厂区工厂供电课程设计

第一篇：厂区工厂供电课程设计

一． 综合课程设计相关要求和题目（1）本课程设计的地位和作用

综合课程设计是学生在学习专业基础课和专业课程之后 的一个非常重要的实践环节，根据专业的不同研究方向，学生自己通过设计电气控制系统或者电力供配电系统，巩固和加深对专业知识的理解，训练综合运用知识的能力，通过该课程设计，设计出符合任务要求的电路，掌握通用设计的方法和步骤，训练并提高学生在文献检索、资料利用、方案比较和元器件选择等方面的综合能力，同时为毕业设计和毕业后从事电子技术方面的科研和开发打下一定的基础。（2）课程设计的目的和要求 a.能够较全面地巩固和利用“电气控制技术”、“工厂供电”、“继电保护原理”等课程中所学的基本理论和基本方法，并掌握综合课程设计的基本方法；

b.能合理、灵活地应用各种标准典型电路实现规定的控制系统和配电系统；

c.培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力；

d.培养书写课程设计报告的能力。

（3）课程设计的基本要求

根据设计任务，从选择设计方案开始，进行电路设计，选择合适的器件，画出电路设计图；通过安装、调试，直至实现

任务要求的全部功能，对电路要求布局合理，走线清晰，工作可靠，经验收合格后，写出完整的课程设计报告。（4）课程设计报告要求

课程设计报告应包含以下的内容： 1.对设计课题进行简要阐述； 2.设计任务及具体要求

3.总体设计方案方框图及各部分电路设计； 4.电路图； 5.器件清单； 6.调试结果记录 7.总结和体会。

课程设计报告应内容完整，字迹工整，图表整齐，数据详实。（5）课程设计的具体步骤

课程设计的一般设计方法和步骤是：分析设计任务和性能指标，选择总体方案，设计单元电路，选择器件，计算参数，画总体电路图。进行仿真试验和性能测试。实际设计过程中往往反复进行以上各步骤，才能达到设计要求，需要灵活掌握。

a.总体方案选择

设计电路的第一步就是选择总体方案，就是根据提出的设计任务要求及性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现设计任务提出的各项要求和技术指标。

设计过程中，往往有多种方案可供选择，应针对任务要

求，查阅资料，权衡各方案的优缺点，从中选优。

b.单元系统电路的设计

二． 概述

工厂供电，是指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。因此电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本或投资总额中所占的比重多少，而是在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，都具有十分重要的意义。

三． 设计任务及具体要求

厂区供电设计：根据厂区车间的位置，负荷情况，求出变压器的容量的大笑，并对电力线路进行选择。包括电缆的型号、长度的选择、设备的控制开关柜等，并画出线路布置图。

某一厂区，其具体的数据如下： 厂区面积为：（米）1100x1200 车间分布及负荷情况：

一加工车间：200，二加工车间：240，机修车间：100，铸造车间：700，锻压车间：680，热处理车间：340，装配车间：155，办公楼：70，仓库32.四． 厂区布置

说明：1.考虑到车间的用电容量，将各车间和仓库对称布置，以使其容量大致相等

2.考虑到尽量减少布线长度，节省资金，将变电所置于厂区中央

3.考虑到燕郊地区夏季气温较高，且时有暴雨，冬季气温较低，且有降雪。应单独布置房间放置变电设备，同时注意房间散热，以免影响正常生产工作。

五． 工厂计算负荷及变压器的容量的确定

本课程设计按照该厂为机床制造厂进行设计，即Kd=0.2,cosφ=0.65,sinφ=0.76, tanφ=1.17,Tmax=3200（1）计算负荷的确定

计算负荷：由资料知，总容量Pe=2517Kw，可得

P30=Kd x Pe=0.2 x 2517Kw=503.4Kw

无功计算负荷：

Q30=P30 x tanφ=2517Kw x 1.17=2943Kw

视在计算负荷：

S30=P30/cosφ=2517Kw / 0.65=3872Kw

年有功电能消耗量：

Wp·a=αP30 Ta=0.7 x 2517Kw x 3200h=5.6 x 10(6)（六次方）KW.H

年无功电能消耗量：

Wq·a=βQ30 Ta=0.8 x 2517Kw x 3200h=6.4 x10(6)Kw·h

(2)变压器容量的确定

a.主变压器台数的选择

考虑到应满足用电负荷对供电可靠性的要求，采用两台变压器，其中一台为备用变压器。

b.主变压器容量的选择

由S30=3872Kw，考虑到应为今后的工厂发展留有一定的余量，选择S9-4000/10(6)型变压器，其主要技术数据如下：

额定容量：4000Kv·A；

额定电压：一次侧-10Kv，二次侧-6.3Kv；

联结组标号：Yd11；

损耗：空载-4100W，负载-23000W；

空载电流：1.0%；

阻抗电压：5.5%。

六． 高压配电所的装置式主接线图及说明

其中：

No.101为电能计量柜，GG-1A-J；

No.102 为1号进线开关柜，GG-1A(F)-11； No.103 为避雷器及电压互感器，GG-1A(F)-54； No.104 为一加工车间出线柜； No.105 为二加工车间出线柜； No.106 为机修车间出线柜； No.107 为铸造车间出线柜；

