法有一定的了解。還有，在實(shí)際電路中，由于一些器件因素或外界因素的干擾，會使輸出電路不穩(wěn)定，用示波器觀察輸出波形會出現(xiàn)失真現(xiàn)象，因此要引入一定程度的深度負(fù)反馕來穩(wěn)定放大電路的性能。對原理圖設(shè)計(jì)完成時(shí)，要確定各器件參數(shù)。此時(shí)就要運(yùn)用所學(xué)的課本知識與指導(dǎo)書上的提示進(jìn)行計(jì)算。參數(shù)運(yùn)算比較復(fù)雜必須按一定的順序，否則很容易出錯。我是先從后級算起的，根據(jù)負(fù)載條件確定后級的偏置電路，然后再計(jì)算前級的偏置電路，進(jìn)一步由放大電路的頻率特性來確定耦合電容與旁路電容的量，最后由電壓放大倍數(shù)確定負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。電路設(shè)計(jì)過程及參數(shù)確定比較煩瑣，我在算時(shí)會遇到很多問題，有時(shí)實(shí)在算不出來了就想放棄，但很快自己會意識到那是一種錯誤的想法，所以自己會給自己鼓勁繼續(xù)往下進(jìn)行，當(dāng)算到最后時(shí)便會有很大