电子课程设计内容_电科专业

第一篇：电子课程设计内容_电科专业

电子课程设计内容

及时间安排

电科11级时间安排：

第一次：9月4日【周三】，上午8:30~11:30；学院三楼机房； 第二次：9月6日【周五】，上午8:30~11:30；学院三楼机房； 第三次：9月9日【周一】，下午2:00~4:30；学院三楼机房； 第四次：9月13日【周五】，上午8:30~11:30；学院三楼机房；

交报告时间：9月17日下午2点-4点。地点学院楼B204.请大家作好电路知识、Mulitisim、Protel99软件的预习；

在网上或者图书馆查找相关资料；

一、设计目的

1．集成运算放大电路当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系，在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。

2．本课程设计通过Mulitisim编写程序几种运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证，并利用Protel软件对实现对积累运算放大电路的设计，并最终实现PCB版图形式。

二、开发软硬件：计算机，Mulitisim，Protel软件；

三、设计任务及步骤：

(1)通过Mulitisim编写程序运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证。要求：

1.运算放大电路类型：同相比例、反相比例、加法、减法、积分、微分电路；

2.所有运算放大电路的增益均可任意调节；

3.输入电压波形可以任意选取，并且可对输入波形的运算进行实时显示，并且可以进行比较；

(2)对设计完成的运算放大电路功能验证无误后，通过Protel软件对首先对电路进行原理图SCH设计，要求：所有运算放大电路在一张原理图上； 运算放大器芯片可以选择集成运放741系列；输入输出信号需预留接口；(3)设计完成原理图SCH后，利用Protel软件设计完成印制板图PCB，要求：至少为双层PCB板；

四、设计方案(样例)：

运放是现代电子仪器的核心和灵魂。它们的适应性、稳定性和执行多种功能的能力使运放成为了模拟电路的理想选择。运放是从模拟量计算领域中发展起来的，即为了解决应用于工程中不同的公式计算问题，设计出计算加、减、乘、除、积分、微分等电路。今天，模拟计算机已经基本上被数字计算机所替代，但是运放很强的功能性被保留了下来并且仍应用于无数的电子电路和仪器中。

运放基本上是一个带两个输入端的高增益差动放大器。从运放的传输曲线可以看出，输出电压Vout由下式计算：

VoutA(VVAV)

(1)式中，A为开环增益，V-为反相输出端电压，V+为正相输出端电压，增益前的负号使输出信号反向。增益(A)定义为输出电压(Vout)和输入的电压差值(△V)比值的大小。实际应用中，运放的增益能够达到10000~20000000。因此，只需要很小的输入信号就能得到很大的输出。例如，如果运放的增益为1000000，5mV的输入电压就能够得到5V的输出电压。

输出电压不可能超过提供的电源电压。实际上，运放的额定输出电压Vmax 通常只是提供的电源电压的一小部分。这个界限通常作为正/负电源电压的参考。

高增益的放大器在控制和抑制进入饱和状态上都有困难，但加入一些外部元件能将部分输出反馈作用于输入端。对于负反馈电路，反馈信号同输入信号的相位相反，使放大器稳定，这称为闭环连接。在实际应用中，反馈牺牲了增益来获取稳定性，将部分的开环增益用来使电路稳定。典型的运放电路开环增益为105~107，而闭环增益仅为10~1000。如果为正反馈，那么放大器将变为一个振荡器。

1．反相放大器

图1中所示的电路是最常见的运放电路，它显示出了如何在牺牲增益的条件下获得稳定，线性的放大器。标号为Rf的反馈电阻用于将输出信号反馈作用于输入端，反馈电阻连接到负输入端表示电路为负反馈连接。输入电压V1通过输入电阻R1产生了一个输入电路i1。电压差△V加载在+、—输入端之间，放大器的正输入端接地。

图1 利用回路公式计算传输特性： 输入回路：

V1i1R1V

(2)反馈回路：

VoutifRfV

(3)求和节点

i1ifiin

(4)增益公式：

VoutAV

(5)由以上4个式子可以得到输出：

Voutiin/Z(V1/R1)/Z

(6)式中，闭环阻抗Z=1/Rf+1/ARf+1/Rf。

反馈电阻和输入电阻通常都较大(k)级，并且A很大(大于100000)，因此Z=1/Rf。更进一步，△V通常很小(几微伏)且放大器的输入阻抗Zin很大(大约10M),那么输入输入电流(Iin=△V/Zin)非常小，可以认为为零。则传输曲线变为：