No.108为锻压车间出线柜； No.109 为热处理车间出线柜； No.110为装配车间出线柜； No.111 为仓库及办公楼出线柜； No.112 为避雷器及电压互感器； No.113 为2号进线开关柜； No.114 为电能计量柜。

七． 工厂及各车间计算电流的确定

工厂计算电流：

i30=S30 / 根号三 Un=3872Kv·A 6.3Kv=614.6A;一加工车间：i=200 Kv·A/380V=526.3A;二加工车间：i=240 Kv·A/380V=631.6A； 机修车间：i=100 Kv·A/380V=263.2A； 铸造车间：i=700 Kv·A/380V=1842.1A； 锻压车间：i=680 Kv·A/380V=1789.5A;热处理车间：i=340 Kv·A/380V=894.7A； 装配车间：i=155 Kv·A/380V=407.9A;仓库及办公楼：i= 102 Kv·A/220V=463.6A。

八． 二次变压器的确定

/ 根号三

根据各车间的负荷情况，以及计算电流可以确定各车间的变压器容量及型号：

一加工车间：SC9-250/10型树脂浇注干式铜线电力变压器；

二加工车间：SC9-250/10型树脂浇注干式铜线电力变压器；

机修车间：S11-M·R-125型卷铁心全密封铜线配电变压器； 铸造车间：SC9-800/10型树脂浇注干式铜线电力变压器； 锻压车间：SC9-800/10型树脂浇注干式铜线电力变压器； 热处理车间：SC9-400/10型树脂浇注干式铜线电力变压器；

装配车间：S11-M·R-200型卷铁心全密封铜线配电变压器； 办公楼及仓库：S11-M·R-125型卷铁心全密封铜线配电变压器；

九． 各段电线的确定

根据各段的计算电流，可确定其电线类型，同时由于考虑到夏季温度的升高会引起导线载流能力的下降，因此选择时应留有一定的余量。

主变压器至各车间的二级变压器：采用导线截面为300的铝绞线；

一加工车间二级变压器二次侧：采用导线截面为240的铝

绞线；

二加工车间二级变压器二次侧：采用导线截面为300的铝绞线；

机修车间：采用导线截面为95的铝绞线；

锻造车间：采用规格为80x8的双条平放矩形硬铝母线； 锻压车间：采用规格为80x8的双条平放矩形硬铝母线； 热处理车间：采用规格为63x6.3的单条平放矩形硬铝母线；

装配车间：采用导线截面为150的铝绞线； 仓库及办公楼：采用导线截面为185的铝绞线。

十． 二次变压器布线图及说明

说明：1.为保证各车间的用电质量，因此采用双回路进线；

2.图中采用的各种保护装置也是为了保证用电质量

感想心得

经过三个星期的检索资料，选择方案，设计线路等工作后，我终于完成了本学期的综合课程设计任务，遇到的困难很多，但经过自己的努力，同学们的帮助后，一一得以解决。回想期间 的点滴，感触良多：

1.本次的课程设计，更加注重的是所学知识的综合应用，因此经过本次课程设计后，培养了综合运用各科知识的能力。

2.在设计的过程中，发现了一些死角，发现了以前的学习中的不足之处，通过本次课程设计，得以更好的掌握以前所学的知识。

3.本次综合课程设计，使我了解了在实际生产中的工厂供电设计方法，对我今后的设计工作大有裨益。

第二篇：工厂供电课程设计

景德镇陶瓷大学 工厂供电课程设计

题目两室一厅供配电

姓名 罗宁 学号 114040200127 班级 14自动化1班 院系 机械电子工程

114040200127 供电技术的发展

电能是重要的能源资源，在当今社会中发挥着至关重要的作用，尤其是随着自动化、机械化水平的快速发展，对电能的需求量不断的增加，同时对供电的安全性、灵活性、经济性、可靠性以及电能质量提出了更高的要求。工厂供电工程指的是供应工厂内所需电能的工程，虽然电能在工厂成本中占据的比重相对较小，但是电能对实现生产自动化、提高生产效率、降低工人劳动强度、降低生产成本等方面具有非常重要的作用。

