2016版-电子技术课程设计

1 电子技术课程设计计划书 一 本次课程设计目的 进一步学习和掌握数字和模拟电子技术的工作原理 培养学生设计电子电 路的能力 学会使用 Multisim10 软件做仿真实验 修改 完善 验证和实现电 路的设计方案 充分认识理论知识对应用技术的指导性作用 进一步加强理论 知识与应用相结合的实践和锻炼 通过这次设计实践能够进一步加深对专业知 识和理论知识学习的认识和理解 使自己的设计水平和对所学的知识的应用能 力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高 具体要求 1 结合所学的数字和模拟电子技术的理论知识来完成数字和模拟电子技术课程 设计 2 学会根据选题确定设计电路的功能和本次设计的目标及完成的步骤 3 在数字和模拟电子技术的课程设计中 熟悉数字和模拟电子技术的设计方法 和技巧以及集成电路的使用 4 学会采用 Multisim10 软件方法仿真电路 掌握分析仿真结果的方法 5 初步掌握电路设计科学技术应用文的写作方法 二 本次课程设计安排 1 时间安排 第 16 周 17 周为课程设计时间 该时间段内 学生停课 专心作好课程设 计 2 人员安排 本次课程设计共有 7 个班 指导教师 庞晶 电子 1 2 班 翟翠 电子 3 4 班 张国勇 电子 5 班 胡和智 通信 1 2 班 3 地点安排 计电学部 A304 A320 A324 A328 4 要求一人一个课题 必须做出仿真结果 按照提供的模板做好设计报告 严 禁相互抄袭 5 答辩时间地点 17 周周四和周五 指导教师通知 三 上交材料要求 1 要求纸制文档一份 用 A4 纸张打印 2 电子文档一份 用自己的学号和姓名命名文件名 设计时间 第 16 17 周星期一至星期五 注意 答辩时必须提交所有材料给指导老师 4 课程设计报告书样版 见附件 1 5 课程设计题目 见附件 2 2 附件 1 河北工业大学廊坊分校 电子技术课程设计报告书 课题名称 一种多种波形发生器设计 姓 名 学 号 院 系 部 计电学部 专 业 电子信息 C141 指导教师 2014 级电子信息学生 电子技术课程设计 3 2016 年 6 月 12 日 一 设计任务及要求 用中小规模集成芯片设计制作产生方波 三角波和正弦波等多种波形信号输出的波形 发生器 具体要求如下 1 输出波形工作频率范围为 0 02HZ 20KHZ 且连续可调 2 正弦波幅值 10V 失真度小于 1 5 3 方波幅值 10V 4 三角波峰 峰值 20V 各种输出波形幅值均连续可调 5 采用 Multisim10 软件方法仿真电路 给出并分析仿真结果 指导教师签名 2016 年 6 月 日 二 指导教师评语 指导教师签名 2016 年 6 月 日 三 成绩 指导教师签名 2016 年 6 月 日 4 一种多种波形发生器设计的设计 宋体 2 号居中 1 设计目的 黑体 4 号 1 熟悉集成电路的引脚安排 宋体 5 号 2 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法 3 了解多种波形发生器的组成及工作原理 4 熟悉多种波形发生器的设计与制作 2 设计思路 略 黑体 4 号 3 设计过程 黑体 4 号 3 1 方案论证 黑体小 4 号 1 多种波形发生器设计方案 1 如图 1 所示 图 1 用正弦波振荡器实现多种波形发生器的方框图 方案 1 的工作原理 请分析完整 正文宋体 5 号 2 多种波形发生器设计方案 2 如图 2 所示 宋体 5 号 图表文字宋体小五 图 2 用多谐振荡器实现多种波形发生器的方框图 宋体 5 号居中 方案 2 的工作原理 请分析完整 文氏 桥振荡 器 方波形 成电路 三角波形 成电路 频率选 择控制 直流电源 正弦波 三角波 方波 方波产 