1、1二一一二一二学年第二学期信息科学与工程学院课程设计计划书班 级： 自动化 2010 级 1 班 课程名称： 电子技术课程设计 学时学分： 1 周 1 学分 指导教师： 吴 建 国 二一二 年 六 月 十一 日2一、课程设计目的：综合运用电子技术课程知识，利用半导体器件、集成电路设计实现一些电子电路，以复习巩固课堂所学的理论知识，提高电子器件实现系统、绘制系统电路图的能力，为实际应用奠定一定的基础。本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性而有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。二、课程设计时间安排：第
2、一天：教师布置设计任务，讲解设计要求，提示设计要点。第二四天：查阅资料（在图书馆或上网） ，提出设计方案。第三八天：画出详细设计图（电路图） ，得出实验结果并写出设计报告。三、课程设计内容及要求：题目一 音乐彩灯控制器题目二 温度测量与控制器题目三 音响放大器的设计题目四 直流稳压电源的设计题目五 智力竞赛抢答器的设计题目六 多功能数字钟的设计四设计流程：1选题并由指导教师简要讲解题目；2分析题意并查阅资料；3初步确定设计方案并进行必要计算；4进行适当修改、并由指导老师简单答疑；5编写设计说明书；6上交设计说明书；7由指导教师给出总成绩。五设计论文要求：1内容要求： 3 说明设计题目及要求。
3、剖析题目并提出设计构想。 提出设计实现方案。 根据确定的设计方案进行细致构思和实现。画出总体原理图。 对总体原理图进行深入剖析及定量计算，详尽说明各部分电路的原理并求出必要的参数值。2格式要求：设计报告字数应在 3000 字以上。设计报告格式见附件 1 和附件 2。六参考文献：1谢自美. 电子线路设计实验测试. 华中科技大学出版社.2006.8 2陆坤等. 电子技术设计. 电子工业出版社.2001.53马建国. 电子系统设计. 高等教育出版社.2005.3七评分标准：电子技术课程设计是一门单列的课程，成绩要单独记入，所以希望同学们能引起重视，把课程设计做好。1设计方案新颖，有独到之处，且可实现
4、性强；2逻辑严密，分析透彻，计算到位。3实验过程中认真投入，对老师提问的问题能够流利回答。4最后验证效果良好。5提交课程设计报告，设计报告内容包括设计任务，设计要求，硬件设计。编写完整、条理分明、排版工整、符合格式要求。6即使是同一组同学，设计说明书也要求自己独立完成，不允许抄袭。4附件 1：设计报告格式（封面）电子技术课程设计题目名称： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 日 期： 5附件 2：设计报告格式正文目录电子技术课程设计正文目录一设计题目：二设计任务和要求：三题目分析或内容摘要： 四整体构思或方案选择：五具体实现：画出总体方框图和原理图、说明电路的工作原理。原理图可以电脑画，
5、也可以手画，但必须规整。 （也可以把原理图放在附录中）六各部分定性说明以及定量计算：电路设计、参数计算、元器件的选择；指标参数误差计算及参数调整元器件；清单表。七设计收获、体会和建议：八参考文献：6附件 3：设计题目题目一 音乐彩灯控制器声控音乐彩灯是音乐声响与彩灯灯光的相互组合，使音乐的旋律伴以亮度、颜色和图案不断变换的灯光，使人的视觉和听觉结合在一起获得综合的艺术享受。1. 设计任务和要求(1) 任务设计一种组合式彩灯控制电路，该电路由三路不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管作设计实验。(2) 要求 第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。 第二路按音量的强弱（信号
6、幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且灯被点亮的数目增多。 第三路按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分灯点亮。2. 总体方案设计(1) 设计思路根据课题要求，本控制器可分别用三部分电路实现。音乐的节奏往往由乐队的鼓点来体现，实质上它是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此，可采用计数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器（或称时间顺序控制器） ，使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。为实现声音信号强弱的控制，应该将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，以信号的平均值驱动彩灯发亮。信号强，则灯的亮度大，且点亮灯的数目增多。为实现高、低音（不同频率信号）对彩灯的
7、控制，采用高、低通有源滤波电路。低通滤波器限制高音频信号通过，而高通滤波器限制低音频信号通过，分频段输出信号，经过放大驱动相应的发光二极管点亮。(2) 控制器原理框图 采用运算放大器或 555 定时器构成多谐振荡器，产生矩形波信号作为计数器的时钟脉冲。 计数器输出经译码器可得多路译码输出信号，再通过驱动器使相应的彩灯点亮。7 采用动圈式话筒或者扬声器，将声响信号变成电信号输出，并经放大器将其放大。由于音频信号的频率高于发光元件的响应频率，为使发光元件有适当的显示时间，可加入延时电路，减少发光元件闪烁现象。 人耳听觉范围的信号频率在 20Hz-20kHz，为简单起见，可将音频信号分成两个不同频段
8、，分别用低、高通滤波器来区分这两段频率信号，然后经驱动电路使音响放大器的设计。控制器原理图题目二 温度测量与控制器1. 设计任务和要求在工农业生产或科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制、调节该系统的温度。下面设计并制作对某一系统的温度进行测量与控制的电路。电路要求为： 被测温度和控制温度均可数字显示。 测量温度范围为 ，精度为 。C012C0.5 控制温度连续可调，精度为 。 温度超过额定值时，产生声、光报警信号。2. 总体方案设计(1) 设计思路 对温度进行测量、控制并显示，首先必须将温度（非电量）转换成电量，可采用温度传感器，将温度变化转成相应的电信号，并通过放大、