传统电能质量问题一般关注系统的稳态情况下是否供电可靠，随着电子信息技术的飞速发展，先进技术使用日益广泛，供电系统故障或电能质量恶化很可能带来极为严重的影响。对于敏感的电力电子设备或信息设备来说，即使几个周期的供电中断，或电压跌落都将影响这些设备的正常工作，造成巨大的经济损失。以计算机技术和功率半导体制造技术为基础和先导，开关器件功率处理能力和切换速度有了明显提高。电能质量、节约用电、安全用电是当前最突出的用户电力问题，近年来为了解决这些问题，用户配电系统测试评估、电能质量调节、电能转换和固态开关等用户电力技术，得到了广泛应用和快速发展。

114040200127 方案设计

设计家庭电路需要考虑的东西有很多，其中，最重要的是考虑安全。做任何事情都要考虑安全，在保证安全的前提下，才能去设计一个合理的家庭电路。

布置室内照明要满足一定的要求：保证照度均匀，尽量减少眩光和暗影，力求经济合理，满足局部要求。

卧室：布置3支线路，包括电源线，照明线，空调线。床头柜的上方预留电源线口，采用多孔插线板开关。

厨房：布置2支线路，包括电源线，照明线。微波炉，电饭煲，消毒柜和冰箱的电源插座也要预留。

阳台：布置2支线路，包括电源线，照明线。

卫生间：布置2支线路，包括电源线，照明线。电热水器和洗衣机的电源插座要预留。

客厅：布置4支线路，包括电源线，照明线，电视线，电话线。至少要留5个电源线口。

114040200127 原理图

114040200127 家庭总线图

114040200127 计算负荷

供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。需用系数法

用电设备组的计算负荷，是指用电设备级从供电系统中取用的半小时最大负荷,假设用电设备组的设备容量为，它指用电设备组所有设备(不含备用设备)的额定容量之和。由于用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不可能都同时满负荷，同时设备本身存在有功率损耗，因此，用电设备组的有功计算负荷应为：

其中，为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；为设备的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比：η为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时的输出功率与取用功率之比；为配电线的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首端功率之比。令/η=，称为需要系数（1）单组设备计算负荷

当分组后同一组中设备台数>3台时，计算负荷应考虑其需要系数，即：

式中

ΣPN —— 总设备功率，单位kW Kd ——需用系数

——计算有功功率，单位为kW ——计算无功功率，单位kvar

——计算视在功率，单位kVA

——功率因数角的正切值

——电气设备额定电压，单位kV ——计算电流，单位A 当每组电气设备台数3时，考虑其同时使用率非常高，将需用系数取为1，其余计算与上式公式相同

（2）多组设备的计算负荷

当供电范围内有多个性质不同的电气设备组时，先将每一组都按上述步骤计算在各自负荷曲线上不可能同时出现，以一个同时系数来表达这种不同时率，因此其计算负荷为：

式中

——有功同时系数，对于配电干线所供范围的计算负荷，取值范围一

114040200127 般都在0.8～0.9；对于变电站总计算负荷，取值范围一般在0.85～1 ——无功同时系数，对于配电干线所供范围的计算负荷,取值范围一般都在0.93～0.97；对于变电站总计算负荷，取值范围一般在0.95～1 二项式法

（1）二项式系数

二项式系数认为计算负荷由两部分组成，一部分是由所有设备运行时产生的平均负荷，另一部分是由于大型设备的投入产生的负荷cpx，x为容量最大设备的台数

其中，b，c称为二项式系数。二项式系数也是通过统计得到的

（2）负荷计算的二项式法 用二项式法进行负荷计算时的步骤与需用系数法相同，是用二项式系数时计算公式如下：

1)单组用电设备组中设备台数≥3台时的计算负荷为：

2)多组用电设备组的计算负荷为：

式中 j——用电设备组序号，j=1，2，3„..，m cpx——各组中该部分最大值

114040200127 估算电流

最终电路的电流应与其过电流保护器的额定值相同。设有多个最终电路的电路，其总电流并不按每个回路的电流相加来计算，而是采用容许参差额(表7)乘以总电流需求量来决定。

现在来分析一下实例中的计算方法。

(1)照明：照明供电点应假定以所连接的负荷为需求量，而每一灯座最少为 100瓦特。照明的计算方法采用的是需要系数法，取得系数为0.66。0.66×0.45A×6=1.78A。

(2)空调机：计算方法类似于二项式法。客厅空调机满载电流的100％＋2个睡房空调机满载电流的40％。对于空调机等大负荷设备，其同时开及同时达到满载电流的可能性不大。合乎实际12A＋2×0.4×5A=16A。