Vout(Rf/R1)V1(G)V(7)式中，Rf/R1的比值称为闭环增益G，负号表示输出反向。闭环增益可以通过选择两个电阻Rf和R1来设定。

2．同向比例运放电路

同向比例运放电路组成如图2所示，将输入电阻R1接地，并且将输入信号加载道+输入端。

RfR1ui-+图2 电压在通过由反馈电阻Rf和输入电阻R1组成的分压电路的时候产生压降，中间位置的电压V-为：

V(R1/(R1Rf))Vout

(8)

+uo

根据理想运放的性质1，运放的输入电压△V为零，因此Vin=V-。重新排列公式

Vout(1Rf/R1)Vin

(9)通用运放的闭环增益为G=1+Rf/R1，并且不会改变输入信号的符号。从中可以看出电路的输入阻抗Zi很大。

ZiZin(R1/(R1Rf))A

(10)式中，Zin为实际运放的输入阻抗(大约为20m，且由于电路的开环增益A很大，输出阻抗Z0趋紧于零，因此，同向比例运放电路能够以有限的增益有效地对输入电路进行缓冲。

3．运放积分电路

图3 图3为运放积分电路示意图。在运放积分电路中，用电容器替换反馈电阻。理想电容器能够存储电荷(Q)，并且没有漏电流。输入电流通过求和节点对反馈电容器Cf进行充电。电容器上的电压等于Vout，电容器存储电荷Q=CV，即Q=CfVout，并且电流I=dQ/dt，可以得到

ifCf(dVout/dt)

(11)将运放看做理想运放，i1=Vin/R1，且i1=If，则

Vin/R1Cf(dVout/dt)

(12)用积分的形势表达：

Vout(1/R1Cf)Vindt

(13)输出电压为输入电压的积分乘以一个比例系数(1/R1Cf)。R的电位是欧姆，C的单位是法拉，RC的单位是秒。例如，一个1uF的电容器和一个1M的电阻组成的积分电路的时间常数为1秒。

假设输入电压恒定，那么输入电压项可以从积分号中提出来，公式变为：

Vout(Vin/R1Cf)t常数

(14)其中常数由初始条件确定，如在t=0时刻，Vout=V0。

输入电压和时间为斜率为—(Vin/R1Cf)的直线。例如，当Vin=—1V，C=1uF并且R=1M,则斜率为1vot/sec。在运放达到饱和以前，输出电压按这个比例线性地变化。通过在反馈电容器上加载初始电压，能够得到积分的常数项。同样可以在积分开始或t=0时，定义初始条件Vout(0)=Vconstant，输出电压则从初始电压开始增加或减少。通常情况下，初始电压设定为零。在反馈电容器上连接一根短接线，并在积分开始时移走，可以实现初始电压为零。

4．运放加法电路

图4 图4为运放加法电路原理图。运放加法电路是反相比例电路的变形，带有两个或更多的输入信号。各个输入电压Vi通过各自的输入电阻Ri连接到各自的输入电阻Ri连接到运放的-输入引脚。运放加法电路满足克希荷夫第二定律，即在任意瞬时，电路中任意节点流入流出的电流和为零。在V-这一点，i1ifiin0。而且理想运放没有输入电流、没有偏置电流。在这种连接情况下，-输入端通常称为求和节点(Vs)。这个点的另一个表述为：在求和节点上，所有的电流和为零。对于输入回路1

i1V1/R

1(15)对于输入回路2

i2V2/R

2(16)对于反馈回路

if(Vout/Rf)

(17)根据以上式子可得输出

VoutRf(V1/R1)Rf(V2R2)

(18)如果R1=R2=R，那么电路模拟了一个真实的加法电路。

Vout(Rf/R)(V1V2)

