《電子產品設計與制作》課件 模塊3：電路設計與測試實訓

電子產品設計與制作模塊3：電路設計與測試實訓3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計“電動車尾燈閃爍器”閃爍顯示示意圖3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計電路邏輯功能表或真值表“電動車尾燈閃爍器”各LED初始邏輯真值表工作狀態(tài)LED位號左轉顯示1左轉顯示2右轉顯示1右轉顯示2閃爍顯示1閃爍顯示21L1HLLLLL2L1’HLLLLL3L2LHLLLL4L2’LHLLLL5L3HLLLLL6L3’HLLLLL7L4LHLLLL8R1LLHLLL9R1’LLHLLL10R2LLLHLL11R2’LLLHLL3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計電路邏輯功能表或真值表“電動車尾燈閃爍器”各LED初始邏輯真值表工作狀態(tài)LED位號左轉顯示1左轉顯示2右轉顯示1右轉顯示2閃爍顯示1閃爍顯示212R3LLHLLL13R3’LLHLLL14R4LLLHLL15M1HLHLHL16M2LHLHHL17M3HLHLHL18M4LHLHHL19M5HLHLHL20M6LHLHHL21M7HLHLHL3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計電路邏輯功能表或真值表合并后的“電動車尾燈閃爍器”各LED邏輯真值表工作狀態(tài)LED位號左轉顯示1左轉顯示2右轉顯示1右轉顯示2閃爍顯示1閃爍顯示21L1/L1’/L3/L3’HLLLLL2L2/L2’/L4LHLLLL3R1/R1’/R3/R3’LLHLLL4R2/R2’/R4LLLHLL5M1/M3/M5/M7HLHLHL6M2/M4/M6LHLHHL3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計邏輯表達式及邏輯化簡第一步：寫出各輸出的邏輯表達式。第二步：邏輯化簡3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計控制信號選擇與設計工作狀態(tài)與所需信號對應關系信號

狀態(tài)L（Left）R(Right)F(Flicker)停止xxx左轉顯示=CLOCKxx右轉顯示x=CLOCKx閃爍顯示xx=CLOCK3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計控制信號選擇與設計 控制開關的設計選擇

開關位置、工作狀態(tài)與所需信號對應關系（表中的x表示無信號）

轉向開關位置閃爍開關位置本機工作狀態(tài)L（Left）R(Right)F(Flicker)STOPSTOP停止xxXLSTOP左轉顯示=CLOCKxXRSTOP右轉顯示x=CLOCKXSTOPFLICKER閃爍顯示xx=CLOCKLFLICKERRFLICKER3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計控制信號選擇與設計多路信號分配器（模擬電子開關）的控制設計

開關位置、工作狀態(tài)與所需信號對應關系（表中的x表示無信號）

轉向開關位置閃爍開關位置本機工作狀態(tài)BAL（Left）R(Right)F(Flicker)STOPSTOP停止HighHighxxXLSTOP左轉顯示HighLow=CLOCKxXRSTOP右轉顯示LowHighx=CLOCKXSTOPFLICKER閃爍顯示LowLowxx=CLOCKLFLICKERRFLICKER3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計控制信號選擇與設計 控制開關的連接方法

控制開關的狀態(tài)組合會形成四種本機工作狀態(tài)：停止（STOP）、左轉顯示、右轉顯示、閃爍顯示；真正有用的狀態(tài)有三種，分別用：LL：表示“左轉顯示”狀態(tài)；RR：表示“右轉顯示”狀態(tài)；FF：表示“閃爍顯示”狀態(tài)；考慮到實際電路應該有一個“地”來作為信號的基準，故該電路輸出至少有四個端子：LL、RR、FF、GND。3.1電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇設計控制信號選擇與設計 選用“低電平”為有效邏輯電平，即被選中時為低電平，未被選中時為高阻狀態(tài)。

3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試一、子任務一之設計任務的確定產生一個時鐘信號，供后續(xù)電路使用。二、子任務一之電路邏輯狀態(tài)描述、化簡與信號選擇頻率為3-5Hz、占空比約為50%的方波信號。無需化簡。該信號的高電平應能驅動后續(xù)的顯示電路，選擇大于6V；該信號的低電平應確保后續(xù)的驅動顯示電路應處于截止狀態(tài)，所以選擇必須小于1V。3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試三、子任務一之方框圖的設計3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試三、子任務一之方框圖的設計產生振蕩信號的電路有很多種，RC振蕩器、LC振蕩器、石英晶體振蕩器、DDS集成電路振蕩器等等。此處選擇555時基IC來做振蕩電路的主要考慮是：產生一個低頻的方波；而且對頻率的精度要求不高。掌握使用555時基IC作多諧振蕩器的設計方法。

3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試四、電原理圖設計及原理分析3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試四、電原理圖設計及原理分析NE555真值表

輸入輸出狀態(tài)RS(PIN4)TRH(PIN6)TR(PIN2)VO(PIN3)DIS(PIN7)1LXX低低（內部三極管導通）2H>>低低（內部三極管導通）3H<>不變不變4H<<高（內部三極管截止）5H><高（內部三極管截止）3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試555作為多諧振蕩器其原理簡介3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試電容C1的充電回路充電時間的理論計算

3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試電容C1的放電回路放電時間的理論計算

3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試電容C1的放電回路振蕩周期（頻率）及占空比的理論計算振蕩周期：占空比：3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試五、任務一的BOM生成子任務一之BOM(材料清單)

LevelPartNumberDescription規(guī)格/型號數量位號181.MODULE1時鐘發(fā)生電路任務1

2?TIMERICNE555DIP81U1

2?二極管?1D1

2?瓷片電容?3C1，C2，C3

2?碳膜電阻???

