電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(2014電氣1201)

1、二一三二一四學(xué)年第二學(xué)期信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)計(jì)劃書班 級： 電氣2012級1班 課程名稱： 電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì) 學(xué)時(shí)學(xué)分： 1 周 1 學(xué)分 指導(dǎo)教師： 吳 建 國 二一四 年 六 月 九 日一、課程設(shè)計(jì)目的與要求：綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程知識，利用半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一些電子電路，以復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理論知識，提高電子器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、繪制系統(tǒng)電路圖的能力，為實(shí)際應(yīng)用奠定一定的基礎(chǔ)。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到如下基本要求：（1） 綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)到的理論知識去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)課題。（2） 通過查閱手冊和參考文獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。（3） 進(jìn)一步熟悉常用電子器

2、件的類型和特性，并掌握合理選用的原則。（4） 學(xué)會電子電路的安裝于調(diào)試技能。（5） 進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法。（6） 學(xué)會撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。（7） 培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。本次課程設(shè)計(jì)，原則上指導(dǎo)老師只給出大致的設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)思路上不框定和約束同學(xué)們的思維，所以同學(xué)們可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性而有所發(fā)揮，并力求設(shè)計(jì)方案凝練可行、思路獨(dú)特、效果良好。二、課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排：第一天：教師布置設(shè)計(jì)任務(wù)，講解設(shè)計(jì)要求，提示設(shè)計(jì)要點(diǎn)。第二四天：查閱資料（在圖書館或上網(wǎng)），提出設(shè)計(jì)方案。第三八天：畫出詳細(xì)設(shè)計(jì)圖（電路圖），得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：題目一 音

3、樂彩燈控制器設(shè)計(jì)題目二 溫度測量與控制器設(shè)計(jì)題目三 音響放大器的設(shè)計(jì)題目四 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)題目五 多路智力競賽搶答器的設(shè)計(jì)題目六 數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)題目七 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)四設(shè)計(jì)流程：1選題并由指導(dǎo)教師簡要講解題目；2分析題意并查閱資料；3初步確定設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行必要計(jì)算；4進(jìn)行適當(dāng)修改、并由指導(dǎo)老師簡單答疑；5編寫設(shè)計(jì)報(bào)告；6上交設(shè)計(jì)報(bào)告；7由指導(dǎo)教師給出總成績。五設(shè)計(jì)報(bào)告要求：1內(nèi)容要求： 課題名稱。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求。 方案選擇與論證。方案的原理框圖，總體電路圖及說明，單元電路設(shè)計(jì)與計(jì)算說明，元器件選擇和電路參數(shù)計(jì)算的說明等。 電路調(diào)試。 收獲體會、存在問題和進(jìn)一步改進(jìn)意見等。2格式要求

4、：設(shè)計(jì)報(bào)告字?jǐn)?shù)應(yīng)在3000字以上。設(shè)計(jì)報(bào)告格式見附件1和附件2。六參考文獻(xiàn)：1謝自美. 電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試. 華中科技大學(xué)出版社.2006.8 2陸坤等. 電子技術(shù)設(shè)計(jì). 電子工業(yè)出版社.2001.53馬建國. 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì). 高等教育出版社.2005.3七評分標(biāo)準(zhǔn)：電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是一門單列的課程，成績要單獨(dú)記入，所以希望同學(xué)們能引起重視，把課程設(shè)計(jì)做好。1設(shè)計(jì)方案新穎，有獨(dú)到之處，且可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)；2邏輯嚴(yán)密，分析透徹，計(jì)算到位。3提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)要求，硬件設(shè)計(jì)。編寫完整、條理分明、排版工整、符合格式要求。4設(shè)計(jì)說明書要求自己獨(dú)立完成，不允許抄襲。附件1：設(shè)計(jì)