(19)在Rf/R=1/2的特殊情况下，输出电压为输入电压的平均值。

五、验收方式：结束完毕后以实验报告的形式上交结果，其中包括Mulitisim程序，仿真结果图，SCH原理图，PCB印制板图。

六、报告内容：包括设计任务分析，设计方案（基本原理）介绍，各模块功能介绍，调试过程，结论，心得体会等内容。

第二篇：数电电子时钟课程设计

专业课程设计报告

题目：数字电子钟课程设计

系

别

电气工程系

专业班级

电气班

学生姓名

指导教师

提交日期

2011年X月X日

一、设计目的3

二、设计要求和设计指标

三、设计内容

3.1方案设计与选择

3.2原理设计和功能描述

3.2.1数字计时器的设计思想

3.2.2数字电子钟总体框架图

3.3单元电路的设计

3.3.1数字电子钟原理效果图

3.3.2晶体振荡器电路

3.3.3分频器电路

3.3.4时间计数器电路

3.3.5数码管

3.3.6扬声器

3.4元器件清单

3.4.1数字电子钟仿真

四、本设计改进建议

五、感想

六、主要参考文献

附录

一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

二、设计要求和设计指标

1、设计一个能显示时、分、秒的数字钟，显示时间从00：00：00到23：59：592、设计的电路包括产生时基信号，时、分、秒的计时电路，显示电路。

3、扩展功能：能实现校时、教分、教秒；整点报时。

三、设计内容

3.1方案设计与选择

数字电子技术的复杂性和灵活性决定了数字电子钟的设计方案有多种，如下是我总结的部分方案。

方案一：

脉冲信号源的选择。用555定时器制作的多谐振荡器，信号发生器，脉冲芯片等方式都可以作为脉冲信号源，在此我选择的是多谐振荡器，主要考虑的是它的易于制作和很好的稳定性。

方案二：

时分秒计数器的选择。时分秒计数器的选择同样有多种，74160N和74161N都是不错的选择，74LS160和

74LS161,74LS190和74LS191等等也都可以，考虑到其简单易用和作为课本上重点内容在此我们选择的是74160N。

方案三：

译码显示器的选择。DCD_HEX或7448加上SEVEN_SEG_COM_K等也是多种方案，这里我选择的是DCD_HEX。

3.2原理设计和功能描述

3.2.1数字计时器的设计思想

要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。

3.2.2数字电子钟总体框架图

图2-2

3.3单元电路的设计

3.3.1数字电子钟原理效果图

图2-3-1

3.3.2晶体振荡器电路

晶体振荡器是电子钟的核心，晶体振荡器设计的质量直接影响了整个电的好坏。这里我用555定时器制作了一个多谐振荡器。

其中R1=57.72

kΩ,R1=115.4

kΩ,C=100nF,Cf=10nF,f=1/0.7(Rw+2R)C=1/[0.7(57.72+2*115.4)*103*100*10-9]≈50Hz。

其产生的频率为50Hz,然后经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如图：

图2-3-2

3.3.3分频器电路

分频器是由两个74160N组成的50进制计数器。则输出端的频率则是将原来的50Hz分成1Hz的频率输出，实现分频效果。

图2-3-3

3.3.4时间计数器电路

时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器，其原理图如下：

图2-3-4

3.3.5数码管

数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管DCD_HEX，其已内含译码器功能，所以不用再另加译码器。

图2-3-5

3.3.6扬声器

该扬声器的额定频率为200Hz，额定电压为3V，额定电流为0.05A。

图2-3-6

3.4元器件清单

元件名称

数量(个)

DCD_HEX

74160N

555_VIRTUAL

4049BT_5V

74LS00D

57.72kΩ电阻

115.4kΩ电阻

5V直流电源

BUZZER

100nF电容

10nF电容

导线

若干

表2-4

3.4.1数字电子钟仿真

下图为仿真结果，仿真开始时，多谐振荡器产生50Hz的正弦脉冲信号，然后经过分频器后其输出的频率变为1Hz。计数器接收到脉冲信号后开始计数，计数结果显示在数码管上。当分秒计数器达到59分59秒，然后再来一个脉冲信号时扬声器开始发声，也就是整点报时。下面为其中的一张仿真图。

图3-1

四、本设计改进建议

1、应选用石英晶体振荡器，为了简化电路分频选用CD4040。

2、本设计校时电路是将各个位上的使能端引出接一个单刀双掷开关，一端（1端）接低位的进位信号，另一端（2端）接校时电路。校正某位上的时间时，可以将相应位的开关接到2端，通过拨动校时电路就能实现校时功能。