生电路 三角波形 成电路 正弦波形 成电路 频率选 择控制 直流电源 正弦波 三角波 方波 5 3 2 电路设计 黑体小四 多种波形发生器电路如图 3 所示 略 请分析完整 宋体小四 3 3 仿真结果与分析 略 请分析完整 黑体小四 4 主要仪器与设备 黑体四 5 设计体会与建议 黑体四 5 1 设计体会 黑体小四 5 2 对设计的建议 黑体小四 参考文献 黑体小四 至少 5 篇 1 康华光 电子技术基础 M 北京 高等教育出版社 1999 年 宋体 5 号 单倍距 2 彭华林等编 数字电子技术 M 长沙 湖南大学出版社 2004 年 3 金唯香等编 电子测试技术 M 长沙 湖南大学出版社 2004 年 4 侯建军 数字电路实验一体化教程 M 北京 清华大学出版社 北京交通大学出版社 2005 年 5 阎石 数字电子技术基础 M 北京 高等教育出版社 2001 年 6 杨素行 模拟电子技术基础简明教程 M 北京 高等教育出版社 2005 年 7 童诗白 模拟电子技术基础 M 北京 高等教育出版社 2014 年 6 附件 2 题 目 题目 1 多种波形发生器 1 基本要求 设计制作能产生正弦波 方波 三角波等多种波形信号输出 的波形发生器 具体要求如下 1 输出波形工作频率范围为 0 2HZ 200KHZ 且连续可调 2 输出频率分四档 低频档 2Hz 20Hz 中频档 20Hz 2kHz 中高频档 2KHz 20kHz 高频档 20kHz 200kHz 3 输出带 LED 指示 2 扩展 1 输出矩形波 锯齿波 2 正弦波 三角波波形幅值均连续可调 3 方波波形幅值连续可调 3 建议参考元器件 或其他 741 运放 555 电位器 稳压管 二极管 电阻 电容若干 4 设计思路 或其他 1 用正弦波振荡器实 现 文氏桥 振荡器 方波形 成电路 三角波形 成电路 频率选 择控制 直流电源 正弦波 三角波 方波 7 2 用多谐振荡器实现 或其他 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 能够产生正弦波 方波 三角波 3 中 在及格的基础上 频率分为四档 且连续可调 4 良 电路布局合理 在中的基础上 并能输出矩形波 锯齿波 且输出带 LED 显示 5 优 在良的基础上 完成波形幅值的连续可调 题目2 路灯自动节能控制器 一 设计要求 1 要求有两种工作模式 并可选择在任意工作模式下 工作模式 0 根据光线的亮暗自动打开路灯 亮暗的定义是可调的 而不是一成不 变的 工作模式 1 根据时间的不同能自动打开或者关闭路灯 路灯什么时候需要关闭或 者打开 时间也是可调的 2 到半夜的时候行人稀少 自动关闭一半的路灯 达到节能的目的 3 至少做六个路灯 二 扩展部分 1 设计稳压电源供电 2 能自动记录路灯的开灯个数 用数码管显示 3 能累计路灯的开灯时间 用数码管显示 三 建议参考元器件 或其他 NE555 LM339 LM311 LED 74LS160 74LS00 光敏电阻 14Cds 电容等 四 设计思路 或其他 方波产 生电路 三角波形 成电路 正弦波形 成电路 频率选 择控制 直流电源 正弦波 三角波 方波 8 光线检测电路 时间电路 模式 选择 与 条件 判断 路灯 开关 电路 路 灯 图 1 系统结构框图 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 可在模式 0 或模式 1 下 灯能亮和灭 3 中 电路完成了基本功能 可在模式 0 和模式 1 下 灯能按要求亮灭 4 良 电路完成了基本功能 电路布局合理 信号清晰 达到了按要求亮灭 5 优 完成 2 项及以上扩展 题目 3 篮球竞赛 24s 计时器 一 设计要求 用中小规模集成芯片设计并制作篮球竞赛 24 秒计时器 具体要求如下 1 