(3)插座的最终电路：由于客厅及卧室、厨房2回路同时达到满负荷的可能性不大，因此采用最大电路电流需求量的100％＋其余每一电路电流需求量的40％来计算，30A＋0.4×30A= 42A。

114040200127 导线选择方法及计算

计算方法

家庭用电（220V）的总功率除以电压算出电流得出安培。即：5000W÷220=22.5A，将电流再除以铜导线每平方毫米的载流量按6A-8A/平方毫米考虑即得出要选择的导线大小。即：22.5A÷6=3.7mm2 或22.5A÷8=2.8mm2。参照下表选择。（2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。或 4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A。）

家庭用电（380V）的总功率除以电压算出电流得出安培。即：5000W÷380=13.2A，将电流再除以铜导线每平方毫米的载流量按6A-8A/平方毫米考虑即得出要选择的导线大小。即：13.2A÷=2.2mm2 或22.5A÷8=1.7mm2参照下表选择。（1平方毫米铜电源线的安全载流量－－17A。1.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－21A。2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。）注意选择要留有余量并考虑以后发展。

导线选择

1平方毫米铜电源线的安全载流量－－17A。

1.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－21A。

2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。

4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A。

6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A。

10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。

16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A。

25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。

单相负荷按每千瓦4.5A（COS&=1），计算出电流后再选导线，（算同一时间使用的最大功率即可）。

断路器选择

漏电断路器的安装接线应按产品使用说明书规定的要求进行，主要注意以下几点：

114040200127 １、产品接线端子上标有电源侧和负载侧的，必须按规定接线，不能反接。

２、漏电断路器只能使用在电源中性线接地的系统中，对变压器中性线与地绝缘的系统不起保护作用。在接线时，不能将漏电断路器输出端的中性线重复接地，否则漏电断路器将发生误动作。

３、单极两线和三极四线（四极）的漏电断路器产品上标有Ｎ极和Ｌ极，接线时应将电源的中性线接在漏电断路器的Ｎ极上，火线接在Ｌ极上。

４、漏电断路器在第一次通电时，应通过操作漏电断路器上的“试验按钮”，模拟检查发生漏电时能否正常动作，在确认动作正常后，方可投入使用。以后在使用过程中，应定期（厂方推荐每１个月１次）操作试验按钮，检查漏电断路器的保护功能是否正常。

设计小结

此次家庭供配电课程设计，使我更加扎实的掌握了有关工厂供电方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但通过思考，终于找出了原因所在，也暴露出

114040200127 了前期我在这方面的知识欠缺。在课程设计过程中，发现错误，改正。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上一路向前，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！

第三篇：数电课程设计

数电课程设计

一、课程性质

数字电路与逻辑设计课程实训是同学们进入电子设计领域的入门课程之一，认真仔细完成本次课程的设计内容可为今后复杂电路的设计和制作打下良好的基础。

二、设计要求

1、根据附录所示的相关内容，自选其一，进行制作；

2、使用热转印法进行制作，在制作PCB时将学号印刷在bottom层；

3、设计作品不局限于附录所示内容，如果自己有设计项目，可以自行购买器件并完成设计和制作；

4、需使用仿真软件进行功能仿真后，再进行PCB的设计和制作；

5、课程结束后，须提交设计报告1份、电路仿真文件1份、PCB设计文件1份和最后设计成品板1份。

三、器件说明

1、核心器件为NE555芯片，学院提供1块，如有损坏，自行购买；

2、学院可提供人均1份的热转印纸和单面覆铜板，超出部分，自行购买；

3、其他小型器件如电阻、电容等，自行解决。

附录：555电路运用大全

利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。下面介绍几种，供大家参考。

1．触摸延时“小灯”

图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400μF、1000μF等。如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等，可拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。

图5-43

2．触摸延时音乐门铃

图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，改为连接音乐片电路即可。它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。

图5-44

3．手控行车红绿灯指示器模型

图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连接后，只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。

图5-45

4．可自动控制的行车红绿灯指示器模型 图5-46是它的电路图，只将上图的手控改为磁控，再加上延时电路，就可以将上述模型改为路灯自动控制。先制作一个街道模型和指示灯架，将干簧管设在指示灯前方的道路模型的下方。在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。当汽车行过干簧管上方时，电路导通，红灯变为绿灯，汽车继续向前行驶，由于延时电路作用，使绿灯亮一段时间，保证汽车驶过路口。需要注意的是根据汽车模型的速度，调整干簧管的位置和电路延时的时间。

