电子技术课程设计

1、一题6组可实作，17周4下午发元件18周5、6交作品和报告；课程设计成绩分3部分：平时成绩：答疑签到作品报告希望取得(qd)优秀成绩的同学请提出申请、与指导教师答辩、有作品共四十页一、目的掌握(zhngw)双积分A/D转换的工作原理和集成双积分A/D转换器件的设计方法掌握常用数字集成电路的功能和使用。第一(dy)题 直流数字电压表共四十页二、设计内容(nirng)及要求设计直流数字电压表；直流电压测量范围： 0V1.999V，0V19.99V，0V199.9V.直流输入电阻大于100k。画出完整的设计电路图,写出总结报告。选做内容：自动量程转换。共四十页三、工作原理及框图 直流数字电压表测量(

2、cling)电路、双积分模数转换电路电路、数码显示电路和量程转换电路组成，原理框图如图1 所示。共四十页 双积分ADC是间接(jin ji)型ADC。它将取样电压转换为与之成正比的时间宽度，在此时间内计数器对周期脉冲进行计数。计数器的二进制数就是取样电压对应的数字量。 当QS=0时，积分(jfn)器对取样电压做定时积分(jfn)；当QS=1时，积分器对基准电压-VREF做定压积分。取样电压与-VREF电压极性相反，这里设取样电压为正，则-VREF为负。 电路主要由积分器、比较器、计数器、JK触发器和控制开关组成。 转换过程：定时积分和定压积分。共四十页1定时(dn sh)积分:在确定的时间内对

3、取样电压进行积分。 启动信号S输入(shr)负窄脉冲（S=0），使计数器、JK触发器QS清零，开关S1选择取样电压作积分器输入。同时开关S2闭合，使积分电容放电，vo=0。 S=1后，开关S2断开，积分器对取样电压做积分，积分器输出电压下降，比较器输出逻辑1，计数器计数从0开始计数。共四十页1定时积分:在确定(qudng)的时间内对取样电压进行积分。 当进位C=1时，下一个CP脉冲使计数器复零、JK触发器QS=1，定时积分结束(jish)，定压积分开始。积分时间：T1=2nTCP正比于取样电压共四十页2定压积分(jfn):对基准电压-VREF做定压积分 。 定时积分结束时，计数器复零，JK触发

4、器QS=1，比较器输出逻辑1，计数器从0继续计数。开关(kigun)S1选择基准电压-VREF，积分器开始对基准电压-VREF做定压积分。 共四十页2定压积分(jfn): 比较器输出逻辑0，计数器停止(tngzh)计数，并保持计数结果BZ（通常为自然二进制数）。 输出数字量正比于取样电压共四十页双积分(jfn)ADC的转换精度高。 3. 双积分(jfn)ADC的优缺点 转换过程中有2次积分，2次计数。2次积分相互抵消了同一个积分器的误差，包括时间常数RC和运放的误差，它们不影响转换结果。2次计数的时钟周期相同，周期的大小也不影响转换结果。所以，双积分ADC的转换精度高。共四十页双积分(jfn)

5、ADC抗干扰和噪声能力强。3. 双积分(jfn)ADC的优缺点 对于平均值为0的周期干扰电压，取定时积分时间T1是其周期的整倍数，可消除周期干扰电压对积分器输出的影响。例如，对于工频（50 Hz）干扰电压，取T1=20或40 mS，可消除工频干扰。 噪声是平均值为0 的随机电压，积分器可以极大地抑制噪声的影响。同样，短时脉冲干扰电压对积分器输出影响也极小。 共四十页双积分ADC的模数转换时间长，一般(ybn)达到几十个毫秒以上。3. 双积分(jfn)ADC的优缺点双积分ADC的模数转换时间长，最长转换时间TTR为共四十页优点：抗干扰能力强，精度高。 积分器可以抑制均值为0的各种噪声2次积分(j