具有显示 24s 倒计时功能 用两个数码管显示 其计时间隔为 1s 2 设置复位键 系统可随时返回初始状态 即进攻方计时器返回到 24s 3 设置启动和停止键 控制计时器的直接启动计数 停止计数功能 4 计时器递减计数到 00 时 数码显示器不能灭灯 同时发出光电报警 信号 5 用仿真软件 PROTEUS 或 mulitisim 对电路进行仿真 二 扩展 1 暂停 继续键 控制计时器的暂停 继续计数 2 外部操作开关采用消抖措施 以防机械抖动造成电路工作不稳定 三 建议参考元器件 或其他 32768Hz 晶振 CD4060 NE555 74LS192 CD4511 数码管 74LS00 74LS04 9 四 设计思路 或其他 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 能够产生秒信号 计数器能工作 数码 管能显示 3 中 电路完成了基本功能 产生秒信号并正确计数 正确显示时间 4 良 电路完成了基本功能 布局合理 信号清晰 能正确实现各按键功 能 5 优 完成1项及以上扩展 题目 4 多功能数字钟 一 设计要求 用中小规模集成芯片设计并制作多功能数字钟 具体要求如下 1 准确计时 以数字形式显示时 00 23 分 00 59 秒 00 59 的时间 2 具有校时功能 二 扩展 1 整点报时 2 闹钟设定功能 三 建议参考元器件 或其他 74ls160 cd4511 cd4060 NE555 数共阴极码管 其他基本逻辑器件 四 设计思路 或其他 秒脉冲发生器 计数器 译码 显示 控制电路 报警电路 10 秒基准信号 发生器 计数器 控制电路 时间显示 报时 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 能够产生秒信号 计数器能工作 数码管能显示 3 中 电路完成了基本功能 产生秒信号并计数 时分秒能按标准显示 4 良 电路完成了基本功能 电路布局合理 信号清晰 时分秒能正确显示并能校时 5 优 完成 1 项及以上扩展 题目 5 智力竞赛抢答器 一 设计任务 1 抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛 分别用 8 个按钮 S0 S7 表示 2 设置一个由主持人控制的开关 控制系统 清除 和 抢答 开始 3 抢答器具有锁存与显示功能 即选手按动按钮 锁存相应的编号 并在 LED 数码管上显 示 同时扬声器发出报警声响提示 选手抢答实行优先锁存 优先抢答选手的编号一直 保持到主持人将系统清除为止 二 扩展任务 1 抢答器具有定时抢答功能 且一次抢答的时间由主持人设定 如 30 秒 当主持人 启动 开始 键后 定时器进行减计时 同时扬声器发出短暂的声响 声响持续的时间 0 5 秒左右 2 参赛选手在设定的时间内进行抢答 抢答有效 定时器停止工作 显示器上显示选 手的编号和抢答的时间 并保持到主持人将系统清除为止 3 如果定时时间到却无人抢答 本次抢答无效 系统报警并禁止抢答 定时器上显示 00 11 三 建议参考元器件 或其他 74LS148 74LS279 74LS00 74LS121 74LS192 NE555 等 四 设计思路 图 1 总体框图 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 编码 锁存 译码电路能正常工作 3 中 电路完成了基本功能 按钮按下能正常显示抢答结构 4 良 电路完成了基本功能 电路布局合理 信号清晰 达到了要求 5 优 完成 2 项及以上扩展 题目 6 交通灯控制电路 一 设计要求 用中小规模集成芯片设计并制作十字路口的交通灯控制电路 具体要求如下 1 用红 绿 黄三色发光二极管作信号灯 用逻辑开关启动交通灯控制器 2 东西方向 