图5-46

5．灯塔模型

先用硬纸做一个灯塔模型。图5-47是它的电路图，它只取闪光电路的一部分——一个绿发光二极管作为塔灯。最后调整好闪烁时间。

图5-47

6．夜间打灯光靶

图5-48是它的电路图，它与闪光电路相比，集成电路的脚①是单独与负极连接，而电容与R5却是经过干簧管与负极连接。先按图14做一个一碰便可以翻倒的靶牌。在靶子的底部固定一块磁铁，将电路中的干簧管固定在与磁铁相对应的支架底板上。绿色发光二极管放置在靶心位置上，红色发光二极管诱因在支架的底部。游艺时，将靶牌放在暗处，干簧管在磁场作用下导通，两个发光二极管相互闪光，绿色发光二极管指示靶心。当靶子被击倒后，虽然干簧管失去了磁场的作用电路断开，但这时电路并未全部不通，红色发光二极管不会常亮，表示击中靶子。如果把靶牌放到运动的车模上，打靶更加紧张有趣。

图5-48

7．发报练习器

图5-49是它的电路图，它是在音响电路中接入按键代替电键使用，做成一个发报练习器的，音调高低可自己选定。也可以自己做一个电键。

图5-49

国际莫尔斯码字符如下：

如果将自己一方的电键的两根导线接在另一个同学电路中，同时把对方同学的电键两根导线接在自己电路中，那么这俩人之间就可以互相发报传送信息了。

8．一种平时不耗电的磁控报警器

图5-50是它的电路图，它是在音响电路中接入干簧管，再将干簧管放入两块相吸引的磁铁之间，这时，干簧管并不闭合，电路不导通。当移动一块磁铁后干簧管立即闭合，电路导通报警。制作时先把干簧管安放在门窗的木框上，同时把一块磁铁固定在干簧管的上方，把另一块磁铁安放在门窗对着干簧管处的下方，注意一定要使这两块磁铁相吸，这时干簧管不导通，喇叭不发出音响。一旦门窗打开，干簧管被上方磁铁吸引闭合，电路导通，发出音响报警。

9．断线报警器

在电路图5-51中的A、B两点是用一根细的导线连接（图中的弧线），当人或动物碰断导线时便会发声报警，发光二极管发光。

10．雨水报警器

图5-52是它的电路图，它是在音响电路中从两个电阻之间引出一个探头改为雨水报警器的。用覆铜板照图5-53做一个探头，接到音响电路中，当雨水滴在探头上，使电路导通，便会发出音响。这个报警器还可以作为各种遇水报警装置。

11．高低水位报警器

水能导电，也就有电阻存在。图5-54就是利用电阻值的不同，发出不同音调制作成高低水位报警器，它与雨水报警器中的探头不同。用导线按照图5-55做成水位探头，接到电路中去。当水位低时，A与B导通，因有可调电阻，阻值较大发出低音；当水位升高A与C也导通，这时A与C电阻阻值因为没有可调电阻远远小于A与B的电阻值，因此电流通过A与C，报警器便发出高音。

按这个思路还可以做成高低音门铃、多路报警器等。

12．手控模仿鸟鸣实验

图5-56是它的电路图，它与音响器不同的是没有电容，并将电容处断开。先将音响器调响后，拆去电容，用两个手指捏住导线的两个端头，这时喇叭发出高的音调。随着手指捏住松紧程度不同，喇叭发出时高时低、时响时断、如同鸟叫一般的声音。调整可调电阻阻值，会发出不同音调，模仿鸟鸣和其他音响。

图5-56

13．节拍器

图5-57是它的电路图，它是将闪光电路中接上喇叭，做成既有灯光又有音响的节拍器，只是声音较低。调整电阻阻值和电解电容可以得到不同的节拍。

如果去掉发光二极管，将节拍器调整到好似下雨的嘀嘀声，还可以作为催眠器，响一夜用电量很少。

图5-57

14．见光发亮的光控“灯”

这个光控“灯”是见光发亮。图5-58是它的电路图，与前面介绍的光控“灯”控制相反，因此，只要把原电路中光敏电阻和可调电阻调一下位置就可以了。在实验中不要忘记可调电阻的调整。

如果在电路中拆去发光二极管和电阻，接6伏继电器，再由继电器控制灯就可达到实用装置的目的。

图5-58

15．见光响音乐

早上阳光照进屋内，它就播放出音乐。图5-59是它的电路图，它是在见光就亮的光控“灯”中，去掉发光二极管，改接音乐片和扬声器而成。制作时可以根据自己所希望的亮度，慢慢调整可调电阻值。该装置还可以以市场销售的小型激光指示器为光源枪，将光敏电阻安放在靶心处，找一个不透光的圆筒套在光敏电阻上，遮挡外部光线对它的干扰，调整可调电阻值，做成光电打靶器。

图5-59

16．黑暗光控报警器

图5-60是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮电路中接上音乐片电路，制作时根据所需的暗度下调整可调电阻值到发出音乐响声。