5、報(bào)告格式（封面）電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)題目名稱： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 附件2：設(shè)計(jì)報(bào)告格式正文目錄電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)正文目錄一設(shè)計(jì)題目：二設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：三題目分析或內(nèi)容摘要： 四整體構(gòu)思或方案選擇：五具體實(shí)現(xiàn)：畫出總體方框圖和原理圖、說明電路的工作原理。原理圖可以電腦畫，也可以手畫，但必須規(guī)整。（也可以把原理圖放在附錄中）六各部分定性說明以及定量計(jì)算：電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件的選擇；指標(biāo)參數(shù)誤差計(jì)算及參數(shù)調(diào)整元器件；清單表。七設(shè)計(jì)收獲、體會和建議：八參考文獻(xiàn)：附件3：設(shè)計(jì)題目題目一 音樂彩燈控制器設(shè)計(jì)聲控音樂彩燈是音樂聲響與彩燈燈光的相互組合，使音樂的旋律伴以亮

6、度、顏色和圖案不斷變換的燈光，使人的視覺和聽覺結(jié)合在一起獲得綜合的藝術(shù)享受。1. 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1) 任務(wù)設(shè)計(jì)一種組合式彩燈控制電路，該電路由三路不同控制方法的彩燈所組成，采用不同顏色的發(fā)光二極管作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。(2) 要求 第一路為音樂節(jié)奏控制彩燈，按音樂節(jié)拍變換彩燈花樣。 第二路按音量的強(qiáng)弱（信號幅度大?。┛刂撇薀?。強(qiáng)音時(shí)，燈的亮度加大，且燈被點(diǎn)亮的數(shù)目增多。 第三路按音調(diào)高低（信號頻率高低）控制彩燈。低音時(shí)，某一部分燈點(diǎn)亮；高音時(shí)，另一部分燈點(diǎn)亮。2. 總體方案設(shè)計(jì)(1) 設(shè)計(jì)思路根據(jù)課題要求，本控制器可分別用三部分電路實(shí)現(xiàn)。音樂的節(jié)奏往往由樂隊(duì)的鼓點(diǎn)來體現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上它是具有一定時(shí)間間隔的節(jié)

7、拍脈沖信號。因此，可采用計(jì)數(shù)、譯碼驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成節(jié)拍脈沖信號發(fā)生器（或稱時(shí)間順序控制器），使相應(yīng)的彩燈按節(jié)奏點(diǎn)亮和熄滅。為實(shí)現(xiàn)聲音信號強(qiáng)弱的控制，應(yīng)該將聲音信號變成電信號，經(jīng)過放大、整流濾波，以信號的平均值驅(qū)動(dòng)彩燈發(fā)亮。信號強(qiáng)，則燈的亮度大，且點(diǎn)亮燈的數(shù)目增多。為實(shí)現(xiàn)高、低音（不同頻率信號）對彩燈的控制，采用高、低通有源濾波電路。低通濾波器限制高音頻信號通過，而高通濾波器限制低音頻信號通過，分頻段輸出信號，經(jīng)過放大驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。(2) 控制器原理框圖 采用運(yùn)算放大器或555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，產(chǎn)生矩形波信號作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖。 計(jì)數(shù)器輸出經(jīng)譯碼器可得多路譯碼輸出信號，再通過驅(qū)動(dòng)器

8、使相應(yīng)的彩燈點(diǎn)亮。 采用動(dòng)圈式話筒或者揚(yáng)聲器，將聲響信號變成電信號輸出，并經(jīng)放大器將其放大。由于音頻信號的頻率高于發(fā)光元件的響應(yīng)頻率，為使發(fā)光元件有適當(dāng)?shù)娘@示時(shí)間，可加入延時(shí)電路，減少發(fā)光元件閃爍現(xiàn)象。 人耳聽覺范圍的信號頻率在20Hz-20kHz，為簡單起見，可將音頻信號分成兩個(gè)不同頻段，分別用低、高通濾波器來區(qū)分這兩段頻率信號，然后經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路使音響放大器的設(shè)計(jì)?？刂破髟韴D參考文獻(xiàn)：任為民主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).1986題目二 溫度測量與控制器設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)研究中，經(jīng)常需要對某一系統(tǒng)的溫度進(jìn)行測量，并能自動(dòng)地控制、調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的溫度。下面設(shè)計(jì)并制作對某一系