南北方向交替允许通行 如东西向绿灯亮 20s 接着东西向绿灯闪 3s 之 后黄灯亮 3s 变成红灯 同时南北向红灯亮 26s 接下来南北向重复东西方向动作 如此 循环 二 扩展 1 有时间倒计时显示 2 可预制时间 3 两个方向时间可以分别控制 12 4 特殊情况能实现手控通行 三 建议参考元器件 或其他 74ls192 cd4511 cd4060 NE555 LED 数共阴极码管 拨码开关 32768Hz 晶振 四 设计思路 或其他 秒基准信号 发生器 计数器 逻辑控制 红绿灯 计时显示 手动控制电路 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 能够产生秒信号 计数器能工作 灯能交替亮 3 中 电路完成了基本功能 产生秒信号并技术 灯能按要求交替亮 4 良 电路完成了基本功能 电路布局合理 信号清晰 达到了交替亮灭的要求 5 优 完成2项及以上扩展 题目 7 九位按键数字密码锁 一 设计要求 用中小规模集成芯片设计并制作电子密码锁 具体要求如下 1 编码按钮分别为 0 1 2 9 十个按键 设置 4 个密码键 2 当输入正确的密码时 输出开锁信号 将锁开启 并在开锁 7 秒后 电路恢复初始 状态 3 用发光二极管作为输出指示 绿灯亮 红灯灭表示开锁 红灯亮 绿灯灭表示不开 4 电路应具有防盗功能 密码顺序不对或密码有误时 电路将被锁 1 分钟 二 扩展 1 报警功能 若开锁时间超过 1 分钟 系统报警 2 密码可以修改 13 三 原理框图 或其他 四 建议参考元器件 或其他 74ls74 NE555 74ls04 74ls00 9013 发光二极管 蜂鸣器 按键 电阻 电容若 干 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 能够识别密码 并输出开锁信号 3 中 电路完成了基本功能 当输入正确的密码时 输出开锁信号 将锁开启 并在开锁 7 秒后 电路恢复初始状态 4 良 电路完成了基本功能 电路布局合理 密码顺序不对或密码有误时 电路将被锁 1 分钟 5 优 完成扩展功能 题目8 直流稳压电源 一 设计要求 1 设计一个直流稳压电源 输出电压为 5V 5 10V 可调 输出电流大于 1A 或者输出电压为 12V 输出电流大于 200mA 2 稳压 可调压 有基本保护电路 3 稳定性好 输出纹波电压小于 10mV 输出电阻足够小 温度系数小 二 扩展 满足上述要求基础上达到以下要求 1 输出电流达到 2A 开锁电路 编码按键 控 制 电 路 伪码按键 1 分延时电 路 7 秒延时电路 报警电路 14 2 各种负载对稳压效果的影响 3 多种过压过流措施 三 参考元件 变压器 保险管 电解电容 LM317 7805 整流桥 3A 50V 二极管 三极 管 四 设计思路 或其他 五 评分标准 1 不及格 未完成基本要求 电路不能工作 2 及格 电路完成了最基本功能 能够达到稳压电路的基本要求 3 中 达到及格要求基础之上 电路布局合理 参数选择得当 电路基本功扎 实 4 良 达到中的要求基础之上 完成两项扩展功能 5 优 达到良基础之上 完成所有扩展功能 题目9 其他自拟题目 评分标准 参考以上各标准 总体评分标准 课程设计结束后 教师将根据以下几方面来评定成绩 设计方案的正确性与合理性 实验动手能力 安装工艺水平 调试中分析解决问题的能力 以及创新精神等 总结 报告 答辩情况 课题的论述和回答问题的情况 设计过程中的学习态度 工作作风 和科学精神 具体如下 15 及格 遵守实习纪律 设计报告符合要求 基本部分电路原理图绘制正确 工作原理 论述清楚 中等 在及格的基础上 小组答辩回答问题全部正确 良好 在中基础上 电路板调试成功 工作稳定 可靠 优秀 在良好基础上 扩展部分电路设计正确 调试成功