该装置还可以与小型激光指示器或其他光线配合，做成报警器，如在圈养的动物外围，将小型激光指示器远距离照射光敏电阻，当有动物外逃时，挡住激光束，便会报警。或者将脚③与计算器中的连加相接，用来对传送带上的物品个数进行计算，或者用于通道显示有人、动物通过等。

图5-60

17．书写光亮测试器

图5-61是它的电路图，它是在黑暗控制“灯”亮的电路中再加上一个发光二极管，就可以改装为光线亮度测试器。反复调整可调电阻值，使它在符合书写光照条件下，绿色发光二极管发光，而光照一暗时红色发光二极管发光，以提醒人们注意。

图5-61

18．干湿测量器 图5-62是它的电路图，用钢丝照图做两个探头连在电路中，使用时，将它的两个探头插入花盆或其他物体中，反复调整可调电阻值，使它在湿润时绿色发光二极管亮，干燥时红色发光二极管亮，以示区别。

图5-62

19．延时开的小“灯”

图5-63是它的电路图，它是将延时关电路中的电阻和电容交换位置，便可成为延时开的电路。按下按键，发光二极管由亮转灭，当手指离开按键后，会发现过一会儿发光二极管才亮。

图5-63

20．水沸报警器

先将热敏电阻放入一个直径为8毫米左右、长100毫米的铜管或不锈钢管内，引出导线，用树脂封好，不能进水。图5-64是它的电路图。实验时插入开水中，要慢慢调整可调电阻的阻值，使它到100℃时音响报警，低于这个温度时没有音响报警。

图5-64

像以上介绍的利用基础电路扩展的电子制作还可以举出许多例子，只要大家多动脑筋，发挥创造性，就可以充分利用这套器件中磁控、光控和温控的作用，再制作出各种适应它们的外围作品。

第四篇：数电课程设计

数字电子技术课程设计题选

（注：标注“易”的题目得分75以下，标注“中”的题目得分85以下，标注“中→难”的题目完成基本要求为“中”，完成提高要求为“难”。使用中小规模器件进行设计。）

1、电子万年历（中）

以“日”作为基准时间信号，设计可计年、月、日的电子万年历。（1）计时结果用8只LED七段数码显示器稳定显示

（2）计年的规则是从0000至9999，计月的规则是从1至12，计日的规则是从1至30，用数码显示器的小数点区别显示的时基单位（3）具有手动校年、月、日功能。

2、彩灯控制器（中→难）基本要求：

(1)设计一个十盏彩灯的控制电路，要求彩灯具有单向流水效果

（2）彩灯的流向可以变化。可以正向流水，也可以逆向流水。彩灯流动的方向为手动控制 提高要求：

（3）彩灯流动的方向也可以自动控制，自动控制往返变换时间为5s（4）彩灯可以间歇流动，10s间歇一次，间歇时间1s。

3、电子密码锁（易）

(1)用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。(2)在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。

(3)用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁

(4)如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。

4、数字式跑表（中→难）

设计一个以0.01s为基准计时信号的实用数字式跑表。

基本要求;（1）跑表计时显示范围0~99min59.99s（2）具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时功能，操作按键（或开关）不超过2个

（3）时钟源误差不超过0.01s 提高要求

（4）显示最大值可达23h59min59.99s，有整点、半点提醒功能（5）有定时功能（6）有倒计时功能

5、四路抢答器（难）

设计一个四组参赛的智力竞赛抢答器 基本要求：

（1）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。

（2）电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示。

（3）具有计分功能。每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分

（4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。提高要求：

（5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。

6、汽车尾灯控制电路（中）

（1）用6只小灯泡模拟6只汽车尾灯，左侧3只，右侧3只。用4个开关分别模拟脚踏制动器，停车信号，左转弯控制和右转弯控制。

（2）当汽车正常直行时，6个尾灯全灭，当临时刹车（脚踏制动器）时，6个尾灯闪烁。

（3）当汽车左转时，左侧的尾灯按照000-001-010-100-000的顺序循环点亮，每灯点亮0.5s，而右侧的3个灯全灭。当右转时相同。

7、脉冲按键电话按键显示器（中→难）基本要求：

（1）设计一个具有八位显示的电话按键显示器；（2）能准确反映按键数字； 提高要求：

（3）显示器显示从低位向高位前移，逐位显示，最低位为当前输入位；（4）重按键时，能首先清除显示；

（5）摘下话机后才能拨号有效，挂机后熄灭显示。

8、电子脉搏计设计（难）

(1)实现在15S内测量1min的脉搏数；(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示；(3)测量误差小于±4次/min。