3、没有校时电路。

五、感想

（1）

布局设计：要先根据主体电路图和扩展电路图想象各个元件的分布位置，哪块电路板该放哪些元件，如何最大限度利用电路板的空间，怎么样才能使走线明朗、简洁。

（2）

布线工艺：一开始看到电线像蜘蛛网一样，密密麻麻的，非常难看懂和检查，后来看了预先设计的线路，而且用各种颜色的导线区分，显得明朗清晰。

（3）

课题核心及使用价值：该课题用一个生活中的实力展示了振荡电路、计数电路、译码电路的作用与衔接过程，揭示了电子钟内部电路图及其各部分的作用。我们通过此课题，结合上学期学习的模拟电子、数字电子技术的理论课知识，可以系统地学习电子设计与测试的流程、方法、原理，为我们以后设计更加专业、复杂的集成电路打下雄厚的基础。

六、主要参考文献

[1]

清华大学电子学教研组编，童诗白、华成英主编：《

模拟电子技术基础

》

[

M

]

.（第四版）.北京：高等教育出版社,2006.5（2009重印）

[2]华中工学院电子学教研室编，康华光主编：《电子

基础——数字部分》

[M]

.（第四版）.北京:高等教育出版社，1988年

[3]

清华大学电子学教研组编，阎

石主编：《

数学电子技术基础

》

[M]

.（第五版).北京：高等教育出版社，2006.5（2008年重印）

[4]辽宁工程技术大学电工与电子技术实验中心组编，马玉芳、朴忠学、张国军主编：《

电子技术实验指导书

》，2010.3

[5]朱清慧、张凤蕊、翟天蒿、王志奎编著：《

Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真

》

[M]

.北京：清华大学教育出版社，2008.9

[6]熊幸明主编：《电子电工技能训练》

[M].北京:电子工业出版社，2005年

华nan理工大学guang州学院

附录

第三篇：数电课程设计-电子数字钟

题目：数字电子钟 数字电子技术课程设计报告

班 级:

2016年 12月26日

第 1 页 目录

1、课程设计内容及要求**********************************************第3页

2、元器件清单及主要器件介绍****************************************第4页

3、原理设计和功能描述***********************************************第7页

4、数字电子钟的实现*************************************************第10页

5、总结与心得体会******************************************************第11页

第 2 页 课程设计内容及要求

1.1 数字钟简介

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高、产品更新换代的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的生活日用品。广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。

1.2 设计要求

1.设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。2.整点报时。在59分59秒时输出信号，音频持续1s，在结束时刻为整点。

元器件清单及主要器件介绍

第 3 页 2.1 元器件清单（1）74LS00（1片）（2）74LS20（1片）（3）74LS161（6片）

（4）共阳七段数码显示器（6片）（5）74LS248（6片）（6）555(1片)（7）开关(3片)（8）电阻、晶振、电容、导线、锡丝等（若干）

2.2 主要元器件引脚排列及逻辑功能

1.共阳七段显示器

发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。

LED数码管中的发光二极管共有两种连接方法：

（1）共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。实验中使用的LED显示器为共阴极接法

（2）共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。使用时公共阳极接＋ 第 4 页 5V。这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。

注： 课设中使用的是共阳极数码管。2.74LS161芯片介绍

74LS161是十进制同步计数器（异步清除）。其管脚图及逻辑

功能引脚图：

Qcc进位输出端 CR 清零 Q1-Q3 输出端 CP 脉冲 D0-D3 数据输入

3.译码器（74LS247）

74LS247各引脚功能说明如下图：6、2、1、7脚为译码输入（即编码输出）；9—15为

第 5 页 译码输出；

8、16脚为电源正负极。

74LS247译码器功能表

原理设计和功能描述

第 6 页

3.1数字计时器的设计思想

要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。

3.2数字电子钟总体框架图

（一）计数器

秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制，小时为二十四进制。

（1）六十进制计数

由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用一片555组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。

第 7 页（2）二十四进制计数

“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——„„——22——23——00——01——02——„„”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，它是由一片555构造成的同步二十四计数器，利用异步清零端实现起从23——00的翻转，其中“24”为过渡状态不显示。其中，“时”十位是3进制，“时”个位是十进制。