6、fn)和2次计数消除了时钟周期T和电路参数（R、C）对测量精度的影响缺点：工作速度慢转换(zhunhun)精度受制于：计数器位数，比较器灵敏度、运放和比较器的零点漂移、积分电容的漏电、时钟频率的瞬时波动。在实用的双积分A/D转换电路中增加了零点漂移的自动补偿电路，以减小运放和比较器的零点漂移对精度的影响。共四十页四、双积分(jfn)模数转换器件 ICL7107自动(zdng)0校准（保证积分器输出为零）定时积分（信号积分）定压积分（反向积分）模数转换原理图参考电压和输入电路输入缓冲隔离积分和比较器共四十页数字和逻辑(lu j)控制时钟产生(chnshng)电路逻辑控制电路计数器转换结果数码管译

7、码驱动共阳极LED数码管共四十页五、ICL7107直流电压表（02V） 器件的输入电压范围是0VVref，Vref是基准电压（2V），从IN HI 和IN LO引脚输入。输出数字量直接驱动(q dn)4个共阳极LED数码管。数码管段信号如下：千位：AB4和负POL。百位：A3G3。十位：A2G2。个位：A1G1。电路可用protues软件仿真。共四十页第二(d r)题 数字电子钟一 、目的(md)掌握数字电子钟的设计方法； 掌握常用数字集成电路的功能和使用。共四十页（2）设计要求画出电路原理图（或仿真电路图）；元器件及参数选择(xunz)；电路仿真与调试；二、数字钟的功能及要求 （1）数字电子

8、钟功能具有计时、显示“时、分、秒”和校时功能的。 显示时、分、秒；具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；为了保证计时的稳定及准确(zhnqu)须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。共四十页三、设计(shj)原理及框图共四十页四、典型(dinxng)的单元电路（1）石英(shyng)晶体振荡器 用CMOS反相器和石英晶体振荡器产生一个频率稳定准确的32768z的方波信号，保证数字钟的走时准确及稳定。共四十页利用(lyng)HCC4060 产程秒脉冲。Reset：high-复位 low-工作(gngzu)电路可用pr

9、otues软件仿真。共四十页（2）校时电路(dinl)共四十页（3）计数器用集成(j chn)计数器实现60进制、24进制计数器。共四十页 课程设计报告(bogo) 课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练。通过写报告，不仅把设计、组装、调试的内容进行(jnxng)全面总结，而且把实践内容上升到理论高度。（1）课题名称。（2）内容摘要。（3）设计内容及要求。（4）比较和选定设计的系统方案，画出系统框图。（5）单元电路设计、参数计算和器件选择。（6）画出完整的电路图，并说明电路工作原理。（7）组装调试。（8）总结设计电路的优缺点，指出课题的核心及价值，提出改进意见和展望。（9

10、）列出系统需要的元器件。（10）列出参考文献。（11）收获、体会。共四十页组装调试的内容使用的主要仪器和仪表。调试电路方法和技巧。测试的数据和波形并与计划处结果比较分析。调试中出现的故障(gzhng)、原因及排除方法。共四十页（4）LED显示(xinsh)译码驱动器共四十页电子技术(jsh)基础课程设计基础知识 1.1 电子电路设计方法1.2 电子电路的组装(z zhun)、调试1.3 课程设计报告共四十页 在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务；根据任务进行方案选择(xunz)；然后对方案中的各部分进行单元电路的设计、参数计算和器件选择(xunz)；最后将各部分连接在一起，画出

11、一个符合设计要求的系统电路图。一、明确系统的设计任务(rn wu)要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，以便明确系统应完成的任务。1.1 电子电路设计方法共四十页二、方案选择 把系统要完成的任务分解为若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握(zhngw)的知识和资料，针对系统提出的任务、要求和条件，完成系统的功能设计。在此过程中要敢于探索，勇于创新，争取方案的设计合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。并且对方案要不断进行可行性和优缺点的分析，最后设计出一个完整框图。共四十页二、单元电路(dinl)的设计、参数计

12、算和器件选择 根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路设计、参数计算和器件选择。（1）单元电路的设计 单元电路是整机的一部分，只有把单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟订出单元电路的性能指标，与前后级之间的联系，分析电路的组成形式。 具体设计时，可以模仿成熟的先进的电路，也可以创新或改进，但都必须保证(bozhng)性能要求。而且，不仅单元电路本身要求设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入、输出信号和控制信号的关系。共四十页（2）参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算，例如放