9、射击自动报靶器（中）

（1）用11个开关信号模拟环数取样信号，分别表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）环，其中0表示没射中，每次射击完毕后立刻显示环数

（2）每个人可以射击5次，5次后射击次数自动清零，表示此人不能再射击（3）自动统计累计环数并显示（4）自动统计中靶次数并显示。

10、电子拔河游戏机（易）

（1）设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。

（2）电路使用15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。（3）比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。

（4）亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当栽判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。

（5）用七段数码管显示双方的获胜盘数。

11、篮球比赛电子记分牌（中）

设计一个符合篮球比赛规则的记分系统。（1）有得1分、2分和3分的情况，电路要具有加、减分及显示的功能。（2）有倒计时时钟显示，在“暂停时间到”和“比赛时间到”时，发出声光提示。

（3）有比赛规则规定的其他计时、记分要求。

12、乒乓球比赛游戏机（中→难）

设计一个甲、乙双方参赛，裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。基本要求：

（1）用8个发光二极管排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置，点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。

（2）当球运动到某方的最后一位时，参赛者应立即按下自己一方的按钮，即表示击球，若击中，则“球”向相反方向运动，若未击中，则对方得1分。（3）设置自动计分电路，双方各用二位数码管来显示计分，每局11分。到达11分时产生报警信号。提高要求：

（4）一方得分时，电路自动响铃3s，这期间发球无效，等铃声停止后方能继续比赛。

（5）设置局数显示，5局结束后有声响提示比赛结束。

13、出租车自动计费器（中）

（1）设计制作一个自动计费器，具有行车里程计费，等候时间计费及起价等三部分。三项计费总和为客户用车的总费用，通过数码自动显示。用4位数码管显示总的金额，最大值为99.99元。

（2）行车里程单价（0.××元/公里）、等候时间（0.××元/10分钟）、起价（×.00元）均能通过BCD码拨盘输入。

（3）在车辆启动和停止时发出音响信号，以提请顾客注意。

参考资料

[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社 [2]孙梅生，李美莺，徐振英.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社

[3]梁宗善.电子技术基础课程设计[M].武汉：华中理工大学出版社 [4]张玉璞，李庆常.电子技术课程设计[M].北京：北京理工大学出版社 [5]谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社

课程设计说明书与图纸要求

设计说明书内容要求：

⑴．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。

⑵．画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。

⑶．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。

⑷．图用计算机绘制，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。

⑸.用仿真软件对电路图进行仿真（仿真软件可用EWB、Multisim10.0或PROTEL Se），说明仿真过程中如何对电路进行调整，对仿真结果加以描述（仿真中没有的元件用近似元件代替）。

⑹．具体格式见本节第二部分。

⑺．评分依据：①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原

理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，格式是否规范⑥有无仿真及对仿真过程、仿真结果的必要描述，⑦答辩过程中回答问题是否基本正确。⑻.答疑时间：周四下午3：00～4：30。地点: 主楼二楼电工实验室 ⑼．（第四周周五）下午5点前交报告。

评分标准

课程设计满分为100分，由三项构成：1.设计说明书老师给分占450%；2.答辩情况老师给分占45%；3.同学互评占10%。如有抄袭者该次设计为0分。

答辩安排：每个同学现场给老师演示仿真程序，而后老师提问。

设计说明书格式

设计说明书不少于3500字，用A4纸打印装订成册。具体格式如下：

附件：设计说明书格式

设计说明书用A4纸打印装订成册。

第五篇：数电课程设计

数字电子课程设计

班级：电气002 学号：10110081 姓名：齐西潮

原理图方式设计二进制全加器

一：设计目的

1.通过设计一个二进制全加器和十进制全加器，掌握组合逻辑电路设计的方法。2.初步了解Quartus Ⅱ采用原理图方式进行设计的流程。

3.初步掌握FPGA开发的流程以及基本的设计方法、基本的仿真分析方法。二：设计原理

在数字系统中，经常需要进行算术运算，逻辑操作及数字大小的比较等操作，实现这些运算功能的电路是加法器。加法器是一种组合逻辑电路，主要功能是实现二进制数的算数加法运算。

在设计全加器之前先要考虑半加器，半加器完成两个一位二进制相加，而考虑由低位来的进位,半加器的表达式为：Sn=AnBn+AnBn= An⊕Bn

Cn= AnBn ；

全加器是带有进位的二进制加法器，全加器的逻辑表达式：Sn=AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1

Cn=AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1+AnBnCn-1 三：设计内容

应用软件QuartusⅡ设计原理图并对所设计图进行仿真。四：设计步骤

（一）二进制全加器的设计步骤 1．打开Quartus Ⅱ,选菜单File→New,在弹出的New对话框中选择Device Design Files页的原理图文件编输入项Block Diagram/Schematic File。2.在原理图编辑窗口设计一个全加器