（二）显示器

本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器。74LS247译码器对应的显示器是共阳极显示器。

3.2 数字电子钟原理图

3.5PCB图

第 8 页

3.5数字电子钟的组装与调试

由图3-1中所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装，逐级级联。这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路。

级联时如果出现时序配合不同步，或剑锋脉冲干扰，引起的逻辑混乱，可以增加多级逻辑门来延时。如果显示字符变化很快，模糊不清，可能是由于电源电流的跳变引起的，可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容。通常用几十微法的大电容与0.01μF的小电容相并联。

数字电子钟的实现

第 9 页

PCB板正面

PCB板背面

第 10 页

总结与心得体会

此次课程设计，我们三个人分工合作，努力把课程设计做好，在完成数字时钟的基本功能的前提下，不断完善它的外观、课程设计的费用等其他外部问题。坚持做好课程设计的每一步。

刚开始的PCB的制作是由杨宜谚负责具体实施部分，万梓杰负责的是各种器件的购买，我则负责报告的撰写。每个人都有相应的任务，负责的部分都需要付出巨大的努力才能得到相应的收获。在此我们明白了团结合作的重要性。

具体的实施过程中我们也遇到了许多的困难。刚开始的PCB制作，我们多次尝试未果，总是出现各种问题，在实验室学长同学等的帮助下，我们最终弄出来了。在实际制作板子的过程中我们也遇到了一个问题。导致总是不能成功，我们几个不断想尽办法，然而结果却不是很理想，最终知道就是一个小小的错误的时候，我们就知道了细节也是我们需要的极其注重的一个地方。一个数码管是坏的。我们做课设的时候不仅要注重整体把握，同时也需要细节上的不错误。

第 11 页

第四篇：专业课程设计题目及内容2013

设计题目1：具有语音功能的光控计数器设计

设计内容：

设计一个以单片机为核心的具有语音功能的光控计数器，实现对于某一空间内（例如：酒店、公交车内）的人数进行统计，有人进来说：欢迎光临，有人出去说：谢谢光临，并通过按钮来控制单片机报其总人数，大概实现0——200人的计数。

【提示工作原理】：采用对射式红外线计数，当遮挡物按正方向挡住两组红外线（产生一个脉冲），它就自动计数加1，当遮挡物按负方向挡住两组红外线（产生另外一种脉冲），它就自动计数减1。

设计题目2：室内温度测量及控制系统设计

设计内容：

设计一个以单片机为核心的温度控制系统，通过LM35对室温进行测量，感知外界的温度，再与我们自己设定的温度进行比较。如果超过设定的温度，就驱动电机驱动控制电路，进行调节室温。测温范围: 10~50°C。

设计题目3：基于单片机的电子秤设计

设计内容：

设计一个电子称，以单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路，从而实现自动称重系统的各种控制功能。

设计题目4：便携式驾驶员酒精含量测试仪设计 设计内容：

设计一个基于单片机的便携式驾驶员酒精含量测试仪，测试人体呼出气体中酒精含量。测试仪采用气体传感器作为敏感单元，把气体中含有的乙醇气态浓度转换成电信号，再经A/D模块以及微处理器的处理，由LCD直观显示出被测气体中的乙醇浓度，由此检测驾驶员是否醉酒驾车。

设计题目5：汽车倒车雷达设计

设计内容：

设计一个基于单片机的汽车倒车雷达，要求测量距离范围为0.1～3米，精度误差在10厘米以内。显示器件可以是LED，也可以是LCD。先设定一个临界值，当车尾与障碍物的距离小于设定的最小距离时，红色指示灯闪亮，绿色指示灯熄灭。

设计题目6：水塔水位报警显示及控制系统设计

设计内容：

设计一个基于单片机的水塔水位控制系统，当水位低于下限水位A时，报警显示，并启动水泵抽水；当水位达到上限水位B时，报警显示，并停止水泵抽水，从而实现水泵的自动抽水工作循环。

第五篇：2013级电子4班模电课程设计

模拟电子技术课程设计A

一、模拟电子技术课程设计的性质

本课程是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次命题的课程设计，是在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。

二、模拟电子技术课程设计目的

本课程旨在培养学生综合电子电路知识，解决电子技术方面常见实际问题的能力，促使学生积累实际电子制作经验，准备走向更复杂更实用的应用领域，是参加“全国大学生电子竞赛”前的技能培训课程。目的在于巩固基础、注重设计、训练技能、追求创新、走向实用。