9、統(tǒng)的溫度進(jìn)行測量與控制的電路。電路要求為： 被測溫度和控制溫度均可數(shù)字顯示。 測量溫度范圍為，精度為。 控制溫度連續(xù)可調(diào)，精度為。 溫度超過額定值時(shí)，產(chǎn)生聲、光報(bào)警信號。2. 總體方案設(shè)計(jì)(1) 設(shè)計(jì)思路 對溫度進(jìn)行測量、控制并顯示，首先必須將溫度（非電量）轉(zhuǎn)換成電量，可采用溫度傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn)成相應(yīng)的電信號，并通過放大、濾波后送A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后進(jìn)行譯碼顯示。 恒溫控制，將要控制的溫度所對應(yīng)的電壓值作為基準(zhǔn)電壓，用實(shí)際測量值與進(jìn)行比較，比較結(jié)果（輸出狀態(tài)）自動(dòng)地控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度。 報(bào)警部分，設(shè)定被控溫度對應(yīng)的最大允許值為，當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際溫度達(dá)到此對應(yīng)值時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號。 溫度顯

10、示部分，采用轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，可分別顯示系統(tǒng)控制溫度對應(yīng)值和報(bào)警溫度對應(yīng)值。(2) 原理框圖 在圖1所示框圖中：圖1 設(shè)計(jì)思路原理框圖 傳感器可采用鉑電阻、精密電阻和電位器組成測量電橋，如圖2所示，電橋的輸出電壓作為運(yùn)放構(gòu)成的差動(dòng)放大器的雙端輸入信號，將信號放大后由低通濾波器將高頻信號濾除。圖2 設(shè)計(jì)思路電路圖在時(shí)，調(diào)節(jié)，使顯示器顯示。在時(shí)，調(diào)節(jié)放大器的增益（調(diào)電位器），使顯示器顯示。注意放大器的輸出電壓不允許大于A/D轉(zhuǎn)換器的最大輸入的電壓值。 被測溫度信號電壓加于比較1與控制溫度電壓進(jìn)行比較，比較結(jié)果通過調(diào)溫控制電路控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)動(dòng)作，使被控系統(tǒng)升溫或降溫。 當(dāng)控制電路出現(xiàn)故障使溫度失控時(shí)

11、，使被控系統(tǒng)溫度達(dá)到允許最高溫度對應(yīng)值，用聲、光報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)，值班人員將采取相應(yīng)的緊急措施。 開關(guān) 可分別監(jiān)測系統(tǒng)溫度、控制溫度電壓 和報(bào)警溫度電壓 ，通過A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示器顯示出相應(yīng)的溫度數(shù)值。 參考文獻(xiàn)：方佩文.發(fā)酵罐的溫度測量與控制.電子技術(shù)應(yīng)用.1990.10 題目三 音響放大器的設(shè)計(jì)方案要求：在所設(shè)計(jì)的音響放大器中，應(yīng)具有話筒擴(kuò)音、音調(diào)控制、音量控制、電子混響、卡拉OK伴唱等功能。要求了解集成功率放大器內(nèi)部電路工作原理，掌握音響放大器的設(shè)計(jì)方法以及主要性能參數(shù)的測試。并能通過查閱必要的資料來選擇元器件。1給定條件(1) 具有對話筒與錄音機(jī)輸出信號進(jìn)行擴(kuò)音、

12、音調(diào)控制、卡拉OK伴唱等功能。(2) 主要技術(shù)指標(biāo)：額定功率（g3%）；負(fù)載阻抗；截止頻率，；音調(diào)控制特性：處增益為0dB；處和處有dB的調(diào)節(jié)范圍；dB；話筒放大級輸入靈敏度；錄音機(jī)的輸出信號電壓為；輸入阻抗。（為了保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的多樣性，技術(shù)指標(biāo)部分可另取值）。(3) 主要器件：；話筒（低阻20W）電子混響模塊一個(gè)；集成功放LA4102一只；集成運(yùn)放LM324一只（或mA741 3只）；負(fù)載電阻一只；揚(yáng)聲器一只。2工作原理該設(shè)計(jì)中話筒擴(kuò)音和混合放大級是利用運(yùn)算放大器所構(gòu)成的放大電路，可分別實(shí)現(xiàn)話音放大和錄音機(jī)信號放大，也可進(jìn)行信號混合放大。通過對電子混響延時(shí)器作用的了解，對其濾波、采樣、存儲、