编好图后保存文件名取为b_adder.bdf.3．将设计项目设计成可调用的元件

为了构成全加器的顶成设计，必须将以上设计的半加器b_adder.bdf设置成可调用的元件，方法是选择菜单 File→Create/Update Symbol Files for Current File项，即可将当前文件b_adder.bdf变成一个元件符号存盘，以待在高层设计中调用。

4.设计全加器顶层文件。

为了建立全加器的顶层文件，必须打开一个原理图编辑窗口，方法同前，即再次选择菜单File→New，→Block Diagram/Schematic File。在弹出的图中Project下调出b_adder文件，同时按照图连接好全加器。以q_adder命名将此全加器设计存在同一路径F:addera文件夹中。下面是以链接好的全加器电路

保存文件。5.创建工程

选择File下拉菜单中的New Project Wizard，新建一个工程。点击图中的next进入工作目录。

6.对设计文件进行编译。在Processing菜单下，点击Start Compilation命令，开始编译。编译结束后点击 确定 按钮。

7.仿真

在File下拉菜单中选择New，选取对话框中的Other File下的Veetor Waveform File，点击OK，打开一个空的波形编辑器窗口。加入输入输出端口，在波形编辑器窗口的左边端口名列表区双击，在弹出的菜单中选择Node Finder,出现Node finder 窗口后，在Filer列表中选择Pins:all,点击List,在Node Finder 窗口中出现的所有的信号名称中点》按钮，再点击OK。制定输入端口的 逻辑电平变化，最后保存该仿真波形文件，文件名与工程名相同。再点击Edit→End Time ,在弹出的窗口中的 time 值改为100.0 单位是us,点击OK，完成设置。点击右上角的蓝色箭头开始仿真。波形如下

原理图方式设计频率计

一．设计原理

数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间（1S）内信号发生周期变化的次数。如果我们能在给定的 1S 时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。这就是数字频率计的基本原理。含有时钟使能的2位十进制计数器电路设计原理如图2-1所示，频率计的核心元件之一是含有时钟使能及进位扩展输出的十进制计数器。所以在这里拟使用一个双十进制计数74390和其它一些辅助元件来完成。图中74390连接成两个独立的十进制计数器，待测频率信号clk通过一个与门进入74390的第1个计数器的时钟输入端1CLKA，与门的另一端由计数使能信号enb控制：当enb=‘1’时允许计数；enb=‘0’是禁止计数。计数器1到4位输出q[3]、q[2]、q[1]和q[0]并成总线表达方式即q[3..]，由图左下角的OUTPUT输出端向外输出计数值，同时由一个4输入与门和两个反相器构成进位信号进入第2个计数器的时钟输入端2CLKA。第2个计数器的4位计数输出是q[7]、q[6]、q[5]和q[4]，总线输出信号是q[7..4]。这两个计数器的总的进位信号，即可用于扩展输出的进位信号由一个6输入与门和两个反相器产生，由cout输出。clr是计数器的清零信号。

二：设计一个2位十进制的计数器 1.绘制原理图。2.进行全程编译，方法如二进制加法器的方法。3.仿真

步骤和二进制加法器流程相同外还要注意，在输出总线设置上先选中q[3]、q[2]、q[1]、q[0],右键弹出选择Grouping→Group,name改为q3..0,按此方法设置好q[7]、q[6]、q[5]、q[4],在Grouping→Group,name中改名为q7..4。输入clk时钟信号，clr，enb,信号，然后点击仿真按钮开始仿真，其结果如下

十进制计数器的设计完成。三：时序控制电路设计

仿真波形图：

四 : 频率计顶层电路设计

仿真波形：

五.实验心得

频率计是在已经能比较熟练使用Quartus II软件的基础上进行设计，仿真的。操作熟练程度确实较以前有了较大提高。掌握了在出错时如何通过error提示进行错误的修改以及使用一些快捷键快速的打开、建立新文件。本次设计中，收获颇多，它培养了我们独立思考、独立解决问题的能力，同时，对于同组之间的合作，也是十分重要的，只有共同努力，才能收获到最美的果实。在设计中遇到过问题，也解决过问题，有过成功，也有过失败。我们应该记住成功，但我们更加不能忘记失败，只有一次次地总结经验和教训，我们才能不断进步。

总结

过这次数电课程设计实验学习了如何使用Quartus II软件，了解了其主要功能并且知道如何进行一些简单的仿真，使以往抽象的知识形象化，增强了对所学知识的理解和巩固，会对我以后的学习起到极大的帮助作用。