2?四芯插座（2.5mm）???

2裸導線Pitch=10mm1JP103.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試六、在PCB上的裝配位置3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試七、任務一的電路測試使用儀器：數字存儲示波器、萬用表；12V直流電源測試點：“CLOCK”(R3的一端)測試內容：正確連接電源，使用示波器觀察并記錄波形；3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試七、任務一的電路測試示波器的設置：a)探頭設置：置X10檔（一般來說，使用X10檔比X1檔對被測電路的影響較?。?.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試七、任務一的電路測試示波器的設置：b)示波器的通道CH1探頭菜單衰減系數設置：置X10檔（與探頭一致）3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試七、任務一的電路測試示波器的設置：c)通道CH1的耦合設置：DC3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試七、任務一的電路測試示波器的設置：d)通道CH1、CH2的垂直（幅度）調節(jié)設置：e）水平（時間）調節(jié)設置：f)示波器的觸發(fā)模式設置：3.2任務一：時鐘信號電路的設計與測試七、任務一的電路測試測量并保存下來的波形3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路一、子任務二之任務確定將來自任務一的CLOCK信號分配給3個輸出信號（L、R、F），同時接受來自“轉向開關”和“閃爍開關”的控制，根據開關控制邏輯要求進行有序的信號分配。3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路二、子任務二之電路邏輯、化簡及信號選擇轉向開關：轉向開關的功能定義為：根據設計要求，在“閃爍開關”處于“停止”狀態(tài)時，由轉向開關來決定本機的“左轉”和“右轉”以及“停止”工作狀態(tài)；選擇理由：為了對應其功能，轉向功能必須有“左轉”和“右轉”及“停止”三個位置。選擇結果：單刀三擲開關。三、子任務二之方框圖設計3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路四、任務二的電原理圖設計及原理分析電原理圖設計3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路任務二原理圖之一（電子開關部分）四、任務二的電原理圖設計及原理分析電原理圖設計3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路任務二原理圖之二（轉向、閃爍開關部分）3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路四、任務二的電原理圖設計及原理分析電路原理分析轉向開關、閃爍開關及控制信號B、A的連接電路3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路四、任務二的電原理圖設計及原理分析電路原理分析雙4通道模擬信號分配器（雙四選一模擬電子開關）邏輯功能圖

3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路四、任務二的電原理圖設計及原理分析電路原理分析雙4通道模擬信號分配器（雙四選一模擬電子開關）邏輯功能圖

控制端處于“ON”的通道使能端選擇B選擇ALOWLOWLOWXOYOLOWLOWHIGHX1Y1LOWHIGHLOWX2Y2LOWHIGHHIGHX3Y3HIGHXXNONE3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路四、任務二的電原理圖設計及原理分析電路原理分析轉向開關位置閃爍開關位置本機工作狀態(tài)BA通道ONL（PIN15）R(PIN14)F(PIN12)STOPSTOP停止HighHighX3無無無LSTOP左轉顯示HighLowX2=CLOCK無無RSTOP右轉顯示LowHighX1無=CLOCK無XFLICKER閃爍顯示LowLowX0無無=CLOCK工作狀態(tài)、開關位置、控制信號、4052的導通通道及輸出信號的邏輯關系四、任務二的電原理圖設計及原理分析信號分配電路圖3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路五、任務二的BOM生成任務二的材料清單LevelPartNumberDescription規(guī)格/型號數量位號181.MODULE2信號分配及控制電路任務1

2?IC多路信號分配HC4052DIP161U2

2?二極管？2?

2？瓷片電容?2?

2？碳膜電阻???3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路六、任務二在PCB上的安裝位置以及L、R、F信號測試點位置3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路七、任務二的電路測試使用儀器：數字存儲示波器，萬用表；測試內容：1）按照任務二的電原理圖（如圖3.12和圖3.13）連接好轉向開關及閃爍開關的連線；將連接好的四芯線插頭插入PCB上J2的插座。2）給PCB通電。插上12V電源插座（J1）。3）在任務一有正常CLOCK信號輸出的情況下，繼續(xù)下面的測試。4）改變開關S1、S2的位置，分別使用萬用表及示波器測量并記錄3.3任務二：閃爍模式控制及模擬開關電路七、任務二的電路測試工作狀態(tài)、開關位置、控制信號、4052的導通通道及輸出信號的測試結果表轉向開關S1位置閃爍開關S2位置工作狀態(tài)RR(V)LL(V)LRF1STOPSTOP停止??？？？2LSTOP左轉顯示??？？？3RSTOP右轉顯示??？？？4STOPFLICKER閃爍顯示??？？？5LFLICKER??？？？6RFLICKER??？？？一、設計任務確定二、電路邏輯、化簡及信號選擇三、方框圖設計3.4任務三：邏輯變換電路的設計與測試3.4任務三：邏輯變換電路的設計與測試

四、電路原理圖設計與原理分析3.4任務三：邏輯變換電路的設計與測試五、BOM生成任務三的材料清單LevelPartNumberDescription規(guī)格/型號數量位號181.MODULE3信號分配及控制電路任務1

2?二極管？2？

2?三極管？？？

2？碳膜電阻???3.4任務三：邏輯變換電路的設計與測試六、元件裝配位置圖及相關測試點位置圖3.4任務三：邏輯變換電路的設計與測試七、電路測試參考電路波形3.5任務四：LED顯示及驅動電路設計與測試一、設計任務確定二、電路邏輯、化簡及信號選擇三、方框圖設