13、大电路中各电阻值、放大倍数；振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。计算参数时，同一个电路可能有几组数据(shj)，注意选择一组能完成电路设计功能、在实践中真正可行的参数。计算电路参数(cnsh)时应注意下列问题：元器件的工作电流、电压、频率和功耗参数应能满足电路指标的要求。元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的1.5倍。电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。共四十页（3）器件选择 阻容元件的选择： 注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 分立元件的选择： 包括二极管、双极型三极管、场效应管、光电二

14、（三）极管等。根据(gnj)他们的用途分别进行选择。 集成电路的选择 ： 根据电路功能、性能指标选择集成电路。注意集成电路的功耗、电源电压、工作速度是否满足设计要求。 通过查阅有关设计手册，进行元器件的选择。共四十页（4）电路图的绘制 电路图通常是在系统框图、单元电路设计、参数计算(j sun)和器件选择的基础上绘制的，它是电路组装、调试和维修的依据。 绘制电路图时，注意以下几点： 元器件布局合理、排列均匀、图面清晰、便于阅读。注意信号流向。一般从输入端或信号源开始(kish)，由左至右或上至下按信号的流向依次画出各单元电路，而反馈通路的信号流向则与此相反。图形符号标准，适当标注。连线应为直线

15、，尽量少交叉和折弯。共四十页1.2 电子电路的组装(z zhun)、调试1.集成电路的装插 插接集成电路时首先(shuxin)应认清方向，不要倒插，所有集成电路的插入方向要保持一致，注意管脚不能弯曲。2.元器件的位置 根据电路图的各部分功能确定元器件在面包板上的位置，并按信号的流向将元器件顺地连接，以易于调试。 一、电子电路的组装 在实验板上进行电路组装，方便元器件的插解，便于电路调试，可提高器件重复利用率。共四十页3.导线的选用和连接 为检查电路的方便，根据不同用途，导线可以选用不同的颜色。一般习惯是正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其他颜色的线等。 连接用的导线要求紧贴在实验

16、板上，避免接触不良。连线不允许跨接在集成电路上，一般从集成电路周围通过，尽量做到横平竖直，这样便于查线和更换(gnhun)器件。 组装电路时注意，电路之间要共地。正确的组装方法和合理的布局，不仅使电路整齐美观，而且能提高电路工作的可靠性，便于检查和排除故障。共四十页二、电子电路的调试(dio sh)一般调试步骤如下：1.通电前检查 电路安装完毕，首先直观检查电路各部分接线是否正确，检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间有无短路，器件有无接错。2.通电检查 接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。如果出现异常现象，则应立即关断电源，待排队故障(gzhng)后方可重新通电。共四

17、十页3.单元电路调试 在调试单元电路时应明确本部分的调试要求，按调试要求测试(csh)性能指标和观察波形。调试顺序按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的整机联调创造条件。 电路调试包括静态和动态调试，通过调试掌握必要的数据、波形、现象，然后对电路进行分析、判断、排除故障，完成调试标要求。4.整机联调 各单元电路调试过错成后就为整机调试打下了基础。整机联调时应观察各单元电路连接后各级之间的信号关系，主要观察动态结果，检查电路的性能和参数，分析测量的数据和波形是否符合设计要求，对发现的故障和问题及时采取处理措施。共四十页1.3 课程设计报告(bogo) 课程

18、设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告的能力训练。通过(tnggu)写报告，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且把实践内容上升到理论高度。（1）课题名称。（2）内容摘要。（3）设计内容及要求。（4）比较和选定设计的系统方案，画出系统框图。（5）单元电路设计、参数计算和器件选择。（6）画出完整的电路图，并说明电路工作原理。（7）组装调试。（8）总结设计电路的优缺点，指出课题的核心及价值，提出改进意见和展望。（9）列出系统需要的元器件。（10）列出参考文献。（11）收获、体会。共四十页组装调试(dio sh)的内容。使用的主要仪器和仪表。调试电路方法和技巧。测试的数据和波形并与计划处结果比较分析。调试中出现的故障、原因及排除方法。共四十页内容摘要一题6组可实作，17周4下午发元件。双积分ADC是