13、轉(zhuǎn)換、延時(shí)輸出等各環(huán)節(jié)作用有所認(rèn)識。音調(diào)控制器由運(yùn)算放大器和電阻、電容所構(gòu)成，主要是用來控制和調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性，它的低通濾波器和高通濾波器電路可對低音頻和高音頻進(jìn)行提升和衰減，該電路元件少，調(diào)節(jié)方便，應(yīng)用較廣。功率放大電路主要采用的是集成的音頻功放，通過了解集成功率放大器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和工作原理，便可掌握其外圍電路的參數(shù)設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)：主編謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試.華中科技大學(xué)出版社題目四 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案要求：查閱教材相關(guān)內(nèi)容及有關(guān)資料，設(shè)計(jì)由分立元件組成的串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源和集成穩(wěn)壓電源。要求理解穩(wěn)壓電路原理，掌握變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓、保護(hù)及輸出電流擴(kuò)展等電路的設(shè)計(jì)方法

14、，了解主要指標(biāo)的測試技術(shù)。1給定條件(1) 采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電源，輸出電壓為612V、915V、1218V，輸出電流為300mA。穩(wěn)壓系數(shù)為0.5%，紋波電壓小于10 mV，輸出電阻小于0.15，交流電壓為220V22V。要求帶過流保護(hù)。(2) 采用三端固定穩(wěn)壓集成塊（W78XX，1A）組成穩(wěn)壓電源，輸出電壓為6V、9V、12V，輸出電流為1.5A。穩(wěn)壓系數(shù)為0.5%，紋波電壓小于10 mV，輸出電阻小于0.15，交流電壓為220V22V。輸出電流需擴(kuò)展并帶過流保護(hù)。2工作原理直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路組成，各部分電路的作用如下：(1) 電源變壓器電源變壓器的作用是

15、將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓。(2) 整流濾波電路利用四只整流二極管組成單相橋式整流電路，將交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電容C濾除紋波，輸出直流電壓。(3) 穩(wěn)壓電路調(diào)整管與負(fù)載電阻相串聯(lián)，組成串聯(lián)式穩(wěn)壓電路；或采用集成穩(wěn)壓塊組成穩(wěn)壓電路。電路輸出穩(wěn)定的直流電壓。參考文獻(xiàn)：主編謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試.華中科技大學(xué)出版社題目五 多路智力競賽搶答器的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)十人參加的智力競賽計(jì)時(shí)搶答器； 2當(dāng)有某一參賽者首先按下?lián)尨痖_關(guān)時(shí)，相應(yīng)顯示編號并伴有聲響。此時(shí)，搶答器不在接受其他輸入信號； 3. 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間定位30秒，當(dāng)節(jié)目主持

16、人按下開始按鈕后，要求定時(shí)器立即倒計(jì)時(shí)，并在顯示器上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間0.5秒左右；4具有回答問題時(shí)間控制功能。要求回答問題的時(shí)間小于等于100秒（顯示為 0 99），時(shí)間顯示采用倒計(jì)時(shí)方式，當(dāng)達(dá)到限定時(shí)間時(shí)，發(fā)出聲響以示警告；5. 節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答開始；6畫出完整的電路原理圖。參考文獻(xiàn)：主編謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試.華中科技大學(xué)出版社題目六 數(shù)字頻率計(jì)任務(wù)與要求數(shù)字頻率計(jì)是用來測量正弦信號、矩形信號等波形工作頻率的儀器，其測量結(jié)果直接用十進(jìn)制數(shù)字顯示。本題要求采用中、小規(guī)模集成芯片設(shè)計(jì)制作一個(gè)具有下列功能的數(shù)字頻率測量儀。1. 被測信號的頻率范圍為1Hz-100kHz，分為兩個(gè)頻段，即1-999Hz、1-100kHz，用3位數(shù)碼管顯示測量數(shù)據(jù)，并用發(fā)光二極管表