9、滤波后送 A/D 转换器变成数字信号，然后进行译码显示。8 恒温控制，将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压 ，用实际测量REFV值 与 进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、调节系统温度。IVREF 报警部分，设定被控温度对应的最大允许值为 ，当系统实际温度达到此对maxT应值 时，产生报警信号。max 温度显示部分，采用转换开关控制，可分别显示系统控制温度对应值 和REF报警温度对应值 。max(2) 原理框图 在图 1 所示框图中：图 1 设计思路原理框图 传感器可采用铂电阻、精密电阻和电位器 组成测量电桥，如图 2 所示，电P1R桥的输出电压作为运放构成的差动放大器的双端输入信号
10、，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤除。图 2 设计思路电路图在 时，调节 ，使显示器显示 。在 时，调节放大器的增益（调电C0W1RC05位器 ） ，使显示器显示 。注意放大器的输出电压不允许大于 A/D 转换器的最P250大输入的电压值。9 被测温度信号电压加于比较 1 与控制温度电压 进行比较，比较结果通过调REFV温控制电路控制执行机构的相应动作，使被控系统升温或降温。 当控制电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度对应值，用声、光报警电路发出警报，值班人员将采取相应的紧急措施。maxV 开关 可分别监测系统温度、控制温度电压 和报警温度电压 ，通S1 REFmaxV
11、过 A/D 转换器将模拟量转换成数字量，显示器显示出相应的温度数值。题目三 音响放大器的设计方案要求：在所设计的音响放大器中，应具有话筒扩音、音调控制、音量控制、电子混响、卡拉 OK 伴唱等功能。要求了解集成功率放大器内部电路工作原理，掌握音响放大器的设计方法以及主要性能参数的测试。并能通过查阅必要的资料来选择元器件。1给定条件(1) 具有对话筒与录音机输出信号进行扩音、音调控制、卡拉 OK 伴唱等功能。(2) 主要技术指标：额定功率 （3%） ；负载阻抗 ；截止频率OWP1L8R， ；音调控制特性： 处增益为 0dB； 处和L40fzHk10fzkzz10处有 dB 的调节范围； dB；话筒
12、放大 级输入灵敏度 ；录k12VLH20AmV5音机的输出信号电压为 ；输入阻抗 。 （为了保证设计内容的多样性，miR技术指标部分可另取值） 。(3) 主要器件： ；话筒（低阻 20）电子混响模块一个；集成功放C=+9LA4102 一只；集成运放 LM324 一只（或A741 3 只） ； 负载电阻 一只；W8/2LR扬声器一只。W8/42工作原理该 设 计 中 话 筒 扩 音 和 混 合 放 大 级 是 利 用 运 算 放 大 器 所 构 成 的 放 大 电 路 ， 可 分 别实 现 话 音 放 大 和 录 音 机 信 号 放 大 ， 也 可 进 行 信 号 混 合 放 大 。 通 过 对
13、 电 子 混 响 延 时 器作 用 的 了 解 ， 对 其 滤 波 、 采 样 、 存 储 、 转 换 、 延 时 输 出 等 各 环 节 作 用 有 所 认 识 。 音调 控 制 器 由 运 算 放 大 器 和 电 阻 、 电 容 所 构 成 ， 主 要 是 用来控 制 和 调 节 音响放大器的幅频特性，它 的 低 通 滤 波 器 和 高 通 滤 波 器 电 路 可 对 低 音 频 和 高 音 频 进 行 提 升 和 衰减 ， 该 电 路 元 件 少 ， 调 节 方 便 ， 应 用 较 广 。 功 率 放 大 电 路 主 要 采 用 的 是 集 成 的 音 频功 放 ， 通 过 了 解 集
14、成 功 率 放 大 器 的 内 部 电 路 结 构 和 工 作 原 理 ， 便 可 掌 握 其 外 围 电 路10的 参 数 设 计 。题目四 直流稳压电源的设计方案要求：查阅教材相关内容及有关资料，设计由分立元件组成的串联反馈式稳压电源和集成稳压电源。要求理解稳压电路原理，掌握变压、整流、滤波、稳压、保护及输出电流扩展等电路的设计方法，了解主要指标的测试技术。1给定条件(1) 采用串联反馈式稳压电源，输出电压为 612V、915V 、1218V，输出电流为 300mA。稳压系数为 0.5%，纹波电压小于 10 mV，输出电阻小于 0.15 ，交流电压为 220V 22V。要求带过流保护。(2
15、) 采用三端固定稳压集成块（W78XX，1A）组成稳压电源，输出电压为6V、 9V、12V，输出电流为 1.5A。稳压系数为 0.5%，纹波电压小于 10 mV，输出电阻小于 0.15 ，交流电压为 220V 22V。输出电流需扩展并带过流保护。2工作原理直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路组成，各部分电路的作用如下：(1) 电源变压器电源变压器的作用是将电网 220V 的交流电压 变换成整流滤波电路所需要的交1U流电压 。2U(2) 整流滤波电路利用四只整流二极管组成单相桥式整流电路，将交流电压 变成脉动的直流电压。2再经滤波电容 C 滤除纹波，输出直流电压 。I(3) 稳压
16、电路调整管与负载电阻相串联，组成串联式稳压电路；或采用集成稳压块组成稳压电路。电路输出稳定的直流电压。题目五 智力竞赛抢答器的设计1设计四人参加的智力竞赛计时抢答器； 2当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不在接受其他输入信号； 3具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示为 0 99），时间显示采用倒计时方式，当达到限定时间时，发出声响以示警告；114画出完整的电路原理图。题目六 多功能数字钟的设计1以数字形式显示时、分、秒的时间。2小时计数器的计时要求为“24 翻 1”，分钟和秒的时间要求为 60 进位。3要求手动快速校时、校分。4要求具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响为整点。5画出完整的电路原理图。