三、模拟电子技术课程设计的方法与步骤

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，然后对方案中的各部分进行单元的设计、参数计算和器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整系统电路图。

1、设计任务分析

对设计任务进行具体分析，充分了解任务书所给定的性能和指标，以便明确应完成的任务。

2、方案论证

这一步的工作要求是把整体的任务分配给若干个单元电路，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。在这个过程中要勇于探索和创新，力争做到设计方案合理、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。框图必须正确反映系统应完成的任务和各组成部分功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。

3、方案实现 1）单元电路设计

单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整体设计水平。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 关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿成熟的先进电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要相互配合，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。

2）参数计算

为保证单元电路达到功能指标的要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各阻值、放大倍数的计算，振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数的计算。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。

3）器件选择

阻容元件的选择：电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的 电路对电阻和电容性能要求也不同，有些电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量铝电解电容，为滤掉高频通常还需并联小容量瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。

分立元件的选择：分立元件包括二极管、晶体三极管、光电二

（三）极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件种类不同，注意事项也不同。例如选择晶体三极管时，首先注意是选择NPN型还是PNP型管，是高频管还是低频管，是大功率还是小功率，并注意管子的参数是否满足电路设计指标的要求。

集成电路的选择：由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能，所以

选用集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵活，它不仅使系统体积缩小，而且性能可靠，便于调试及运用，在设计电路时颇受欢迎。集成电路有模拟集成电路和数字集成电路。国内外已生出大量集成电路，其器件的型号、原理、功能、特征可查阅有关手册。选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且要满足功耗、电压、速度、价格等多方面的要求。

安装调试：

安装与调试过程应按照先局部后整机的原则，安装时要注意元器件的布局及走线的合理，以及万能板与外围器件联接处的定位。调试时根据信号的流向逐块调试，使各功能块都要达到各自技术指标的要求，然后把它们连接起来进行统调和系统测试。调试包括调整与测试两部分，调整主要是调节电路中可变元器件或更换器件，使之达到性能的改善。测试是采用电子仪器测量相关点的数据与波形，以便准确判断设计电路的性能。装配前必须对元器件进行性能参数测试。

四、设计题目

题目1： 波形发生电路

要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。

指标：输出频率分别为：102HZ、103HZ和104Hz；方波的输出电压峰峰值VPP≥20V

(华成英：“模拟电子技术基本教程”P275-P303)题目2： 音频功率放大电路

要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。

指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47K。

(华成英：“模拟电子技术基本教程”P176-P186)题目3：串联型直流稳压电源

要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。指标：

1、输出电压6V、9V两档，正负极性输出；

2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA；

3、纹波电压峰值▲Vop-p≤5mv；

(华成英：“模拟电子技术基本教程”P315-P333)

五、设计报告内容

封面：按照广工大课程设计报告的封面要求，要求学院专业班别学号用全称并且统一格式。

正文内容包括： 1)设计题目 2)设计任务和要求 3)整体电路设计

（1）方案比较；（2）整体电路框图（3）单元电路设计及元器件选择；（4）画出系统的电路总图；

对报告中的电路图要求

A、原理图中元件电气图形符号符合国家标准； B、整体布局合理，注标规范。

C、列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量)D、图纸幅面为A4。

设计报告统一采用小四宋体，行距为1倍 4)电路调试过程与结果：

对模拟电路应有理论设计数据、实测数据和误差分析，同时要有主要测试点的波形图。5)总结

总结作品的优点和不足的地方，以后可能的改进方案，通过这次课程设计的心得体会。

附录：完整的电路图和装配图（正反面）。

六、主要参考书目：

1、童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》

2、康华光，《电子技术基础》模拟部分

3、赵淑范

王宪伟，《电子技术实验与课程设计》

附指导老师联系方式：

唐惠玲老师：***

注：

1、三个题目任选一个题目，可以相互讨论，每个人设计并焊接一块板；

2、万能板，焊锡等请班长统一到实验四号楼602跟刘汉瑞老师领取；

3、验收初步预定在第16-20周的某一个下午验收，验收时要求每个同学答辩5分钟，主要说明自己的设计原理、方案和心得体会等；

4、最后每个人上交自己焊接的电路板和课程设计报告。